1、河南职业技术学院毕 业 设 计 （ 论 文 ）题 目 PLC 控制技术在收尘系统中的应用系 （ 分 院 ） 电 气 工 程 系 学 生 姓 名 李 藩 学 号 10115530 专 业 名 称 建 筑 电 气 工 程 技 术 指 导 教 师 熊 新 国 2012 年 10 月 5 日河南职业技术学院 电气工程系（分院）毕业设计（论文）任务书姓 名 李藩 专 业 建筑电气工程技术 班 级 101 班毕业设计（论文）题 目PLC 控制技术在收尘系统中的应用毕业设计（论文）选题的目的与意义由于现在科技的不断发展，PLC 以其抗干扰能力强、可靠性高、体积小、设计、使用和维护方便等特点在工业自动化领域中
2、得到了广泛的运用。工业的发展给人们带来方便的同时也给环境造成了污染，作为环保措施的重要组成部分，收尘设备具有广泛的应用前景。本文就 PLC 在收尘设备中的应用作一篇论文，以巩固专业知识。毕业设计（论文）的资料收集情况（含指定参考资料）胡传鼎：通风除尘设备设计手册 ，化学工业出版社，2004 版王顺晃、舒迪前：智能控制系统及其应用 ，机械工业出版社，1995 版周美兰：PLC 电气控制与组态设计 ，科学出版社，2009 版 陈宇：可编程序控制器基础及编程技巧 ，华南理工大学出版社，1999 版三菱公司 FX 系列可编程控制器说明及指令系统指南毕业设计（论文）工作进度计划2012 年 6 月 21
3、 日接受毕业论文任务书 ，根据要求在图书馆查阅相关书籍并通过互联网收集相关资料2012 年 6 月 22 日 2012 年 9 月 1 日 整理收集到的资料2012 年 9 月 2 日 2012 年 9 月 25 日 交初稿，在老师指导下修改2012 年 9 月 26 日 2012 年 10 月 5 日 进一步完善后，交定稿接受任务日期 2012 年 6 月 21 日 要求完成日期 2012 年 10 月 5 日学 生签名： 年 月 日指导教师签名：年 月 日 系（分院）主任（院长）签名：年 月 日毕业设计（论文）指导教师评阅意见表姓 名 李藩 学 号 10115530 性 别 女专 业 建筑
4、电气工程技术 班 级 101 班毕业设计（论文）题 目PLC 控制技术在收尘系统中的应用评阅意见成绩 指导教师签字 年 月 日毕业设计（论文）答辩意见表姓 名 李藩 学 号 10115530 性 别 女专 业 建筑电气工程技术 班 级 101 班毕业设计（论文）题 目PLC 控制技术在收尘系统中的应用答辩时间 地 点姓 名 职 称 学 历 从事专业组 长成 员答辩小组成员 秘 书答辩小组意见答 辩 成 绩：答辩小组组长签名：年 月 日PLC 控制技术在收尘系统中的应用李藩 摘要：收尘系统设备中的袋式除尘器已经广泛的为炼钢电炉、锅炉、高炉煤气净化、煤粉制备和气力输送、铝电解、铝锌冶炼等领域所采用
5、。它的控制系统通常采用脉冲控制器进行控制，但是由于脉冲控制器存在较高的故障率，电气元件损坏频繁，线路故障较多，适应环境能力差，稳定性不高，更换频繁。随着科技的发展，现在已逐渐被稳定性好，适应能力强，故障率低的PLC 所代替。关键词：PLC 接口电路 收尘系统 引言PLC 就是可编程控制器，它是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术等操作的指令，并通过数字式，模块式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。它产生于上个世纪六十年代的末期，最初只具备逻辑控制，定时，计数等功能，主要用来取代继电接触控制器
6、。由于它是专为工业环境而设计的，所以具有很高的可靠性，它和它的相关产品几乎可以实现所有的控制任务，功能十分的强大，是目前工业系统中应用前景最为广阔的自动化控制设备。同时由于它极易将微型计算机技术与继电器控制技术很好的融合在一起，使它已经成为改造传统机械产品，构成机电一体化的新一代产品和实现机械工业自动化的控制核心。下面我主要以 PLC 控制技术在收尘系统设备中的应用加以说明。一、袋式除尘器工作原理袋式除尘器主要由上箱体、中箱体、灰斗、卸灰系统、喷吹系统和控制系统等几部分组成，并采用下进气分室结构。含尘烟气由进风口经中箱体下部进入灰斗：部分较大的尘粒由于惯性碰撞、自然沉降等作用直接落入灰斗，其它
7、尘粒随气流上升进入各个袋室。经滤袋过滤后，尘粒被阻留在滤袋外侧，净化后的气体由滤袋内部进入箱体，再通过提升阀、出风口排入大气。灰斗中的粉尘定时或连续由螺旋输送机及刚性叶轮卸料器卸出。随着过滤过程的不断进行，滤袋外侧所附积的粉尘不断增加，从而导致袋式除尘器本身的阻力也逐渐升高。当阻力达到预先设定值时，清灰控制器发出信号，首先令一个袋室的提升阀关闭以切断该室的过滤气流，然后打开电磁脉冲阀，压缩空气由气源顺序经气包、脉冲阀、喷吹管上的喷嘴以极短的时间(0.0650.085 秒)向滤袋喷射。压缩空气在箱内高速膨胀，使滤袋产生高频振动变形，再加上逆气流的作用，使滤袋外侧所附尘饼变形脱落。在充分考虑了粉尘
8、的沉降时间(保证所脱落的粉尘能够有效落入灰斗)后，提升阀打开，此袋室滤袋恢复到过滤状态，而下一袋室则进入清灰状态，如此直到最后一袋室清灰完毕为一个周期。袋式除尘器是由多个独立的室组成的，清灰时各室按顺序分别进行，互不干扰，实现长期连续运行。上述清灰过程均由清灰控制器进行定时或定压自动控制。袋式除尘器结构图如图 1 所示。图 1 袋式除尘器结构图二、袋式收尘器的动作流程根据袋式收尘器的袋室的多少，本文选择了 3 个袋室的收尘器，它的动作流程为：首先，l 室提升阀的电门动作关闭时间 lO 秒，经 3 秒后电磁脉冲阀的电动作进行反吹风时间为 4 秒，4 秒钟后电磁脉冲阀失电停止反吹风，10 秒钟后提
9、升阀失电打开，袋室恢复过滤状态。进入 2 室清灰状态。然后是 3 室，最后返回 1 室，如此循环下去。袋式收尘器动作流程图如图 2 所示。图 2 袋式收尘器动作流程图三、PLC 的优点（一） 、可靠性高 可编程控制器的平均无故障时间可达几十万小时，这是一个难以置信的数字，也就是说，一台可编程控制器可运行 30 多年不出故障。一般来说，可编程控制系统中发生的故障大多是由传感器、执行器等外围部件所造成的。PLC 是以集成电路为基本元件的电子设备，内部处理不依赖于接点，元件的使用寿命为半永久性。（二）、编程方便 对一般电气线路，可采用梯形图编程，这种方式与实际电路原理图非常相近，即使是普通的工人，也
10、能在较短时间内掌握。对于较复杂的控制系统，为简化程序，许多型号的 PLC 都设置了步进顺序控制指令、流程图指令、功能指令等指令系统，大大加快了系统的开发速度。（三）、对环境要求低 PLC 可在较大的温度、湿度变化范围内正常工作，抗震动、抗冲击力的性能好，对电源电压的稳定性要求较低，特别是抗电磁干扰能力强。因此可用于在较恶劣的工业环境中。与其他装置、配置连接方便，PLC 与其他装置，配置的连接基本上都是直接的。（四）、使用和维护方便 1、硬件配置方便 PLC 的硬件都是专门生产厂家按一定标准和规格生产的，所需硬件均可在市场上方便地买到。2、安装方便 PLC 内部各类等效继电器的接点使用不受次数限
11、制，使用时只考虑输入、输出点个数即可，如型号为 FXIS.30MR 的 PLC 的输入和输出点数为 30 个。3、实时监控方便 PLC 配备有许多监控提示信号，能够动态的监视控制程序的执行情况，检查出自身的故障，并随时显示给操作人员，为现场的调试和维护提供了方便。4、设计施工周期短 使用 PLC 完成一项控制工程，在系统设计完成以后，现场施工和 PLC 程序设计可以同时进行，周期短，而且程序的调试和修改都很方便。四、PLC 的选型（一）、由于本文中选择的是袋式收尘器是 3 个室的，其对 PLC 的输入和输出点的要求较少，要求控制部分体积小，成本低，故选用日本三菱公司生产的 FX 系列的 FX2
12、N.32M 主机，它具有输入点 16 个,输出点 16 个，内部主要有通用继电器 500个(MOM499)，特殊辅助继电器 256 个(M8000M8255)。1、PLC 输入接口电路设计图如图 3 所示。a)输入接口电路 b)输入接口电路的等效回路图 3 PLC 输入接口电路图2、PLC 输出接口电路PLC 的输出有三种形式：一种是继电器输出，一种是晶闸管输出，一种是晶体管输出。这里选用的是继电器输出型。继电器输出型是利用继电器线圈与输出触点，将 PLC 内部电路与外部负载电路进行电气隔离。因为继电器型具有较大的输出电流，一般对电压为直流 250V 以下的电路驱动纯负载的能力为 2A个，而晶
13、闸管和晶体管型输出电流都较小。3、PLC 对电源的基本要求是：(1)能有效控制、消除电网电源带来的各种噪声。(2)不会因电源发生故障而导致其他部分产生故障。(3)能在较宽的电压波动范围内保持输出电压稳定。(4)电源本身的功耗应尽可能低，以降低整机的温升。(5)内部电源及 PLC 向外提供的电源与外部电源间应完全隔离。(6)有较强的自动保护功能。(二)、PLC 控制袋式收尘器动作 IO 点分配表如表 1 所示表 1 IO 点分配表输入信号 输出信号名称 代码 输入点编码 输出点编码 代号 名称手自动 QA X00 Y00 KA0 提升继电器启动按钮 SB1 X01 Y01 KA1 喷吹继电器停止
14、按钮 SB2 X02 Y02 KA2 提升继电器Y03 KA3 喷吹继电器Y04 KA4 提升继电器Y05 KA5 喷吹继电器五、脉冲控制的工艺要求:（一）、能够实现无操作的自动启动喷、吹的自动循环。（二）、同样能够实现人工启动喷、吹的自动循环。（三）、脉冲控制的过程按照控制流程进行。六、按照工艺要求设计 PLC 接线图如图 4 所示。图 4 PLC 接线图七、程序编制根据收尘脉冲电磁阀工作的特点，对系统进行 PLC 编程，梯形图如图 5 所示。图 5 脉冲电磁阀工作梯形图八、指令语句表如图表 2 所示。表 2 指令语句表1 LD X00 27 LD T4 51 ANI X022 OUT TO
15、 K50 28 OR Y2 52 ANI T93 ANI T0 29 OUT T5 K100 53 OUT Y44 OUT M0 30 MPS 54 MPP 5 LD X01 31 ANI X02 55 AND Y46 OR Y00 32 ANI T5 56 OUT T10 K307 OR M0 33 OUT Y2 57 LD T10 8 OR T12 34 MPP 58 OUT T11 K509 OUT T1 K100 35 AND Y2 59 ANI T110 MPS 36 OUT T6 K30 60 OUT Y511 ANI X02 37 LD T6 61 LD T912 ANI T1
16、38 LD T7 K50 62 OR M313 OUT Y0 39 ANI T7 63 OUT T12 K5014 MPP 40 OUT Y3 64 ANI X0215 AND Y0 41 LD T5 65 ANI T1216 OUT T2 K30 42 OR M2 66 OUT M317 LD T2 43 OUT T8 K50 67 END 18 OUT T3 K50 44 ANI X02 19 ANI T3 45 ANI T8 20 OUT Y1 46 OUT T8 21 LD T1 47 LD T8 22 OR M1 48 OR Y4 23 OUT T4 K50 49 OUT T9 K100 24 ANI X02 50 MPS 25 ANI T4 26 OUT M1
