摘要：文章對整個煙塵回收控制系統進行了簡述，通過PLC對離心風機以及脈沖閥進行控制，達到吸塵除塵的要求。通過模擬量對系統的壓力以及溫度進行實時監測，達到對系統保護的作用。同時通過觸摸屏對系統的關鍵參數進行設定，也將系統的重要數據顯示給操作者。

　　0.引言

　　現在螺旋焊管的定長大多數都采用等離子切割的方式，但是由于等離子切割機切割鋼管時產生的大量煙塵嚴重污染環境，危害職工健康，我公司為解決這一問題引進了幾套煙塵回收設備。該設備的主控系統采用西門子公司的CPU224系列PLC，它具有穩定性強，功能完善及人機界面友好的特點，很好的滿足了系統的要求。

　　1.系統工作原理

　　利用離心風機工作室在凈化器內所產生的真空吸力，迫使切割煙塵迅速聚集在吸氣口的周圍，并且在強吸力的作用下匯聚到凈化器內部進行凈化。切割煙塵進入到凈化腔體內部后，較大顆粒的煙塵在重力的作用下下沉到集灰斗里，而小顆粒的浮塵則在吸力所產生的渦流的作用下懸浮在凈化腔體內部有待濾筒的過濾，當粉塵在濾芯表面不斷沉積時，濾芯內外的壓差也同時不斷增大，當壓差達到設定值時脈沖閥打開，壓縮空氣反吹清掃系統，通過旋轉清掃機構的高壓氣流瞬間噴向濾芯內表面，將沉積的粉塵吹下，粉塵隨著氣流向下的作用力而脫離濾芯表面，掉入接灰器。

　　2.系統配置

　　該系統的原理圖如圖(1)所示：

　　　　圖(1)系統原理圖

3系統軟件設計

　　3.1開關量處理

　　該控制系統的開關量主要是利用PLC的發出脈沖信號控制氣動閥，為防止信號抖動造成無動作，通過PLC內部對信號進行了濾波延時，通過現場具體情況，設置2-6ms左右。

　　3.2模擬量信號處理

　　在煙塵凈化器中安裝有壓力檢測裝置，壓力傳感器將壓力以電流信號傳到PLC，PLC將數據規格化，檢測濾腔實際內外壓差，傳送到觸摸屏。由于壓差值過高將影響凈化效果，設置低將頻繁執行反吹清灰動作，規定壓差設定值范圍為1000Pa-1500Pa。當到達設定值時，脈沖電磁閥執行清灰動作，設定數據由觸摸屏負責輸入，并限制數據范圍。

　　凈化器內同時安裝有溫度檢測信號，用來保護濾筒，如果溫度超過設定值，則蜂鳴器發出報警。風機停止運行，溫度設定過高起不到保護作用，溫度設定太低會影響設備正常運行，所以這個值也需要限制設置范圍，同樣由觸摸屏負責完成。

　　系統的模擬量輸入信號主要是上述兩種，都是將4-20mA的標準信號傳入的PLC，s7-200將得到的信號值轉換為內部數值0-32000

　　一壓力變送器為例，其量程為1000-1500Pa，對應電流為4-20mA.按照最大輸入電流20mA,每毫安對應的A/D轉換值為32000/20,當壓力為0時，其A/D轉換值為(32000/20)*4=6400,可以得出A/D轉換值的范圍為6400-32000.

　　每個A/D轉換值D對應的實際值A為：

　　A=(D-Do)(Am-Ao)/(Dm-Do)+Ao(1)

　　每個實際值A所對應的A/D轉換值為：

　　D=(A-Ao)(Dm-Do)/(Am-Ao)+Do(2)

　　其中Dm=32000,Do=6400,Am=1500,Ao=1000，代入式(1)、式(2)即可得出A、D的值，之后通過運算整定，將數據傳送到觸摸屏，以便用戶觀察

　　模擬量轉換PLC部分程序，如圖(2)所示

　　圖(2)模擬量轉換程序

4觸摸屏部分

　　4.1觸摸屏顯示部分

　　觸摸屏共分為五個畫面，分別為起始畫面，監控畫面，設置換面，操作畫面，報警畫面。為了在每個畫面中都能快速連接到各個畫面，所以將這五個畫面固化在模板中。前面提到對于設定濾腔壓力范圍，以及主要的系統參數都在設置畫面中實現，在觸摸屏中通過簡單設定即可實現如圖3。如果對離心風機進行控制，已經手動清灰則在操作畫面中實現，如圖(4)。由于其他畫面對系統影響不大，故不一一介紹。

　　圖(3)設置畫面圖

(4)操作畫面

　　4.2觸摸屏設置

　　觸摸屏與PLC之間采用PPI協議通訊，打開WinCCflexible2008，在通訊-連接中選擇PPI協議即可，如圖(5)所示

　　圖(5)設置觸摸屏與PLC的通訊方式

　　對于圖(3)中的需要設置的參數，以設置濾腔壓差為例，選中需要配置的I/O域，通過常規選項-變量連接-屬性限制值設置即可如圖（6），由于本系統的壓力范圍為1000-1500Pa，故設置上限為1500，下限位1000，通過模擬運行可以看到設定值范圍如圖(7),表示設定成功。

　　圖(6)設定限制值

    圖(7)設定后效果

　　5結束語

　　該系統簡單使用，由于觸摸屏的加入，大大增強了人機交互性，操作方便明了。自煙塵回收系統運行一年多以來，效果良好，大大減少了車間內有害煙塵的排放，保護了職工的健康。