低压控制原理概述

低压控制原理福建龙净环保股份有限公司

FUJIANLONGJINGCO.,LTD.第一页，共六十七页。一、低压控制系统

1、低压控制器简介

a、MPC-08A、MPC10A可编程时控仪

该时控仪是SKS-8型的微机化改进产品，内部采用单片机控制，分别有8路和10路控制通道，每个通道均有输出二点、输入一点，既可用于振打控制，又可适用于卸输灰控制。

b、MPC-24A微机振打卸灰控制器

该控制器有24路控制通道，68个I/O点，适宜电除尘器振打、卸输灰自动控制。第二页，共六十七页。c、MTC-20B微机温度控制器

该控制器主要用于各种恒温控制及检测，主要功能有：4点温度检测显示，16点恒温控制区。

d、AZD电磁振打控制系

控制顶部电磁振打与侧部振打

e、ALC微机自动逻辑控制器

振打/卸灰逻辑控制

f、ATC微机自动温度控制器

2、基于PLC的低压控制器

以上每种控制器都有串行通讯功能，组成IPC智能控制系统。第三页，共六十七页。二、低压控制系统

低压控制系统是指在电除尘器中除高压供电装置以外的其它用电设施的自动控制装置,它是一般包含振打、加热、卸输灰、温度料位检测显示等功能,它与电除尘本体、高压供电装置构成电除尘系统三大部分。

电除尘器低压控制系统的控制特性的好坏和控制功能完善与否，对实现电除尘器运行的自动化和管理的智能化，改善电除尘器的运行状况，提高电除尘器的除尘。第四页，共六十七页。

效率，延长各部分构件的使用寿命及节约能源都有着直接影响和现实意义1、电加热控制回路

*在控制柜面板各回路设有“手动”、“停机”、“自动”控制开关。

*控制柜（器）面板上的终端可以方便地设置的温控设定值、上下限温度。

原理如下图：第五页，共六十七页。第六页，共六十七页。2、侧部振打控制回路

*回路采用断路器、接触器及热继电器。断路器作为短路保护并作开关使用。热继电器作为过流及断相保护。

*振打回路在控制柜面板设有“手动”、“停机”

、“自动”控制开关。

*控制柜面板上的终端可以方便地设置振打工作时间、休止时间。

*现场设有振打操作箱,当现场调试或事故检修时，可在振打操作箱上控制各振打回路。

原理如下图：第七页，共六十七页。第八页，共六十七页。3、卸（输）灰控制回路

*主回路采用断路器、接触器及热继电器。断路器作为短路保护并作开关使用。热继电器作为过流及断相保护。

*输送与给料的时序逻辑关系是开车时应先开给料或同时启动给料和输送，停车时应先停给料后停输送。

*各回路在控制柜面板设有“手动”、“停”控制开关。

*现场设有卸灰操作箱,当现场调试或事故检修时，可在卸灰操作箱上控制各回路。

原理如下图：第九页，共六十七页。第十页，共六十七页。第十一页，共六十七页。4、阀门控制回路

*回路在控制柜面板设有“手动”、“停机”

、“自动”控制开关。对应于各开关下面设“正转”“反转”控制按钮。

*在“自动”工作方式下，通过控制柜面板上的终端可以方便地设置所需要的工作时间、休止时间。

*现场设有操作箱。原理如下图所示：

第十二页，共六十七页。第十三页，共六十七页。第十四页，共六十七页。5、开关量输入

开关量包括料位信号、高压隔离开关到位信号、安全联锁信号和其它状态返回信号。

这些信号采集原理图如下：第十五页，共六十七页。第十六页，共六十七页。基于PLC的低压控制器1、PLC的基本原理可编程控制器（ProgrammableController）是计算机家族中的一员，是一种数字运算操作的电子系统，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（PersonalComputer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。第十七页，共六十七页。PLC具有如下特点：高可靠性

丰富的I/O接口模块采用模块化结构

PLC强大数据运算功能通讯和联网功能安装简单，维修方便

编程简单易学第十八页，共六十七页。

PLC的基本构成如下图所示：第十九页，共六十七页。1、中央处理器(CPU)

CPU是PLC的核心，它的主要任务是：

1）接收与存储用户由编程器键入的用户程序和数据；

2）检查编程过程中的语法错误，诊断电源及PLC内部的工作故障；

3）用扫描方式工作，接收来自现场的输入信号，并输入到输入映象寄存器和数据存储器中；

4）在进入运行方式后，从存储器中逐条读取并执行用户程序，完成用户程序所编写第二十页，共六十七页。的逻辑运算、算术运算及数据处理等操作。

5）根据运算结果，更新有关标志位的状态，刷新输出映象寄存器的内容，再经输出部件实现输出控制、打印制表或数据通讯等功能。

2、存储器

存储器用于存放系统程序和用户程序。

3、输入接口

4、输出接口

第二十一页，共六十七页。5

、智能I/O接口

为适应和满足更复杂控制功能的需要，PLC生产厂家均生产了各种不同功能的智能I/O接口，这些I/O接口一般有独立的微处理器和控制软件，可以独立地工作，以便减少CPU模块的压力。

6、I/O扩展接口

用于扩展输入输出点数。

7

、通讯接口

8、编程器

9、PLC的外部设备：人机界面、外存储器、打印机、EPROM写入器。第二十二页，共六十七页。PLC的分类1、根据I/O点数分类 ①小型PLC ②中型PLC ③大型PLC

2、根据结构、形状分类 ①整体式PLC ②模块式PLC3、根据生产厂家分类 由于PLC的生产厂家很多，目前我们公司比较常用的PLC品牌有：西门子(SIEMENS)、AB公司(ALLEN-BRADLEY)、施耐德(MODICON)、欧姆龙(OMRON)、三菱(MITSUBISHI)等。

第二十三页，共六十七页。

PLC与继电器逻辑控制系统的比较比较项目继电器逻辑可编程控制器控制逻辑接线逻辑体积大复杂，修改困难存储逻辑体积小、连线少，控制灵活，易扩展控制速度通过触点开闭实现控制，动作速度为几十毫秒，易出现触点抖动由半导体电路实现控制作用，每条指令执行时间在微秒级不出现触点抖动限时控制由时间继电器实现，精度差，易受环境、温度影响用半导体集成电路实现，精度高，时间设置方便，不受环境、温度影响设计与施工设计、施工、调试须顺序进行，周期长，修改困难系统设计后，现场施工与程序设计可同时进行，周期短，调试、修改方便可靠性与可维护性寿命短，可靠性与可维护性差寿命长，可靠性高，有自诊断功能，易于维护价格使用机械开关、继电器及接触器等，价格便宜使用大规模集成电路，初期投资较高第二十四页，共六十七页。PLC与微机的区别比较项目可编程控制器微机应用范围工业控制科学计算、数据处理、通讯等使用环境工业现场具有一定温度、湿度的机房输入/输出控制强电设备需光电隔离与主机采用微电联系不需光电隔离程序设计一般为梯形图语言，易于学习和掌握程序语言丰富，汇编、FORTRAN、C语言等，需专门计算机的硬件和软件知识系统功能自诊断、监控等配有较强的操作系统工作方式循环扫描方式及中断方式中断方式第二十五页，共六十七页。PLC的运行方式1、扫描方式当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。2、中断方式中断服务程序不会在正常的程序扫描周期中执行，它只有在中断事件发生时才被执行（有可能在扫描周期中的任意一点）。理解CPU扫描周期

CPU的扫描周期包含以下任务

★读输入

★执行程序

★处理通讯请求

★执行CPU自诊断测试

★写输出第二十六页，共六十七页。输入采样执行程序输出刷新执行CPU自诊断处理通讯请求扫描周期第二十七页，共六十七页。可编程控制器的发展趋势

随着PLC技术的推广应用，PLC将进一步向以下几个方向发展：

1、系列化：每个生产PLC的厂家几乎都有自已的系列化产品，同一系列的产品指令向上兼容，扩展设备容量。以满足新机型的推广和使用。

2、小型化：从可编程控制器出现以来，不型机的发展速度大大高于中、大型机。随着微电子技术的进一步发展，PLC的结构必将更为紧凑，体积更小，而安装和使用更为方便。第二十八页，共六十七页。

3

、模块化：采用模块式结构，使系统的构成更加灵活、方便。

4、低成本：随着新型器件的不断涌现，主要部件成本的不断下降，在大幅度提高PLC功能的同时，也大幅度降低了PLC的成本。

5

、多功能：PLC的功能进一步加强，以适应各种控制需要。同时，计算处理功能的进一步完善，使PLC可以代替计算机进行管理、监控。如：越来越多的PLC供应商提供以太网的接口，有一些PLC已经内藏了Web服务器。第二十九页，共六十七页。DDPX系统简介>>>>>>>>>>>>>>>> DDPX即电除尘低压PLC控制系统的简称。DDPX型电除尘低压集控系统以PLC为主控部分，通过通讯接口，可以向上位机传送电除尘器振打、电加热、卸/输灰等的实时运行参数和状态，也可接受来自上位机的各种参数的设定命令，可以满足BE型、BEL型电除尘器所有低压设备的控制要求，可实现电磁振打器、侧部振打或卸输灰，电加热恒温控制等各种控制功能。第三十页，共六十七页。DDPX系统主要包括：1、MZD电磁振打控制2、电机控制子3、电加热控制4、其他逻辑控制实际设计中根据具体的低压系统控制设备的数量情况，一套低压控制系统可能采用一台或数台S7-200系列PLC，每台PLC配置若干I/O模块，每台PLC配套一个TD200型中文显示操作终端，用于显示运行状态和修改运行参数。第三十一页，共六十七页。

系统的主要构成

>>>>>>>>>>>>>>>>第三十二页，共六十七页。DDPX系统简介MZD电磁振打基本原理

>>>>>>>>>>>>>>>>MZD电磁振打系统主要由以下部分组成:⑴SIEMENS_PLCCPU226DC/DC/DC；⑵终端（TD200）；⑶24V开关电源；⑷综合板(MZD_ZH) ⑸相控板（MZD_XK） ⑹行选板8(MZD_HX)⑺列选板(MZD_LX)⑻电源板(MZD_DY)⑼行选板4(MZD_HX4)⑽显示板(MZD_XS)(可选) ⑾面板（可选）。第三十三页，共六十七页。MZD电磁振打基本原理PLC的功能

>>>>>>>>>>>>>>>>在电磁振打控制系统中,以SIEMENSPLC为控制器的核心，起指挥控制作用，它向综合板（MZD_ZH）提供各种控制信号，经综合板转换后向相控板提供相控信号，向行、列板提供选择振打器的行、列选信号以及处理来自综合板的电流和电压信号。第三十四页，共六十七页。MZD电磁振打基本原理PLC的功能

>>>>>>>>>>>>>>>>两种工作方式：1、矩阵方式2、分组方式运行参数

振打间隔：0.5～5秒

分组大周期：1～59994秒

分组起始时间：0～59994秒

分组振打周期：1～59994秒

振打高度：0～30（45）厘米

分组（32）及断电振打:

第三十五页，共六十七页。MZD电磁振打基本原理PLC的功能

>>>>>>>>>>>>>>>>在矩阵方式下，振打间隔一致，各振打器的振打周期相同，对于N个振打器，振打周期为N×振打间隔。振打器的导通角有两种工作方式（即单独导通角（缺省）和统一导通角）。1、统一导通角即所有投入运行的振打器的导通角都相等。2、单个导通角即所有投入运行的振打器均按各自振打器的导通角运行。第三十六页，共六十七页。MZD电磁振打基本原理PLC的功能

>>>>>>>>>>>>>>>>起始时间振打周期振打周期某组振打某组振打振打间隔振打间隔分组1分组2起始时间1振打周期大周期起始时间2分组方式时序图起始时间振打周期振打周期某组振打某组振打振打间隔振打间隔分组1分组2起始时间1振打周期大周期起始时间2分组方式时序图第三十七页，共六十七页。MZD电磁振打基本原理PLC的功能

>>>>>>>>>>>>>>>>在分组方式下，在出厂时已将振打器分组，所有组共用一个大周期，每组共用一个起始时间、振打周期和分组导通角（仅分组方式才有）。在运行时根据设定的导通角方式，选择是统一导通角、单个导通角或分组导通角来运行。同时在该组振打器工作时还可以输出一个减功率振打信号送给高压设备，使高压设备降低输出功率，进行断电振打（或减功率振打），实现真正意义上的振打最优化。第三十八页，共六十七页。MZD电磁振打基本原理综合板的功能

>>>>>>>>>>>>>>>>综合板（MZD_ZH）的功能主要有三部分功能：1、译码部分：译码部分的主要功能是将PLC送给综合板的行列编码信号转化为实际需要的行列信号，送给行选板和列选板。2、相控部分：相控部分的主要功能是将PLC送给综合板的调频脉冲和振打同步信号经过一系列的转化产生相控信号，送给相控板（MZD_XK）来触发可控硅。通过控制可控硅的导通时间进而控制振打高度。3、取样部分:取样部分的主要功能有两种：对每次的振打电流信号进行数字化处理，供PLC来判断振打器的工作状态。对电网电压进行检测，当高于正常电网电压5%时输出过压1信号送给PLC，当高于正常电网电压10%时输出过压2信号送给PLC。其中5%和10%可以通过电位器RP2和RP9来改变。第三十九页，共六十七页。MZD电磁振打基本原理综合板的功能

>>>>>>>>>>>>>>>>第四十页，共六十七页。MZD电磁振打基本原理电源板的功能

>>>>>>>>>>>>>>>>电源板（MZD_DY）的主要功能：提供三组直流电源及一组电网交流信号。综合板上使用的+5V和±15V以及交流电网信号均由电源板来提供。第四十一页，共六十七页。MZD电磁振打基本原理电源板的功能

>>>>>>>>>>>>>>>>第四十二页，共六十七页。MZD电磁振打基本原理相控板的功能

>>>>>>>>>>>>>>>>相控板（MZD_XK）的主要功能：整流和相控。电网～220V交流电压经过板上的可控硅整流桥整流及相控后加在被选中的振打器线圈上，驱动振打器工作。第四十三页，共六十七页。MZD电磁振打基本原理相控板的功能

>>>>>>>>>>>>>>>>第四十四页，共六十七页。MZD电磁振打基本原理行列选板的功能

>>>>>>>>>>>>>>>> 行选板和列选板必须一起配合使用，通过板上的可控硅（相当于开关）的导通和关断，来选中某一个振打器。其中行选板上的可控硅是共阳极接法，列选板上的可控硅是共阴极接法，不可混用。行(列）选板上的发光二极管用于指示是否有行(列)选信号输入。第四十五页，共六十七页。MZD电磁振打基本原理行列选板的功能

>>>>>>>>>>>>>>>>第四十六页，共六十七页。MZD电磁振打基本原理显示板和面板

>>>>>>>>>>>>>>>>显示板的功能是将综合板的行、列选信号转变成面板的发光二极管矩阵的显示信号，供面板显示。第四十七页，共六十七页。电机控制基本原理

>>>>>>>>>>>>>>>> 在DDPX系统中，电机控制主要包括振打电机控制和卸输灰电机控制。而它们又有一个共同点，即都是时序控制。起始时间起始时间大周期停止时间起始时间停止时间起始时间工作时间工作时间工作时间工作时间工作时间电机运行时序图第四十八页，共六十七页。电机控制基本原理

>>>>>>>>>>>>>>>>1、振打电机控制方式：①自动 ②手动 ③停止2、卸输灰电机控制方式：①自动 ②手动 ③停止 ④自动＋高料位 ⑤高料位＋低料位第四十九页，共六十七页。电加热控制基本原理

>>>>>>>>>>>>>>>> 由于电除尘器的特点和工艺要求，对加热器需采取恒区间温度控制。主要包括两部分：一是温度的采集，二是对加热器的控制。第五十页，共六十七页。电加热控制基本原理温度的采集

>>>>>>>>>>>>>>>>温度采集设备主要采用的是DUT-3000系列采集模块，该模块提供8路温度采集。PLC通过无条件半字节的方式对DUT3000的温度数据进行采集。第五十一页，共六十七页。电加热控制基本原理温度的采集

>>>>>>>>>>>>>>>>每次输出4位二进制数，每个通道分4次输出，8个通道32次。上升沿和下降沿由开关选择还有无条件字节选通时序、请求半字节选通时序、请求字节选通时序。C0L1

C0L2

C0H1

C0H2

OFF

ON

OFF

ON

640mS

10mS

C7H1

C7H2

无条件半字节输出上升沿选通时序

D0

～

D3

STB

10mS

第五十二页，共六十七页。电加热控制基本原理温度的采集

>>>>>>>>>>>>>>>>DUT3000与SIEMENSPLC的硬件连接图如下所示：S7-226

DUT-3000

+24

GND

M1

V+

GND

D0

D1

D2

D3

I0.0

STB

无条件半字节输出方式

I1.0

I1.1

I1.2

I1.3

L1

第五十三页，共六十七页。电加热控制基本原理加热器的控制

>>>>>>>>>>>>>>>>加热器采用恒区间控制：时间上限设置值下限设置值实际温度温度设定温度振幅0第五十四页，共六十七页。其它

>>>>>>>>>>>>>>>>除了上述几类控制系统之外，还包括一些开关量和模拟量的显示。其中开关量部分主要包括隔离开关的到位指示等；模拟量部分主要包括进出口烟温和变压器油温的显示等。第五十五页，共六十七页。DDPX系统的基本操作

>>>>>>>>>>>>>>>>功能键

说明

F1从当前菜单返回到上一级菜单

F2从当前菜单前进到下一级菜单

F3同一级菜单向后翻页

F4同一级菜单向前翻页

F5（SHIFT+F1）

软复位

F5（SHIFT+F2）

未定义

F5（SHIFT+F3）

未定义

F5（SHIFT+F4）

未定义

第五十六页，共六十七页。DDPX系统的基本操作

>>>>>>>>>>>>>>>>第五十七页，共六十七页。DDPX系统的调试

>>>>>>>>>>>>>>>>由于PLC模块本身的高可靠性，PLC本身的设备故障率几乎为0，因此维护极其简单。当设备发生故障时，首先通过PLC的输入输出点来判断是PLC的问题还是外围器件的问题；然后在进一步来判断具体是那里的问题。第五十八页，共六十七页。DDPX系统的调试电磁振打控制系统

>>>>>>>>>>>>>>>>电磁振打调试中应注意的几点问题：①对于具体的项目振打器的组数是固定的，并且每个振打器的物理位置也是固定的（用户不能进行修改）。②