鄧秀梅

摘 要：文章介紹了電除塵器低壓系統(tǒng)，并就如何采用S7-200PLC進行控制的原理及硬件設計方案記性了分析。

關鍵詞：電除塵器低壓系統(tǒng)；可編程控制器S7-200PLC

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）5-0037-01

現代化工業(yè)的飛速發(fā)展，給人類的生活帶來了極大的方便，同時也給人類的生存環(huán)境帶來了不可避免的污染。在我國的大氣粉塵污染治理中，電除塵器是凈化含塵氣體最有效的裝置，目前已經廣泛應用于電力、冶金、水泥、化工等諸多領域。電除塵器低壓系統(tǒng)是一種多功能的自動控制系統(tǒng)，它與電除塵器本體、高壓供電裝置構成電除塵器系統(tǒng)三大部分。它控制特性的好壞和控制功能完善與否，對實現電除塵器運行的自動化和管理的智能化，改善電除塵器的運行狀況，提高電除塵器的除塵效率，延長各部分構件的使用壽命及節(jié)約能源等都有直接影響和現實意義。

1 電除塵器控制系統(tǒng)

電除塵器控制系統(tǒng)包括高壓系統(tǒng)及低壓控制系統(tǒng)，低壓控制系統(tǒng)有以下部分組成：絕緣子加熱、振打控制、隔離開關機料位等開關量顯示，進出口喇叭溫度測試、IPC通訊等。

振打控制包括陽極電機振打及頂部電磁振打。工作目的是電場的陰陽極的進行清灰。電除塵器頂部根據機組大小不同布置了約幾十到幾百個不等的電磁振打器，控制方式采用矩陣形式，通過行列選對應到相應振打器，進行振打清灰。每套振打控制器可控制的最大矩陣為16×16（行×列），控制系統(tǒng)可通過觸摸屏或上位機控制系統(tǒng)，根據現場運行情況對振打周期、振打高度進行設置。且各個振打器的振打周期，高度均為可調節(jié)。側部電機振打，最多控制16臺電機，每臺電機各為一組，側部電機振打可以多個電機同時振打，所有電機共同擁有一個振打大周期，且具有獨立的起始時間、工作時間、停止時間，按時序運行。

絕緣子加熱按加熱方式分為蒸汽加熱和電加熱，按加熱部位分為保溫箱加熱及灰斗加熱。保溫箱加熱的目的是對陽極系統(tǒng)的絕緣子進行保溫，避免高壓絕緣子因附著水珠而失去絕緣能力，導致電場無法正常工作；灰斗加熱因為灰斗內溫度較低，可能造成粉塵結塊造成堵灰現象。

2 PLC選型

目前PLC生產廠家很多，其中品牌有：日本歐姆龍（OMRON）、三菱（MITSUBISHI）、德國西門子（SIEMENS S7-200，300，400）、AB公司（SLC500）、施耐德（TWIDO和MODICON）等。根據電除塵器低壓控制的要求，PLC作為適用于各種惡劣工況，運行可能性強，相應的成本較單片機等控制器高。

西門子品牌的S7-200系列性價比較高，運行速度快，功能強大，編程簡單方便。故電除塵低壓系統(tǒng)的控制器首選西門子S7-200 PLC。

以西門子S70-200 PLC控制一臺約150 MW機組配套的電除塵器為例說明，除塵系統(tǒng)包括以下設備：

①頂部陰極電磁振打器48件（占PLC I/O量為4入/10出）；②側部陽極振打電機8臺（占PLC I/O量為8入/8出）；③絕緣子保溫箱加熱2路（占PLC I/O量為2入/2出）；④灰斗電加熱8路（占PLC I/O量為8入/8出）；⑤灰斗卸灰電機8臺（占PLC I/O量為8入/8出）；⑥高低料位控制（占PLC I/O量為16入）；⑦進出口煙溫顯示；⑧高壓隔離開關到位顯示（占PLC I/O量為8入）；⑨具有通訊功能；⑩有綜合報警輸出（占PLC I/O量為1出）。

根據上述設備及相關要求，已統(tǒng)計出需輸入點數為64點（含DUT-4 100占用的點數），輸出點數為37點，測溫回路14路（保溫箱測溫2路，灰斗測溫8路，進出口喇叭測溫4路），為了節(jié)約成本，這里不采用模擬量模塊，而是采用DUT-4 100溫度采集模塊，該模塊可提供8路溫度采集，但每塊模塊需占有5個輸入點。由于該項目的控制對象較多，頂部陰極電磁振打系統(tǒng)要求脈沖信號輸出，且還需要有通訊功能。故選用CPU-226 XM（晶體管輸出）較合適，它程序容量較大，帶有2個通訊接口，本機I/O點24入/16出，可帶7個擴展模塊，最大數字量I/O可達256點。則該臺電除塵器的PLC配制如下：

CPU：CPU-226 XM（晶體管輸出） 1塊

輸入模塊：EM221 3塊

輸入/輸出模塊：EM223 （16點繼電器輸出） 1塊

輸入/輸出模塊：EM223 （8點繼電器輸出） 1塊

中文文本顯示器：TD200 1塊

溫度采集模塊：DUT-4 100 2塊

開關電源：S-50-24 1塊

上述配置增加了開關電源，是因為CPU-226 XM（晶體管輸出）只可提供額定容量5 V DC電源1 000 mA和24 V DC電源400 mA，而該套配置需消耗功率為：5 V DC電源320 mA（30 mA/EM221，150 mA/EM223 16點，80 mA/EM223 8點）；24 V DC電源約需1 300 mA（4 mA/輸入點，8 mA/輸出點，150 mA/DUT-4 100，120 mA/TD200，400 mA/頂部陰極電磁振打系統(tǒng)）。所以該CPU提供的5 VDC電源足以供本機及擴展模塊，而24V DC電源卻滿足不了。

該臺電除塵器PLC控制器方框圖如圖1所示：

從上述方框圖可以看出，電除塵低壓控制系統(tǒng)以PLC為主控部分，通過通訊，上位機系統(tǒng)也可同時遠程監(jiān)控除塵系統(tǒng)各個設備，保證系統(tǒng)正常運行。該系統(tǒng)具有可靠性高、易操作、易維護，人機界面好等特點，并可和上位機構成電除塵器智能控制系統(tǒng)。

對于更大型的電除塵器，如雙列雙室四電場，在選用PLC時，可按上述類似的配置方式選用2套或更多套來實現。

3 PLC程序設計

上述電除塵器低壓控制系統(tǒng)，通常程序設計時，把控制對象按功能分類，分成各個控制單元：電磁振打控制系統(tǒng)、電機控制系統(tǒng)，電加熱控制系統(tǒng)、開關量顯示、進出口煙溫顯示等。每個系統(tǒng)分別編好一個子程序，每臺電除塵器根據控制的具體對象，分別調用上述功能的子程序。從而使編程簡單、方便、快速。

4 結 語

可編程器S7-200 PLC，因性價比高，編程簡單易學，有很好的人機界面，適合電除塵器低壓系統(tǒng)的控制。目前我公司電除塵低壓控制已采用S7-200 PLC作為控制器的產品數百臺，其中大部分已投入使用，據用戶反饋，該控制系統(tǒng)運行可靠，故障率極低。所以西門子S7-200 PLC今后在電除塵器低壓控制系統(tǒng)中可繼續(xù)推廣使用。

參考文獻：

[1] 西門子（中國）有限公司.SIMATIC S7-200可編程序控制器系統(tǒng)手冊[M].北京：西門子（中國）有限公司，2002.

[2] 仲崇權，楊素英，張立勇，等.可編程序控制器通用數據采集方法的研究[J].工業(yè)控制計算機，2002，（1）.