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S7-200在焦化除塵系統中的應用

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一、前言氣箱脈沖袋式除塵器是一種高效除塵設備，它綜合了分室反吹和噴吹脈沖清灰各袋式除塵器的優點，克服了分室吹清灰強度不夠、噴吹脈沖清灰和過濾同時進行的缺點。但除塵器對控制系統要求嚴格：目前大部分廠在篩焦、備煤和石灰采用此種除塵系統。篩焦原脈沖控制器采用模擬脈沖控制儀，由于設計和環境的影響致使脈沖控制儀多次出現故障；脈沖控制儀出現故障造成整套設備無法使用，相對環境污染很大，為徹底解決此類設備故障，我們決定對除塵器電氣部分進行改造。 1、篩焦除塵系統工作原理 1.1、篩焦除塵器主要技術參數： 1.1.1、處理風量：Q=13390m3/h 1.1.2、過濾風速：V=1.6~1.55m/min 1.1.3、設備阻力：1470~1770Pa 1.1.4、脈沖閥：4個 DC24V 1.1.5、提升閥汽缸：4個 DC24V 1.1.6、螺旋缷灰機：YJD-8 0.75KW 1臺 1.2、工作過程：當含焦塵氣體從進風口進入除塵器后，由于慣性作用，氣流中的粗顆粒粉塵的作用。而較細的粉塵隨氣流折向上均勻進入中部箱體，中箱體布滿裝有金屬骨架的濾袋，粉塵被吸附在濾袋外表面上，凈化后的氣體透過濾袋進入上箱體，并經離線閥，匯集到出風口排出。隨著過濾進行，濾袋上的粉塵越來越厚，當設備阻力達到設定阻力值時，或達到清灰時間設定時自動關閉一室離線閥后，按設定程序打開電磁脈沖閥進行反吹清灰，以清灰濾袋表面的灰塵，各室的脈沖反吹時間和清灰周期，由反吹程序自動循環執行，反吹后的粉塵落入灰斗中由螺旋缷灰機定時排出。 2、電氣設計思路說明脈沖控制要求能在惡劣環境下不間斷運行，對可靠性要求較高。西門子S7-200系列的小型可編程控制器價格低、性能優良，具有程序容量大、運行速度快、多種中斷、程序靈活等優點；特此選用S7-200系列CPU224模塊為控制系統，電磁閥和卷龍電機作為主控對象。為防止外界線路短路等對PLC造成影響，先由PLC控制DC24V中間繼電器，再由中間繼電器驅動脈沖閥或卷龍接觸器。自動控制包括壓差（定阻）和定時兩種控制方式。所謂壓差（定阻）法就是控制濾袋內、外側的壓差，當收塵器的壓差達到設定值（一般1470Pa）,即由壓差變送器發出信號，進入PLC內，即按時設定的程序進行逐室清灰。壓差檢測點分別設置在除塵器的進出口總管處，當達到設定的壓差時，除塵器各室依次進行脈沖反吹清灰。手動控制脈沖閥反吹清灰也可。 2.1、篩焦除塵改造工程控制方式： 2.1.1、控制箱設有手動/自動轉換開關1個、卷龍啟停按鈕1個、反吹啟停按鈕1個。 2.1.2、手動在工作方式下：轉換開關打到手動；按一下卷龍啟停按鈕，卷龍啟動，再按一下龍卷停止；按一下反吹啟停按鈕，反吹開始，再按一下反吹在此1#~4#箱體反吹結束后停止。 2.1.3在自動工作方式下：風機啟動十分鐘后，自動啟動卷龍啟動3分鐘，然后啟動脈沖反吹防止灰斗積灰過多。反吹自動工作方式：除塵器達到壓差值時（一般1470Pa）, 或達到設定反吹時間后，首先1#提升閥動作4秒鐘后，然后反吹閥吹0.5秒；從1#提升閥工作到2#提升閥工作時間間隔是21秒；2#、3#、4#箱體工作以此類推，循環工作。 2.1.5、手動/自動轉換開關打到停止后，卷龍、反吹立即停止。 2.2、據控制方式設計如下電氣圖（圖1、2）圖1 圖2 2.3、I/O分配表輸入輸出自動 I0.1 反吹閥1 Q0.1 風機啟動信號 I0.2 提升閥2 Q0.2 卷龍啟停 I0.3 反吹閥2 Q0.3 反吹啟停 I0.4 提升閥3 Q0.4 卷龍過熱 I0.5 反吹閥3 Q0.5 壓差 I0.6 提升閥4 Q0.6 反吹閥4 Q0.7 卷龍輸出 Q1.0 故障輸出 Q1.1 思路說明本系統程序由一個主程序、兩個子程序和一個中斷程序構成。簡要程序框如下： 3.1、主程序中有手動卷龍控制、手動反吹控制、中斷程序、反吹子程序和卷龍子程序；其中手動反吹和手動卷龍控制使用了一鍵啟動停止，減少了外界元件利于故障的查找。 3.2、反吹子程序中使用了12個接通延時定時器（TON）保證了每一步控制時間的精確。當反吹信號觸發1#提升閥雙穩態觸發器(RS)時，1#提升閥動作，同時1#、2#提升閥間隔21秒定時器和4秒后反吹定時器開始時，4秒鐘啟動反吹觸發器反吹0.5秒后復位，21秒后復位1#提升閥觸發器（RS）觸發2#提升閥觸發器（RS）……依次循環工作。 3.3、中斷程序，采用PLC內部程序鎖停止反吹，主要作用是防止卷龍故障后灰斗集塵過多阻塞卷龍。 4、總結以上技術改進，經過多次S7-200PLC控制系統實際運行表明，能夠徹底消除現場原使用脈沖控制儀所帶來的故障，為系統的可靠運行提供了保障，西門子S7-200小型PLC是一種性能優越的PLC系統，S7-200的編程軟件指令豐富、簡單易學，不僅菜單及休息全部中文提示，也可以用中文進行詮釋，該軟件可用于程序輸入、編輯、注釋、打印，及運行調試，故障診斷等，即可以在聯機情況下直接在PLC中進行編程和在線監測。S7-200系列模塊功能強大，配置靈活，在小型工業控制方面有著廣闊的應用天地，應為小型控制系統的首選設備。

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