采用HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC對氣箱式脈沖袋收塵器的控制系統(tǒng)進行了改造，提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性。
1、引言
氣箱式脈沖袋收塵器是具有二十世紀九十年代先進水平的高效收塵器。它綜合了分室反吹清灰和噴吹脈沖清灰等各類袋式收塵器的優(yōu)點，克服了分室反吹清灰強度不夠、噴吹脈沖清灰與過濾同時進行等缺點。本文介紹基于和利時公司HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC控制的氣箱式脈沖袋收塵器的應用實例。
2、氣箱式脈沖袋收塵器的工作原理
國內某水泥廠有一套氣箱式脈沖袋收塵器。該收塵器共有9個分室，其中每個分室有1個提升閥和1個脈沖閥，共計18個控制閥。這些控制閥的分類如表1所示，接線圖如圖1所示。下面介紹控制閥的工作原理。
表1 氣箱式脈沖袋收塵器控制閥的分類
圖1 氣箱式脈沖袋收塵器控制閥的接線圖
首先進行分組。18個控制閥被分為A和B兩個閥組，控制閥YV1~YV10組成閥組A，控制閥YV11~YV18組成閥組B，通過閥組選通繼電器KA6來進行閥組A或閥組B的選通控制。
然后進行分類。18個控制閥是由提升閥和脈沖閥等兩類控制閥所組成，每類控制閥各有9個。通過脈沖閥選通繼電器KA7來進行脈沖閥的選通控制。
例如，如果閥組選通繼電器KA6吸合，分室1選通繼電器KA1也吸合，那么提升閥YV1動作，而脈沖閥YV2不動作。如果此時脈沖閥選通繼電器KA7也吸合，則脈沖閥YV2也動作，實現分室1的清灰動作。其它分室的動作與分室1類似。
3、PLC控制系統(tǒng)硬件設計
該系統(tǒng)以前采用單片機進行集中控制，分室的清吹時間和噴吹脈沖依靠時間繼電器來進行設定和修改。單片機程序的可讀性差，系統(tǒng)不易維護，程序更改復雜。而且由于單片機控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力較差，在現場惡劣的環(huán)境下，該控制系統(tǒng)經常出現故障。我們對運行環(huán)境進行了現場考察和反復研究，在可靠性、穩(wěn)定性、方便性等方面做了大量工作，采用先進、實用、可靠的PLC對多個分室進行集中控制，提出了基于和利時公司HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC的控制系統(tǒng)改造方案。
根據圖1所示氣箱式脈沖袋收塵器控制閥的接線圖，通過對閥組和閥類的選通來控制某一個閥，因此，PLC控制系統(tǒng)只需使用7個開關量輸出點就可以控制18個閥。此外，PLC控制系統(tǒng)至少需要自動起動和過載保護等2個開關量輸入信號。考慮到此系統(tǒng)需要一定的備用I/O點，CPU模塊選擇帶有24點開關量I/O的LM3107，其中開關量輸入14點，開關量輸出10點，完全滿足系統(tǒng)要求。系統(tǒng)的I/O點分配如表2所示，PLC外部接線如圖2所示。
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圖2 氣箱式脈沖袋收塵器PLC外部接線圖
4、PLC控制系統(tǒng)軟件功能
改造后的PLC控制系統(tǒng)有手動和自動兩種運行方式。
(1) 手動運行方式
當PLC檢修或系統(tǒng)其它環(huán)節(jié)出現故障時，可以將控制系統(tǒng)隨時切換為手動運行方式，通過手動轉換開關、按鈕和繼電器等對收塵器進行控制。手動運行時，閥組的選擇如圖2所示，將手動/自動轉換開關SA0扳到手動位置，通過閥組選通轉換開關SA6選擇要清灰的閥組。然后通過分室手動選通轉換開關SA1~SA5選擇分室1至分室9的提升閥，如圖1所示。通過脈沖閥手動選通點動按鈕SB1選擇分室1至分室9的脈沖閥，如圖2所示。
(2) 自動運行方式
如圖2所示，將手動/自動轉換開關SA0扳到自動位置，則PLC控制系統(tǒng)根據預先編好的控制程序，自動控制相關設備的運行。當控制系統(tǒng)給出自動運行的信號后，過載保護開關FR1用來自動檢測系統(tǒng)的負載情況。如果系統(tǒng)發(fā)生過載，則禁止系統(tǒng)運行，并發(fā)出報警信號。如果沒有發(fā)出報警信號，則系統(tǒng)延時5秒鐘后進入自動運行狀態(tài)。
分室1的提升閥1關閉（Q0.0和Q0.5輸出）。2秒鐘后，分室1的脈沖閥1動作（Q0.6輸出）。0.15秒鐘后，分室1的脈沖閥1停止動作（Q0.6停止輸出）。8秒鐘后，分室1的提升閥1打開（Q0.0和Q0.5停止輸出）。
分室1動作結束后，延時5秒鐘，分室2動作。
分室2的提升閥2關閉（Q0.1和Q0.5輸出）。2秒鐘后，分室2的脈沖閥2動作（Q0.6輸出）。0.15秒鐘后，分室2的脈沖閥2停止動作（Q0.6停止輸出）。8秒鐘后，分室2的提升閥2打開（Q0.1和Q0.5停止輸出），
以此類推，直至分室9清灰結束，完成一個循環(huán)。下一個循環(huán)又從分室1開始清灰。如此循環(huán)執(zhí)行清灰過程。
5、PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)點
氣箱式脈沖袋收塵器控制系統(tǒng)的改造選用和利時公司的小型一體化PLC取代了原系統(tǒng)中的單片機，較大程度地提高了系統(tǒng)的配置，增加了系統(tǒng)的靈活性，能夠更好地滿足用戶的需求。本系統(tǒng)有以下優(yōu)點。
（1）連鎖與保護
在系統(tǒng)中，相關設備的運行要求具有一定的連鎖關系和時間順序，這些功能由PLC的連鎖程序完成，從而保證了系統(tǒng)的可靠運行，避免發(fā)生堵塞。
（2）靈活性
通過PLC面板的電位器，無須專門工具，也無須專業(yè)知識，一般操作人員可以方便地設定清灰的時間間隔。利用PLC的內部時間繼電器取代傳統(tǒng)的時間繼電器，不但節(jié)省和簡化了系統(tǒng)的硬件，而且計時更加可靠、準確和穩(wěn)定。
（3）可靠性高
本系統(tǒng)的控制核心是和利時公司HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC，能夠在惡劣的環(huán)境中長期、可靠、無故障地運行，接線簡單，維護方便，隔離性好，抗腐蝕能力強，能夠適應較寬的溫度變化范圍，平均無故障時間間隔（MTBF）大于15年。
（4）功能強大
和利時公司HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC的編程語言遵從IEC61131-3標準，易學、易懂、易用。除了具有傳統(tǒng)的指令表、梯形圖和功能塊圖等編程功能外，還具有結構化語言和順序功能圖等編程功能。和利時公司的PLC系統(tǒng)提供了多種應用功能模塊，包括各種通訊功能模塊、可以具體到年月日和時刻的多種定時器和超長時間繼電器等，方便了各種功能的實現，有利于縮短開發(fā)周期和節(jié)省程序容量。
6、結論
改造后的氣箱式脈沖袋收塵器PLC控制系統(tǒng)的實際運行結果表明，基于和利時公司HOLLiAS-LEC G3小型一體化PLC的控制系統(tǒng)達到了預期的效果，實現了對氣箱式脈沖袋收塵器的控制，可以方便地更改收塵器的設定時間，減少了外部電路與元器件，具有先進、可靠、經濟、靈活等顯著特色。
