除尘器

PLC在离线式布袋除尘器系统中的应用

作者:广州新瑞环保    来源:www.xinruiep.com    发布时间:2019-03-06 11:44:48

摘要:在离线式布袋除尘器中,采用了S7-200与国产触摸屏,并对传统矩阵控制电路加以改造,实现了系统的优化控制,简化了控制线路,节省了PLC的控制点,降低了成本,提高了运行的可靠性。

关键词:离线式布袋除尘器;西门子S7-200PLC;触摸屏

化工生产尾气中夹带了大量物料粉尘,如果不经处理直接排空,不但污染环境,还降低产量。因此对尾气中的粉尘进行治理应该得到足够的重视,由于布袋除尘器除尘效果好且物料易被回收而被化工企业广泛接受。江苏省某农药厂最后工序的尾气中含有一定数量的物料粉尘。经工艺人员确定除尘设备选用离线式布袋除尘器。如果该系统采用常规控制,不但线路复杂、故障率高、不易后期维护。而且控制精度差。综合各种因素,选用西门子S7-200与触摸屏作为控制核心,对脉冲阀及气动阀等进行控制,并为中控室DCS预留modbus、profibus dp等通讯接口,经实际运转,该系统取得了良好的控制效果。

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1系统的组成及功能

1.1系统组成

该除尘系统主要由除尘器本体、布袋、风机及温度、压力等检测仪表组成。除尘器本体完成离线式清灰工序。布袋除尘器总共有5个室,每室安装5个脉冲电磁阀,共计25个;每个气室配1个出口气动调节阀,共计5个。为防止布袋除尘器及管道壁上物料板结,在除尘器本体与管道上安装了空气锤,定时振打。

1.2系统功能

1.2.1清灰控制

控制方式:自动运行、定周期运行、手动控制运行(调试或检测时用),脉冲间隔:1~60s连续可调;脉冲宽度:0.2~1s连续可调;定时清灰周期:0~99min连续可调;出气阀闭合周期:0~300s连续可调;平时为全自动运行,关闭1#除尘室的出气阀,延时启动1#除尘室脉冲阀开始喷吹清灰。1#除尘室脉冲阀喷吹结束,打开1#出气阀,关闭2#出气阀,2#除尘室内脉冲阀延时工作;按照此时序,至5#除尘室脉冲阀工作结束,一个周期清灰结束;翻转到1#除尘室继续工作。

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1.2.2气锤控制

在布袋除尘器内下部及管道内物料容易造成粘壁,为此在布袋除尘器的下体安装4个空气锤,定时周期:0~30min连续可调,管道上的气锤振打间隔可以根据实际经验值进行调整。

1.2.3温度与压力的检测

系统中需要对布袋除尘器进出口差压、进口温度、出口温度以及除尘室腔体压力进行检测。

2系统硬件配置及功能实现

西门子S7-200作为控制核心,DO与脉冲阀之间使用中间继电器进行隔离。此系统的优点是矩阵控制电路完成脉冲阀的控制,原来需要25个DO点来实现,现在只需要10个就可以实现。通过触摸屏设定脉冲阀动作宽度和间隔时间以及定时周期,还可查看各室脉冲阀动作。利用PLC的输出与中间继电器构成行列矩阵结构,输出控制点放在行列矩阵结构的交叉点上,这样就使得系统硬件成本比点对点输出控制要降低很多。

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该系统通过HMI进行显示与设定,系统工作在第几室第几个脉冲阀喷吹一目了然,现场温度与压力在屏幕上都有直观的显示。系统运行稳定可靠,操作简单,维护方便。

系统控制部件采用西门子S7-200PLC,触摸屏选用国内知名品牌。S7-200是一种小型可编程序控制器,具有较大的市场占用率,指令资源丰富,强大的通讯功能,价格低廉,性能稳定,在小型控制系统中有良好的性价比,应用受到极大青睐。触摸屏性能方面不再赘述。触摸屏画面在通常情况下,显示整个系统的状态,如布袋除尘器内的温度、差压、风机的状态、气动阀及脉冲阀运行状态等。当运行参数超过设定状态时,会自动切换到报警信息画面,便于操作人员得知故障原因,报警结束后,系统会自动返回正常画面。操作人员还可通过触摸屏进行系统参数设置及参数查看。整个系统配置简洁,画面设置直观,方便操作人员现场操作,极大提高了系统运行的交互性及减少了现场操作工人的负担,使系统的人机对话功能加强。又节约了硬件成本。控制系统硬件如图1所示。

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除尘系统采用上述配置后,不但完全满足了控制要求,也简化了控制电路,提高了系统的可靠性,降低了成本。在控制电路设计过程中我们应特别注意脉冲阀的矩阵控制电路,对传统矩阵控制电路进行改造才能设计出符合本系统脉冲电磁阀的控制电路。

根据离线除尘系统的工作特点,按腔室把25只脉冲电磁阀分成5组,每组5只,采用5行、5列的矩阵控制电路,就能满足25只脉冲阀的控制要求。布袋除尘器脉冲阀电源考虑现场安全因素,一般采用24VDC。由于脉冲阀是感性负载,为防止脉冲阀线圈断电产生的瞬间高压对其他电气设备产生损坏,需要在每只电磁阀线圈两端并联二极管IN4007续流。另外在实际的电路控制中,我们还要注意到在常规控制线路中,续流二极管会与脉冲电磁阀构成不正常的闭合环路,不仅会引起脉冲阀的误动作,而且电路中会形成较大的电流冲击继电器的触点,严重缩短继电器与电磁阀的使用寿命。结合传统的矩阵控制电路,我们加以改造,在每只脉冲阀线圈前段串入1只二极管IN4007,这样通过回路中的电流就只能正向流通,而不能构成闭合的环路。但是这种改造使得电磁阀接线变得比较复杂,为简化接线提高系统的工作稳定性,我们可以把二极管电路制作成电路板,二极管直接焊接在电路板上,并把其接线端引至电路板的接线端子上。改造后矩阵控制电路如下图2所示。

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3系统通讯

为了便于集中监控,该农药厂在现场与控制室之间铺设了通讯线路,采用profibus dp协议。系统通讯采用此做法,具有较好的抗干扰性和互换性。现场设置好参数后,系统自动工作,运行参数通过通讯线路传至DCS控制室的上位机,中控室组态画面对系统的运行状态一目了然,系统状态参数清晰直观。

4结束语

在该脉冲布袋除尘器中,采用了S7-200与国产触摸屏,并对传统矩阵控制电路加以改造,实现了系统的优化控制,简化了控制线路,节省了PLC的控制点。降低了成本,提高了运行的可靠性。系统工作参数设置与显示以及故障报警信息在触摸屏上直观显示。该系统投入实际运行中,运行效果良好,功能完善,可靠性较高,使用简便。得到了良好的经济和社会效果。同时本文提及的改良矩阵控制电路也可延伸到其他的控制系统。

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