plc与acs变频器的布袋除尘系统设计(附件)【字数：15736】
日期 2019年12月27日 布袋除尘系统在除尘环保上广泛应用，对日常工业生产中产生的大气污染进行处理过滤，进而达到排放要求。本论文介绍了基于西门子PLC和ABB（ACS-510）的变频器设计的自动化除尘系统。系统集合了手动自动模式转换，启停复位的简易性，故障报警系统，系统可视化监控系统等等功能，系统充分利用了PLC的优势以及变频器电机频率控制的稳定性，比传统的除尘系统便利了许多且可监控。论文主要阐述了除尘系统中核心的除尘工艺的流程分析，从外部设备的电气元件配置到构建项目电气原理图，再从电路图进行PLC硬件配置的组态分析，进而分析除尘系统中的变量进行变量表的设计，然后就是通过程序实现除尘系统的流程实现，PLC程序设计完成后再进行ABB变频器的参数设置，根据具体系统分析变频器需要选择的宏，再根据宏的常用参数设置成系统所需的具体要求，实现参数的设置。系统初步设计完成后要进行现场的监控调试，根据现场的实际情况对整体系统进行调整，包括外部设备的线路故障，配置错误，以及程序错误等等，这些都要求对整个系统有着充分的了解，从元件布局到线路分析再到程序编写实现都有着一定的理解，从而最终实现整个除尘系统的完成。
目录
引言 1
一、自动化除尘系统概述 2
（一）布袋除尘系统传统工艺流程 2
（二）西门子PLC的介绍和选用 3
（三）ACS变频器的介绍和选用 6
（四）项目电路图的设计 7
二、除尘系统程序设计（编程） 17
（一）变量的设计 18
（二）手动模式的设计 20
（三）工艺流程在自动模式编程上的实现 30
（四）触摸屏的设计 49
三、ACS变频器参数的设置 63
（一）应用宏的选择 63
（二）常用参数的选择设置 69
（三）变频器最终实现效果 69
四、除尘系统实际现场调试 69
总结 71
参考文献 72
谢辞 73
引言
工厂生产过程中产生的废气对空气污染较大 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
，须经过除尘过滤等一系列流程，最后才能排放到大气中，布袋除尘便是其中应用较为广泛的一种除尘方式。
传统除尘系统很难做到除尘过程的稳定性，数据实时监控以及对压力、温度等因素的准确要求。
所以利用PLC与变频器对传统除尘系统进行改造，将传统工艺流程转化到具体程序，再进行系统的改进，优化，设计出一套自动除尘系统。便于日常监测，维护，以及对压力、温度等不确定因素的准确控制。
一、自动化除尘系统的概述
系统集合了手动自动模式转换，启停复位的简易性，故障报警系统，系统可视化监控系统等等功能，系统充分利用了PLC的优势以及变频器电机频率控制的稳定性，比传统的除尘系统便利了许多且可监控。
系统主要分为：硬件组态部分，手动模式部分，自动模式部分，HMI可监控系统部分，ABB变频器部分。
系统手动模式主要实现了外部设备的试运行及监控功能，主要完成初步的外部设备检查以及电路排布的检查，为自动模式的设计排除了初步错误，方便了自动模式系统的设计。
自动模式主要是除尘工艺的自动化实现。利用PLC的可编程性将除尘工艺的完整流程进行程序化，实现整个除尘工艺的程序上的理想化实现（后期还要根据具体的现场调试结果来进行程序修改与调试）。
HMI可监控系统通过将系统中的几个重要变量的监控（温度，频率，电流等等），系统外部设备的画面设计，外部设备状态的监控集合在一起。从而使整个除尘系统变得可视化与实时监控化，并加入了报警系统，从而能让系统出错时工作人员能第一时间了解什么原因导致的系统错误。
ABB变频器主要实现系统主电机的稳定频率控制。通过利用ABB变频器的节能，无极调速以及适应自动化系统的优点提升整个系统的节能性，可监控性，电机调速的可控性。ABB变频器的多种应用宏适应了不同的自动化系统，各个参数的设置辅助实现了系统的功能实现，频率电流等信号的反馈实现了自动化系统的监控部分，进一步提高了系统的自动化程度。
（一）布袋除尘系统传统工艺流程
本系统针对之前除尘系统的工艺流程进行了简化与优化，具体流程可以概括为排出的废气或灰尘经过主风机输送至反吹风机，然后经过清灰阀进行清灰输送至清灰小车，由清灰小车经过内部过滤倒入螺旋输送机，再由螺旋输送机上的皮带将灰尘倒入末端的除尘卸灰阀，最后由除尘卸灰阀进行卸灰工作；
精确的流程可以分析为系统一开机，主风机和反吹风机，螺旋输送机和除尘卸灰阀一起运行，然后清灰小车先判断是否在远位（清灰小车电机端），若位于远位，则直接进行下一步，若不在远位（因为可能故障停机导致没有复位，或者清灰小车故障等等）则先将清灰小车复位至远点位，然后清灰阀进行清灰，本系统有两个清灰阀，待2#清灰阀清灰完毕后清灰小车开始正转（即从远位走向近位方向），经过清灰位清灰小车停止正转，清灰阀进行清灰，清灰完毕清灰小车继续正转到下一个清灰位，清灰阀继续清灰，如此循环往复，直至清灰小车正转至近位，然后清灰小车反转（从近位往近位方向）至远点位，然后又重复流程，如此循环清灰，可参见图11。
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图11除尘系统工艺流程
（二）西门子PLC的介绍和选用
PLC型号的选用主要是依据电路图中变量的数量（I/O点）以及过程中模拟量的数量来进行确定。
如一份电路图有15个运行反馈信号，10个运行控制信号，4个4~20mA模拟量信号，即我们要选择16个DI（8个一组）16DO（8个一组）的PLC，如PLC本身自带的DI/DO不够则可以选配相应的DI/DO配件，一般有些类型PLC还自带AI（模拟量）触点，但若还是不够，则也可以选配AI配件，选择完毕后进行组态设置（图15）；
组态即要跟据实际情况进行I/O地址的修改，要保证程序上的PLC I/O地址与实际中的I/O地址相同，然后就是IP地址的配对，要保证PLC以及HMI的地址与自己电脑的以太网地址处于相同的频段（即IP地址的前三位相同），确保PLC、HMI、与电脑间后续能够正常连接，方便后期调试与监控。
下面再介绍一下本系统中所用的PLC——西门子1200PLC，本系统选用了西门子1215C DC/DC/DC型号的PLC，它有14DI,10DO，还集成了2AI和2AQ触点（图13、14），方便了后期程序的编写，具体介绍如下（图12）：
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引言 1
一、自动化除尘系统概述 2
（一）布袋除尘系统传统工艺流程 2
（二）西门子PLC的介绍和选用 3
（三）ACS变频器的介绍和选用 6
（四）项目电路图的设计 7
二、除尘系统程序设计（编程） 17
（一）变量的设计 18
（二）手动模式的设计 20
（三）工艺流程在自动模式编程上的实现 30
（四）触摸屏的设计 49
三、ACS变频器参数的设置 63
（一）应用宏的选择 63
（二）常用参数的选择设置 69
（三）变频器最终实现效果 69
四、除尘系统实际现场调试 69
总结 71
参考文献 72
谢辞 73
引言
工厂生产过程中产生的废气对空气污染较大 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
，须经过除尘过滤等一系列流程，最后才能排放到大气中，布袋除尘便是其中应用较为广泛的一种除尘方式。
传统除尘系统很难做到除尘过程的稳定性，数据实时监控以及对压力、温度等因素的准确要求。
所以利用PLC与变频器对传统除尘系统进行改造，将传统工艺流程转化到具体程序，再进行系统的改进，优化，设计出一套自动除尘系统。便于日常监测，维护，以及对压力、温度等不确定因素的准确控制。
一、自动化除尘系统的概述
系统集合了手动自动模式转换，启停复位的简易性，故障报警系统，系统可视化监控系统等等功能，系统充分利用了PLC的优势以及变频器电机频率控制的稳定性，比传统的除尘系统便利了许多且可监控。
系统主要分为：硬件组态部分，手动模式部分，自动模式部分，HMI可监控系统部分，ABB变频器部分。
系统手动模式主要实现了外部设备的试运行及监控功能，主要完成初步的外部设备检查以及电路排布的检查，为自动模式的设计排除了初步错误，方便了自动模式系统的设计。
自动模式主要是除尘工艺的自动化实现。利用PLC的可编程性将除尘工艺的完整流程进行程序化，实现整个除尘工艺的程序上的理想化实现（后期还要根据具体的现场调试结果来进行程序修改与调试）。
HMI可监控系统通过将系统中的几个重要变量的监控（温度，频率，电流等等），系统外部设备的画面设计，外部设备状态的监控集合在一起。从而使整个除尘系统变得可视化与实时监控化，并加入了报警系统，从而能让系统出错时工作人员能第一时间了解什么原因导致的系统错误。
ABB变频器主要实现系统主电机的稳定频率控制。通过利用ABB变频器的节能，无极调速以及适应自动化系统的优点提升整个系统的节能性，可监控性，电机调速的可控性。ABB变频器的多种应用宏适应了不同的自动化系统，各个参数的设置辅助实现了系统的功能实现，频率电流等信号的反馈实现了自动化系统的监控部分，进一步提高了系统的自动化程度。
（一）布袋除尘系统传统工艺流程
本系统针对之前除尘系统的工艺流程进行了简化与优化，具体流程可以概括为排出的废气或灰尘经过主风机输送至反吹风机，然后经过清灰阀进行清灰输送至清灰小车，由清灰小车经过内部过滤倒入螺旋输送机，再由螺旋输送机上的皮带将灰尘倒入末端的除尘卸灰阀，最后由除尘卸灰阀进行卸灰工作；
精确的流程可以分析为系统一开机，主风机和反吹风机，螺旋输送机和除尘卸灰阀一起运行，然后清灰小车先判断是否在远位（清灰小车电机端），若位于远位，则直接进行下一步，若不在远位（因为可能故障停机导致没有复位，或者清灰小车故障等等）则先将清灰小车复位至远点位，然后清灰阀进行清灰，本系统有两个清灰阀，待2#清灰阀清灰完毕后清灰小车开始正转（即从远位走向近位方向），经过清灰位清灰小车停止正转，清灰阀进行清灰，清灰完毕清灰小车继续正转到下一个清灰位，清灰阀继续清灰，如此循环往复，直至清灰小车正转至近位，然后清灰小车反转（从近位往近位方向）至远点位，然后又重复流程，如此循环清灰，可参见图11。
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图11除尘系统工艺流程
（二）西门子PLC的介绍和选用
PLC型号的选用主要是依据电路图中变量的数量（I/O点）以及过程中模拟量的数量来进行确定。
如一份电路图有15个运行反馈信号，10个运行控制信号，4个4~20mA模拟量信号，即我们要选择16个DI（8个一组）16DO（8个一组）的PLC，如PLC本身自带的DI/DO不够则可以选配相应的DI/DO配件，一般有些类型PLC还自带AI（模拟量）触点，但若还是不够，则也可以选配AI配件，选择完毕后进行组态设置（图15）；
组态即要跟据实际情况进行I/O地址的修改，要保证程序上的PLC I/O地址与实际中的I/O地址相同，然后就是IP地址的配对，要保证PLC以及HMI的地址与自己电脑的以太网地址处于相同的频段（即IP地址的前三位相同），确保PLC、HMI、与电脑间后续能够正常连接，方便后期调试与监控。
下面再介绍一下本系统中所用的PLC——西门子1200PLC，本系统选用了西门子1215C DC/DC/DC型号的PLC，它有14DI,10DO，还集成了2AI和2AQ触点（图13、14），方便了后期程序的编写，具体介绍如下（图12）：
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