摘要：文章對整個煙塵回收控制系統(tǒng)進行了簡述，通過PLC對離心風機以及脈沖閥進行控制，達到吸塵除塵的要求。通過模擬量對系統(tǒng)的壓力以及溫度進行實時監(jiān)測，達到對系統(tǒng)保護的作用。同時通過觸摸屏對系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)進行設(shè)定，也將系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)顯示給操作者。
0.引言
現(xiàn)在螺旋焊管的定長大多數(shù)都采用等離子切割的方式，但是由于等離子切割機切割鋼管時產(chǎn)生的大量煙塵嚴重污染環(huán)境，危害職工健康，我公司為解決這一問題引進了幾套煙塵回收設(shè)備。該設(shè)備的主控系統(tǒng)采用西門子公司的CPU224系列PLC，它具有穩(wěn)定性強，功能完善及人機界面友好的特點，很好的滿足了系統(tǒng)的要求。
1.系統(tǒng)工作原理
利用離心風機工作室在凈化器內(nèi)所產(chǎn)生的真空吸力，迫使切割煙塵迅速聚集在吸氣口的周圍，并且在強吸力的作用下匯聚到凈化器內(nèi)部進行凈化。切割煙塵進入到凈化腔體內(nèi)部后，較大顆粒的煙塵在重力的作用下下沉到集灰斗里，而小顆粒的浮塵則在吸力所產(chǎn)生的渦流的作用下懸浮在凈化腔體內(nèi)部有待濾筒的過濾，當粉塵在濾芯表面不斷沉積時，濾芯內(nèi)外的壓差也同時不斷增大，當壓差達到設(shè)定值時脈沖閥打開，壓縮空氣反吹清掃系統(tǒng)，通過旋轉(zhuǎn)清掃機構(gòu)的高壓氣流瞬間噴向濾芯內(nèi)表面，將沉積的粉塵吹下，粉塵隨著氣流向下的作用力而脫離濾芯表面，掉入接灰器。
2.系統(tǒng)配置
該系統(tǒng)的原理圖如圖(1)所示：
圖(1)系統(tǒng)原理圖
3系統(tǒng)軟件設(shè)計
3.1開關(guān)量處理
該控制系統(tǒng)的開關(guān)量主要是利用PLC的發(fā)出脈沖信號控制氣動閥，為防止信號抖動造成無動作，通過PLC內(nèi)部對信號進行了濾波延時，通過現(xiàn)場具體情況，設(shè)置2-6ms左右。
3.2模擬量信號處理
在煙塵凈化器中安裝有壓力檢測裝置，壓力傳感器將壓力以電流信號傳到PLC，PLC將數(shù)據(jù)規(guī)格化，檢測濾腔實際內(nèi)外壓差，傳送到觸摸屏。由于壓差值過高將影響凈化效果，設(shè)置低將頻繁執(zhí)行反吹清灰動作，規(guī)定壓差設(shè)定值范圍為1000Pa-1500Pa。當?shù)竭_設(shè)定值時，脈沖電磁閥執(zhí)行清灰動作，設(shè)定數(shù)據(jù)由觸摸屏負責輸入，并限制數(shù)據(jù)范圍。
凈化器內(nèi)同時安裝有溫度檢測信號，用來保護濾筒，如果溫度超過設(shè)定值，則蜂鳴器發(fā)出報警。風機停止運行，溫度設(shè)定過高起不到保護作用，溫度設(shè)定太低會影響設(shè)備正常運行，所以這個值也需要限制設(shè)置范圍，同樣由觸摸屏負責完成。
系統(tǒng)的模擬量輸入信號主要是上述兩種，都是將4-20mA的標準信號傳入的PLC，s7-200將得到的信號值轉(zhuǎn)換為內(nèi)部數(shù)值0-32000
一壓力變送器為例，其量程為1000-1500Pa，對應(yīng)電流為4-20mA.按照最大輸入電流20mA,每毫安對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換值為32000/20,當壓力為0時，其A/D轉(zhuǎn)換值為(32000/20)*4=6400,可以得出A/D轉(zhuǎn)換值的范圍為6400-32000.
每個A/D轉(zhuǎn)換值D對應(yīng)的實際值A為：
A=(D-Do)(Am-Ao)/(Dm-Do)+Ao(1)
每個實際值A所對應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換值為：
D=(A-Ao)(Dm-Do)/(Am-Ao)+Do(2)
其中Dm=32000,Do=6400,Am=1500,Ao=1000，代入式(1)、式(2)即可得出A、D的值，之后通過運算整定，將數(shù)據(jù)傳送到觸摸屏，以便用戶觀察
模擬量轉(zhuǎn)換PLC部分程序，如圖(2)所示
圖(2)模擬量轉(zhuǎn)換程序
4觸摸屏部分
4.1觸摸屏顯示部分
觸摸屏共分為五個畫面，分別為起始畫面，監(jiān)控畫面，設(shè)置換面，操作畫面，報警畫面。為了在每個畫面中都能快速連接到各個畫面，所以將這五個畫面固化在模板中。前面提到對于設(shè)定濾腔壓力范圍，以及主要的系統(tǒng)參數(shù)都在設(shè)置畫面中實現(xiàn)，在觸摸屏中通過簡單設(shè)定即可實現(xiàn)如圖3。如果對離心風機進行控制，已經(jīng)手動清灰則在操作畫面中實現(xiàn)，如圖(4)。由于其他畫面對系統(tǒng)影響不大，故不一一介紹。
圖(3)設(shè)置畫面圖
(4)操作畫面
4.2觸摸屏設(shè)置
觸摸屏與PLC之間采用PPI協(xié)議通訊，打開WinCCflexible2008，在通訊-連接中選擇PPI協(xié)議即可，如圖(5)所示
圖(5)設(shè)置觸摸屏與PLC的通訊方式
對于圖(3)中的需要設(shè)置的參數(shù)，以設(shè)置濾腔壓差為例，選中需要配置的I/O域，通過常規(guī)選項-變量連接-屬性限制值設(shè)置即可如圖（6），由于本系統(tǒng)的壓力范圍為1000-1500Pa，故設(shè)置上限為1500，下限位1000，通過模擬運行可以看到設(shè)定值范圍如圖(7),表示設(shè)定成功。
圖(6)設(shè)定限制值
圖(7)設(shè)定后效果
5結(jié)束語
該系統(tǒng)簡單使用，由于觸摸屏的加入，大大增強了人機交互性，操作方便明了。自煙塵回收系統(tǒng)運行一年多以來，效果良好，大大減少了車間內(nèi)有害煙塵的排放，保護了職工的健康。
