PLC控制技术在收尘系统中的应用-职业学院毕业论文

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 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

2、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

3、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

4、间地 点答辩小组成员姓 名职 称学 历从事专业组 长成 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。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，

5、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。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

6、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

7、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

8、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

9、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

10、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。

11、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FX2N.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

12、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

13、QAX00Y00KA0提升继电器启动按钮SB1X01Y01KA1喷吹继电器停止按钮SB2X02Y02KA2提升继电器Y03KA3喷吹继电器Y04KA4提升继电器Y05KA5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1LDX0027LDT451ANIX022O

14、UTTO K5028ORY252ANIT93ANIT029OUTT5 K10053OUTY44OUTM030MPS54MPP5LDX0131ANIX0255ANDY46ORY0032ANIT556OUTT10 K307ORM033OUTY257LDT10 8ORT1234MPP58OUTT11 K509OUTT1 K10035ANDY259ANIT110MPS36OUTT6 K3060OUTY511ANI X0237LDT661LDT912ANIT138LDT7 K5062ORM313OUTY039ANIT763OUTT12 K5014MPP40OUTY364ANIX0215ANDY041LD

15、T565ANIT1216OUTT2 K3042ORM266OUTM317LDT243OUTT8 K5067END18OUTT3 K5044ANIX0219ANIT345ANIT820OUTY146OUTT821LDT147LDT822ORM148ORY423OUTT4 K5049OUTT9 K10024ANIX0250MPS25ANIT426OUTM1九、程序运行当PLC接通电源时；S20状态已由转移条件X0置位，则步进接点S20接通。按下启动按钮SBl，通用辅助继电器M0为ON，其辅助触头M0闭合，使辅助继电器M1动作，并通过其辅助触头Ml自锁，M1动作的同时接通定时器T1和提升继电器Y0，

16、定时器开始延时计时10秒，同时提升继电器动作提升阀关闭，提升继电器动作的同时接通定时器T2，定时器开始延时计时3秒，3秒钟后定时器延时触头闭合，接通辅助继电器M2，辅助触头M2自锁闭合，M2动作同时接通定时器T3和喷吹继电器Y1，定时器开始延时计时4秒，同时喷吹继电器Y1动作向滤带喷吹，4秒钟后定时器T3常闭触头断开，辅助继电器M2失电其常开触头断开，喷吹继电器Yl失电停止喷吹。在3秒钟后定时继电器Tl的常闭触头T1断开，使得辅助触头Ml失电，其常开触头MI断开，使提升继电器Y0失电，提升阀打开，同时由于T1的闭合，S21状态置位，步进节点S21接通，工作状态转移到下一个状态。同样依次循环由状态S21-S22-S20这样依次工作循环下去。结束语本文通过对日本三菱公司生产的FX系列型号为FX2N.32M的PLC在收尘设备袋式除尘器上的应用的介绍，说明了除尘器的工作原理及工作流程，PLC的特点及注意事项，设计要求和程序设计方法。与继电器或逻辑电路控制系统相比，P