plc在城市垃圾处理系统中的应用_secret

1、基于PLC在城市垃圾中转站除臭系统中应用的可靠性研究简介：在本系统中，为了实现能源的充分利用和生产的需要，需要对风机进行转速调节，考虑到风机的启动、运行、调速和制动的特性，采用ABB公司变频器，系统中由PLC完成数据的采集和对抽风除尘除臭设备及空间异味除臭设备的控制任务。基于S7 200 PLC的编程软件,采用模块化的程序设计方法，大量采用代码重用，减少软件的开发和维护。利用对PLC软件的设计,实现对抽风除尘除臭设备及空间异味除臭设备的启动和停止。 关键字：PLC，变频器，变频调速 随着电力电子技术以及工业自动控制技术的发展，使得交流变频调速系统在工业电机拖动领域得到了广泛应用。另外，由于PL

2、C的功能强大、容易使用、高可靠性，常常被用来作为现场数据的采集和 HYPERLINK /GroupIndex.aspx?no=yhscd t _blank 设备的控制。本 HYPERLINK /Sub06.aspx t _blank 设计就是利用变频器和PLC实现风机的调速控制。变频器技术是一门综合性的技术，它建立在控制技术、电子电力技术、微电子技术和计算机技术的基础上。它与传统的交流拖动系统相比，利用变频器对交流电动机进行调速控制，有许多优点，如节电、容易实现对现有电动机的调速控制、可以实现大范围内的高效连续调速控制、实现速度的精确控制。容易实现电动机的正反转切换，可以进行高额度的起停运转，

3、可以进行 HYPERLINK /GroupIndex.aspx?no=peidian t _blank 电气制动，可以对电动机进行高速驱动。完善的保护功能:变频器保护功能很强，在运行过程中能随时检测到各种故障，并显示故障类别(如电网瞬时电压降低，电网缺相，直流过电压，功率模块过热，电机短路等)，并立即封锁输出电压。这种“自我保护”的功能，不仅保护了变频器，还保护了电机不易损坏。1.PLC特点：1.1可靠性高、抗干扰能力强，平均故障时间为几十万小时。而且PLC采用了许多硬件和软件抗干扰措施。1.2编程简单、使用方便目前大多数PLC采用继电器控制形式的梯形图编程方式，很容易被操作人员接受。一些PL

4、C还根据具体问题设计了如步进梯形指令等，进一步简化了编程。1.3设计安装容易，维护工作量少。1.4适用于恶劣的工业环境，采用封装的方式，适合于各种震动、腐蚀、有毒气体等的应用场合。1.5与外部设备连接方便，采用统一接线方式的可拆装的活动端子排，提供不同的端子功能适合于多种电气规格。1.6功能完善、通用性强、体积小、能耗低、性价比高。1.7在应用PLC系统设计时，应遵循以下的基本原则，才能保证系统工作的稳定。1.7.1最大限度地满足被控对象的控制要求；1.7.2系统 HYPERLINK /GroupIndex.aspx?no=gaoceng t _blank 结构力求简单；1.7.3系统工作要稳

5、定、可靠；1.7.4控制系统能方便的进行功能扩展、升级；1.7.5人机界面友好。1.8本系统中，为了实现能源的充分利用和生产的需要，需要对风机进行转速调节，考虑到风机的启动、运行、调速和制动的特性，采用ABB公司的ACS510变频器，系统中由S7-200系列PLC完成数据的采集和对变频器、水泵等设备的控制任务。基于S7-200 PLC的编程软件,采用模块化的程序设计方法，大量采用代码重用，减少软件的开发和维护。系统利用对PLC软件的设计,实现变频器的参数设置、故障诊断和电机的启动和停止。系统中采用DP通讯模块 EM277与中控上位机进行通讯，进行数据交换。2.本设计的控制要求：2.1系统要求用

6、户能够的直观了解现场设备的工作状态及水位状态；2.2要求用户能够远程控制变频器的启动和停止；2.3用户可自行设置时间，对空间异味除臭装置控制；2.4变频器及其他设备的故障信息能够及时反映在远程PLC上；2.5具有水位过低报警和提示用户功能；3.本设计控制结构:3.1由于现场2套抽风除尘除臭设备和1套空间异味除臭设备。3.2一号抽风除尘除臭设备有风机1台；循环泵1台；植物药提取阀1只；降尘喷淋阀1只作为被控对象，可以使用单台PLC进行对象的控制，只要适当的选用高性能的PLC,完全能够胜任此功能。系统控制结构如图1所示。3.3二号抽风除尘除臭设备有风机1台；循环泵1台；植物药提取阀1只；降尘喷淋阀

7、1只作为被控对象，可以使用单台PLC进行对象的控制，只要适当的选用高性能的PLC,完全能够胜任此功能。系统控制结构如图2所示。3.4空间异味除臭设备有上层喷淋泵1台；下层喷淋泵1台；增压泵1台作为被控对象，可以使用单台PLC进行对象的控制，只要适当的选用高性能的PLC,完全能够胜任此功能。系统控制结构如图3所示。3.5 PLC采集水位传感器、 HYPERLINK /GroupIndex.aspx?no=jiankong t _blank 监控水泵及变频器等有关的各类对象的信息。本系统中，对风机采用变频器来进行频率的调节控制。采用PLC输出的信号作为变频器的多段速控制端输入信号，从而控制电机转速

8、大小，并且向PLC反馈自身的工作状态信号，当发生故障时，能够向PLC发出报警信号。由于变频调速是通过改变电动机定子供电频率以改变同步转速来实现的，故在调速过程中从高速到低速都可以保持有限的转差功率，因此具有高效率、宽范围、高精度的调速性能。4.设备的选型4.1 PLC及其扩展模块的选型：4.2目前，存在着种类繁多的大、中、小型PLC，小到作为少量的继电器装置的替代品，大到作为分布式系统中的上位机，几乎可以满足各种工业控制的需要。另外，新的PLC产品还在不断的涌现，那么，如何选择一个合适PLC？4.3一号抽风除尘除臭系统有风机1台（高低速控制）、循环泵1台、植物药提取阀1只；降尘喷淋阀1只、风机

9、风扇1台、故障报警指示、低水位指示、液位传感器3个、开关信号输入，共有26个I/O点，它们构成被控对象。4.4二号抽风除尘除臭系统有风机1台（高低速控制）、循环泵1台、植物药提取阀1只；降尘喷淋阀1只、风机风扇1台、故障报警指示、低水位指示、液位传感器3个、开关信号输入，共有26个I/O点，它们构成被控对象。4.5空间异味除臭系统有喷淋泵2台、增压泵1台、液位传感器1个，共有11个I/O点，它们构成被控对象。4.6综合分析各类PLC的特点，最终选西门子公司的S7系列PLC。4.7由于CPU226集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点，完全能满足一号和二号套抽风除尘除臭设备控制要求。CP

10、U224集成14输入/10输出共24个数字量I/O 点，完全能满足空间异味除臭设备控制要求。此PLC可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。26K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。4.8根据上述分析，参照西门子S7-200产品目录，1#抽风除尘除臭设备选用主机

11、为CPU226 PLC一台、另加上一台DP通讯模块EM277。2#抽风除尘除臭设备选用主机为CPU226 PLC一台、另加上一台DP通讯模块EM277。空间异味除臭设备选用主机为CPU224PLC一台、另加上一台DP通讯模块EM277。4.9变频器的选型：目前，市场上存在各种各样的变频器，本 HYPERLINK /Sub06.aspx t _blank 设计采用ABB公司的ABB ACS510变频器。ACS510系列传动产品最大的优点就是在全功率范围内统一使用了相同的控制技术，例如启动向导，自定义编程，DTC控制，通用备件，通用的接口技术，以及用于选型、调试和维护的通用软件工具。内含启动引导程

12、序，令您调试易如反掌；自定义编程：内置可编程模块，犹如PLC令您发挥自如；体积小巧：内置滤波器，斩波器及电抗器、性能卓越。4.10触摸屏模块的选型：为了操作上的方便，人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时，必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。本 HYPERLINK /Sub06.aspx t _blank 设计采用台达D0P-B05S211触摸屏，以其易于使用、坚固耐用、反应速度快、节省空间等优点，使得系统设计师们越来越多的感到使用台达触摸屏的确具有具有相当大的优越性。 5.系统的控制流程：5.1程序设计前准备工作：（系统

13、流程如图4、图5）了解系统流程概况，形成整体概念，熟悉被控对象、编制出高质量的程序，充分利用手头的硬件和软件工具。5.2程序框图设计：这步的主要工作是根据软件设计规格书的总体要求和控制系统具体要求，确定应用程序的基本 HYPERLINK /GroupIndex.aspx?no=gaoceng t _blank 结构、按程序设计标准绘制出程序结构框图，然后在根据工艺要求，绘制出各功能单元的详细功能框图。5.3编写程序：编写程序就是根据设计出的框图逐条地编写控制程序，这是整个程序设计工作的核心部分。5.3.1 抽风除尘除臭程序：本地采用手动控制，远程时由中控反馈启动信号，并依据门开到位信号对风机进

14、行控制。采用水位延时方式，防止水位波动，造成信号误动作。本地采用手动控制，远程时由中控反馈启动信号，并依据门开到位信号对循环泵进行控制。采用水位延时方式，防止水位波动，造成信号误动作。本地采用手动控制，远程时由中控反馈启动信号，并依据门开到位信号对植物药提取进行控制。采用水位延时方式，防止水位波动，造成信号误动作。本地采用手动控制，远程时由中控反馈启动信号，并依据门开到位信号对降尘进行控制。并可直接对其控制。将时间写入VD区，在中控室可读取设备累计运行时间。将运行信号、故障信号、水位信号、远程状态信号写入VB区，在中控室可读取设备状态。同时读取VB区内地址，可对本设备进行控制。5.3.2 空间

15、异味除臭程序：采用水位延时方式，防止水位波动，造成信号误动作。本地采用手动、自动控制，自动时根据触摸屏设定时间工作。远程时由中控反馈启动信号，并依据设定时间对喷淋进行控制。本地采用手动、自动控制，自动时根据触摸屏设定时间工作。远程时由中控反馈启动信号，并依据设定时间对喷淋进行控制。将时间写入VD区，在中控室可读取设备累计运行时间。将运行信号、故障信号、水位信号、远程状态信号写入VB区，在中控室可读取设备状态。同时读取VB区内地址，可对本设备进行控制。5.4程序测试和调试：程序测试和调试不同，软件测试的目的是尽可能多地发现软件中的错误，软件调试的任务是进一步诊断和改正软件中的错误。5.5编写程序

16、说明书：5.5.1抽风除尘除尘设备将转换开关旋至“本地”位。由控制箱上开关点控制，将接通信号传入PLC，再有PLC发出指令控制设备各个控制单元。将转换开关旋至“远控”位。电气设备运行根据主站与从站进行通讯连接，通讯方式采用西门子/PROFIBUS-DP 通讯。可在中控室上位机上进行操作。根据自动门开启和关闭信号，用鼠标点击画面上抽风除尘启动；抽风除尘设备运行，自动门开启时风机高速运行、循环泵开启、植物提取液、降尘喷淋。自动门关闭时风机低速运行、循环泵、植物提取液、降尘喷淋停止工作。用鼠标点击画面上抽风除尘停止；抽风除尘设备停止工作。5.5.2空间异味除臭设备将转换开关旋至“本地”位。由触摸屏选择手动、自动控制，将接通信号传入PLC，再有PLC发出指令控制设备各个控制单元。自动时根据画面设定时间工作。如下图程序说明书是对程序的综合说明，是整个程序设计工作的总结。下面是系统设计流程图： 6.PL