plc在城市垃圾處理系統(tǒng)中的應用_secret

1、基于PLC在城市垃圾中轉站除臭系統(tǒng)中應用的可靠性研究簡介：在本系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)能源的充分利用和生產的需要，需要對風機進行轉速調節(jié)，考慮到風機的啟動、運行、調速和制動的特性，采用ABB公司變頻器，系統(tǒng)中由PLC完成數(shù)據(jù)的采集和對抽風除塵除臭設備及空間異味除臭設備的控制任務。基于S7 200 PLC的編程軟件,采用模塊化的程序設計方法，大量采用代碼重用，減少軟件的開發(fā)和維護。利用對PLC軟件的設計,實現(xiàn)對抽風除塵除臭設備及空間異味除臭設備的啟動和停止。 關鍵字：PLC，變頻器，變頻調速 隨著電力電子技術以及工業(yè)自動控制技術的發(fā)展，使得交流變頻調速系統(tǒng)在工業(yè)電機拖動領域得到了廣泛應用。另外，由于PL

2、C的功能強大、容易使用、高可靠性，常常被用來作為現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和 HYPERLINK /GroupIndex.aspx?no=yhscd t _blank 設備的控制。本 HYPERLINK /Sub06.aspx t _blank 設計就是利用變頻器和PLC實現(xiàn)風機的調速控制。變頻器技術是一門綜合性的技術，它建立在控制技術、電子電力技術、微電子技術和計算機技術的基礎上。它與傳統(tǒng)的交流拖動系統(tǒng)相比，利用變頻器對交流電動機進行調速控制，有許多優(yōu)點，如節(jié)電、容易實現(xiàn)對現(xiàn)有電動機的調速控制、可以實現(xiàn)大范圍內的高效連續(xù)調速控制、實現(xiàn)速度的精確控制。容易實現(xiàn)電動機的正反轉切換，可以進行高額度的起停運轉，

3、可以進行 HYPERLINK /GroupIndex.aspx?no=peidian t _blank 電氣制動，可以對電動機進行高速驅動。完善的保護功能:變頻器保護功能很強，在運行過程中能隨時檢測到各種故障，并顯示故障類別(如電網(wǎng)瞬時電壓降低，電網(wǎng)缺相，直流過電壓，功率模塊過熱，電機短路等)，并立即封鎖輸出電壓。這種“自我保護”的功能，不僅保護了變頻器，還保護了電機不易損壞。1.PLC特點：1.1可靠性高、抗干擾能力強，平均故障時間為幾十萬小時。而且PLC采用了許多硬件和軟件抗干擾措施。1.2編程簡單、使用方便目前大多數(shù)PLC采用繼電器控制形式的梯形圖編程方式，很容易被操作人員接受。一些PL

4、C還根據(jù)具體問題設計了如步進梯形指令等，進一步簡化了編程。1.3設計安裝容易，維護工作量少。1.4適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境，采用封裝的方式，適合于各種震動、腐蝕、有毒氣體等的應用場合。1.5與外部設備連接方便，采用統(tǒng)一接線方式的可拆裝的活動端子排，提供不同的端子功能適合于多種電氣規(guī)格。1.6功能完善、通用性強、體積小、能耗低、性價比高。1.7在應用PLC系統(tǒng)設計時，應遵循以下的基本原則，才能保證系統(tǒng)工作的穩(wěn)定。1.7.1最大限度地滿足被控對象的控制要求；1.7.2系統(tǒng) HYPERLINK /GroupIndex.aspx?no=gaoceng t _blank 結構力求簡單；1.7.3系統(tǒng)工作要穩(wěn)

5、定、可靠；1.7.4控制系統(tǒng)能方便的進行功能擴展、升級；1.7.5人機界面友好。1.8本系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)能源的充分利用和生產的需要，需要對風機進行轉速調節(jié)，考慮到風機的啟動、運行、調速和制動的特性，采用ABB公司的ACS510變頻器，系統(tǒng)中由S7-200系列PLC完成數(shù)據(jù)的采集和對變頻器、水泵等設備的控制任務?；赟7-200 PLC的編程軟件,采用模塊化的程序設計方法，大量采用代碼重用，減少軟件的開發(fā)和維護。系統(tǒng)利用對PLC軟件的設計,實現(xiàn)變頻器的參數(shù)設置、故障診斷和電機的啟動和停止。系統(tǒng)中采用DP通訊模塊 EM277與中控上位機進行通訊，進行數(shù)據(jù)交換。2.本設計的控制要求：2.1系統(tǒng)要求用

6、戶能夠的直觀了解現(xiàn)場設備的工作狀態(tài)及水位狀態(tài)；2.2要求用戶能夠遠程控制變頻器的啟動和停止；2.3用戶可自行設置時間，對空間異味除臭裝置控制；2.4變頻器及其他設備的故障信息能夠及時反映在遠程PLC上；2.5具有水位過低報警和提示用戶功能；3.本設計控制結構:3.1由于現(xiàn)場2套抽風除塵除臭設備和1套空間異味除臭設備。3.2一號抽風除塵除臭設備有風機1臺；循環(huán)泵1臺；植物藥提取閥1只；降塵噴淋閥1只作為被控對象，可以使用單臺PLC進行對象的控制，只要適當?shù)倪x用高性能的PLC,完全能夠勝任此功能。系統(tǒng)控制結構如圖1所示。3.3二號抽風除塵除臭設備有風機1臺；循環(huán)泵1臺；植物藥提取閥1只；降塵噴淋閥

7、1只作為被控對象，可以使用單臺PLC進行對象的控制，只要適當?shù)倪x用高性能的PLC,完全能夠勝任此功能。系統(tǒng)控制結構如圖2所示。3.4空間異味除臭設備有上層噴淋泵1臺；下層噴淋泵1臺；增壓泵1臺作為被控對象，可以使用單臺PLC進行對象的控制，只要適當?shù)倪x用高性能的PLC,完全能夠勝任此功能。系統(tǒng)控制結構如圖3所示。3.5 PLC采集水位傳感器、 HYPERLINK /GroupIndex.aspx?no=jiankong t _blank 監(jiān)控水泵及變頻器等有關的各類對象的信息。本系統(tǒng)中，對風機采用變頻器來進行頻率的調節(jié)控制。采用PLC輸出的信號作為變頻器的多段速控制端輸入信號，從而控制電機轉速

8、大小，并且向PLC反饋自身的工作狀態(tài)信號，當發(fā)生故障時，能夠向PLC發(fā)出報警信號。由于變頻調速是通過改變電動機定子供電頻率以改變同步轉速來實現(xiàn)的，故在調速過程中從高速到低速都可以保持有限的轉差功率，因此具有高效率、寬范圍、高精度的調速性能。4.設備的選型4.1 PLC及其擴展模塊的選型：4.2目前，存在著種類繁多的大、中、小型PLC，小到作為少量的繼電器裝置的替代品，大到作為分布式系統(tǒng)中的上位機，幾乎可以滿足各種工業(yè)控制的需要。另外，新的PLC產品還在不斷的涌現(xiàn)，那么，如何選擇一個合適PLC？4.3一號抽風除塵除臭系統(tǒng)有風機1臺（高低速控制）、循環(huán)泵1臺、植物藥提取閥1只；降塵噴淋閥1只、風機

9、風扇1臺、故障報警指示、低水位指示、液位傳感器3個、開關信號輸入，共有26個I/O點，它們構成被控對象。4.4二號抽風除塵除臭系統(tǒng)有風機1臺（高低速控制）、循環(huán)泵1臺、植物藥提取閥1只；降塵噴淋閥1只、風機風扇1臺、故障報警指示、低水位指示、液位傳感器3個、開關信號輸入，共有26個I/O點，它們構成被控對象。4.5空間異味除臭系統(tǒng)有噴淋泵2臺、增壓泵1臺、液位傳感器1個，共有11個I/O點，它們構成被控對象。4.6綜合分析各類PLC的特點，最終選西門子公司的S7系列PLC。4.7由于CPU226集成24輸入/16輸出共40個數(shù)字量I/O 點，完全能滿足一號和二號套抽風除塵除臭設備控制要求。CP

10、U224集成14輸入/10輸出共24個數(shù)字量I/O 點，完全能滿足空間異味除臭設備控制要求。此PLC可連接7個擴展模塊，最大擴展至248路數(shù)字量I/O 點或35路模擬量I/O 點。26K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。6個獨立的30kHz高速計數(shù)器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。2個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點，更強的模塊擴展能力，更快的運行速度和功能更強的內部集成特殊功能。4.8根據(jù)上述分析，參照西門子S7-200產品目錄，1#抽風除塵除臭設備選用主機

11、為CPU226 PLC一臺、另加上一臺DP通訊模塊EM277。2#抽風除塵除臭設備選用主機為CPU226 PLC一臺、另加上一臺DP通訊模塊EM277?？臻g異味除臭設備選用主機為CPU224PLC一臺、另加上一臺DP通訊模塊EM277。4.9變頻器的選型：目前，市場上存在各種各樣的變頻器，本 HYPERLINK /Sub06.aspx t _blank 設計采用ABB公司的ABB ACS510變頻器。ACS510系列傳動產品最大的優(yōu)點就是在全功率范圍內統(tǒng)一使用了相同的控制技術，例如啟動向導，自定義編程，DTC控制，通用備件，通用的接口技術，以及用于選型、調試和維護的通用軟件工具。內含啟動引導程

12、序，令您調試易如反掌；自定義編程：內置可編程模塊，猶如PLC令您發(fā)揮自如；體積小巧：內置濾波器，斬波器及電抗器、性能卓越。4.10觸摸屏模塊的選型：為了操作上的方便，人們用觸摸屏來代替鼠標或鍵盤。工作時，必須首先用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏，然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標或菜單位置來定位選擇信息輸入。本 HYPERLINK /Sub06.aspx t _blank 設計采用臺達D0P-B05S211觸摸屏，以其易于使用、堅固耐用、反應速度快、節(jié)省空間等優(yōu)點，使得系統(tǒng)設計師們越來越多的感到使用臺達觸摸屏的確具有具有相當大的優(yōu)越性。 5.系統(tǒng)的控制流程：5.1程序設計前準備工作：（系統(tǒng)

13、流程如圖4、圖5）了解系統(tǒng)流程概況，形成整體概念，熟悉被控對象、編制出高質量的程序，充分利用手頭的硬件和軟件工具。5.2程序框圖設計：這步的主要工作是根據(jù)軟件設計規(guī)格書的總體要求和控制系統(tǒng)具體要求，確定應用程序的基本 HYPERLINK /GroupIndex.aspx?no=gaoceng t _blank 結構、按程序設計標準繪制出程序結構框圖，然后在根據(jù)工藝要求，繪制出各功能單元的詳細功能框圖。5.3編寫程序：編寫程序就是根據(jù)設計出的框圖逐條地編寫控制程序，這是整個程序設計工作的核心部分。5.3.1 抽風除塵除臭程序：本地采用手動控制，遠程時由中控反饋啟動信號，并依據(jù)門開到位信號對風機進

14、行控制。采用水位延時方式，防止水位波動，造成信號誤動作。本地采用手動控制，遠程時由中控反饋啟動信號，并依據(jù)門開到位信號對循環(huán)泵進行控制。采用水位延時方式，防止水位波動，造成信號誤動作。本地采用手動控制，遠程時由中控反饋啟動信號，并依據(jù)門開到位信號對植物藥提取進行控制。采用水位延時方式，防止水位波動，造成信號誤動作。本地采用手動控制，遠程時由中控反饋啟動信號，并依據(jù)門開到位信號對降塵進行控制。并可直接對其控制。將時間寫入VD區(qū)，在中控室可讀取設備累計運行時間。將運行信號、故障信號、水位信號、遠程狀態(tài)信號寫入VB區(qū)，在中控室可讀取設備狀態(tài)。同時讀取VB區(qū)內地址，可對本設備進行控制。5.3.2 空間

15、異味除臭程序：采用水位延時方式，防止水位波動，造成信號誤動作。本地采用手動、自動控制，自動時根據(jù)觸摸屏設定時間工作。遠程時由中控反饋啟動信號，并依據(jù)設定時間對噴淋進行控制。本地采用手動、自動控制，自動時根據(jù)觸摸屏設定時間工作。遠程時由中控反饋啟動信號，并依據(jù)設定時間對噴淋進行控制。將時間寫入VD區(qū)，在中控室可讀取設備累計運行時間。將運行信號、故障信號、水位信號、遠程狀態(tài)信號寫入VB區(qū)，在中控室可讀取設備狀態(tài)。同時讀取VB區(qū)內地址，可對本設備進行控制。5.4程序測試和調試：程序測試和調試不同，軟件測試的目的是盡可能多地發(fā)現(xiàn)軟件中的錯誤，軟件調試的任務是進一步診斷和改正軟件中的錯誤。5.5編寫程序

16、說明書：5.5.1抽風除塵除塵設備將轉換開關旋至“本地”位。由控制箱上開關點控制，將接通信號傳入PLC，再有PLC發(fā)出指令控制設備各個控制單元。將轉換開關旋至“遠控”位。電氣設備運行根據(jù)主站與從站進行通訊連接，通訊方式采用西門子/PROFIBUS-DP 通訊。可在中控室上位機上進行操作。根據(jù)自動門開啟和關閉信號，用鼠標點擊畫面上抽風除塵啟動；抽風除塵設備運行，自動門開啟時風機高速運行、循環(huán)泵開啟、植物提取液、降塵噴淋。自動門關閉時風機低速運行、循環(huán)泵、植物提取液、降塵噴淋停止工作。用鼠標點擊畫面上抽風除塵停止；抽風除塵設備停止工作。5.5.2空間異味除臭設備將轉換開關旋至“本地”位。由觸摸屏選擇手動、自動控制，將接通信號傳入PLC，再有PLC發(fā)出指令控制設備各個控制單元。自動時根據(jù)畫面設定時間工作。如下圖程序說明書是對程序的綜合說明，是整個程序設計工作的總結。下面是系統(tǒng)設計流程圖： 6.PL