基于PLC的高压微雾除尘系统设计.docVIP

摘要 PLC作为一种可编程控制器，颠覆了整个工业控制模式，极大提高了生产效率和自动化程度，在工业领域、工程机械领域、军工领域、医疗行业等有着广泛的应用。 本文立足当前背景，对PLC的发展历程和发展趋势进行了简要阐述。对PLC的基本工作原理进行了阐述，按照功能和I/O接口点数以及结构和安装形式第二被告不同方向对PLC技术进行了组成及结构划分；对PLC经验设计法、逻辑设计法、时序图设计法、顺序控制设计法等几种基本设计方法进行了分析。最后，文章结合工程实际项目——港口工程中转接塔高压微雾控制系统，本系统采用PLC中的CPU 2080-LC50-48QWB作为系统的核心来完成数据的处理，通过2080-SERTALISOL数字量输入/输出模块实现对压力信号、温度信号和启/停信号的采集，并控制电机、电磁阀的开启。上位机软件采用昆仑通态MCGS组态软件，经过二次开发后可实现对高压微雾系统液运行状态实时显示，故障自动判断。最后，经过对程序的反复调试，试运行结果良好。 关键词：PLC；高压微雾；控制系统 第1章 绪论 1.1 研究背景 根据卫生部通报的2020年职业病防治工作情况，在2020年23812例新发尘肺病中，煤工尘肺和矽肺病例分别为12564例和9870例，占94.21%，且分布在煤炭行业的病例占57.75%。2020年报告尘肺病例数占职业病报告总例数的87.42%且尘肺病死亡679例，尘肺病发病工龄变短。目前我国最严重的职业病仍是尘肺病。粉尘问题严重制约煤炭行业的发展，影响社会的稳定。近年来，粉尘问题一直是制约安全健康发展的首要问题。粉尘治理形势严峻，对除尘技术的要求越来越高。因此，确定除尘技术方案须对国内外较好除尘技术进行可行性分析。 自来水进入系统后，经过5微米级的精密水质过滤器过滤，然后送入主机内置式自动给水贮水箱经高压泵从贮水箱内抽水，将水加压至到2公斤(2MPa)以上，通过高压管道把水送到孔径为0.2mm的雾化喷咀，高压微雾喷雾咀每秒产生近亿个雾滴，产生粒径1-15微米的微细汽雾将进入整个空间。单一喷头产生的雾长可达3-5米。这些微小的人造雾颗粒能长时间漂浮、悬浮在空气中，水雾迅速扩散并吸收空气中的潜热，水雾细化达到分子状态，和周围的空气融合，以此达到消除空间飞尘和降温、加湿的目的。微雾除尘雾化率高，耗水量小，除尘效率高，尤其是针对呼吸性粉尘具有很好的除尘效果，缺点是产生的微雾易受到气流的影响。高压微雾除尘技术正逐步应用于选煤厂除尘，效果较好，有一定发展前景。 PLC各硬件的配置是根据现场实际需求配置的，具有丰富的输入输出接口，输入输出模块是根据实际所需控制的点数所确定的。PLC作为一种工业控制专用计算机，对现场环境的要求比普通家用计算机要低的多，因此可在比较苛刻的工业环境下使用，如煤厂、钢厂、水泥行业等对于高压微雾除尘技术都有着广泛的应用。 1.2 PLC的发展阶段和发展趋势 1.2.1 PLC的发展阶段 随着集成电路的发展，尤其是大规模和超大规模集成电路的问世，导致PLC也取得了飞速发展，PLC的发展大致可分为早期、中期和近代三个阶段，不同阶段的PLC功能特点也不相同。 1、早期阶段(二十世纪60年代末70年代中期) 早期阶段的PLC，功能结构比较单一，主要用于完成类似继电器的逻辑控制功能和简单的定时计数功能，其存储能力和运算能力和近期相比完全不在一个水准。早期的PLC编程语言也采用梯形图语言，这一点和后期的PLC是一致的。早期的PLC相比于继电器而言，其特点是体积小，能耗低，并且可编程。 2、中期阶段(70年代中期至80年代中后期) 中期阶段的PLC相比于早期阶段，发生了很大的变化，主要原因是微处理器的出现促进了PLC的发展。例如德国的西门子公司，日本的欧姆龙和美国的AB公司开始使用微处理器作为PLC的中央处理单元，也就是后来的CPU。这样，PLC的功能已不局限于逻辑运算、定时和计数，其在算数运算、数据分析故障自诊断等方面的功能得以逐渐完善，PLC功能的提升极大提高了工业的自动化程度和生产效率。在硬件方面，各种特殊功能的模块，如远程模块等得以应用。 3、近代阶段(80年代中后期至今) 近代阶段PLC发展迅猛，主要体现在微处理器的运算速度上，这主要得益于超大规模集成电路的发展。另外，各公司在专用逻辑芯片的研发上投入了大量的财力和精力，使得PLC软硬均发生了巨大变化。 1.2.2 PLC的发展趋势 1、程序语言的虚拟化、图形化 PLC在早期采用机器语言编程，人机交互困难，对程序编制人员的专业素质要求极高，并且在故障查找与定位方面存在技术难度。随着工业向着智能化的发展，必然引导着编程语言向着虚拟化和图形化的方向发展。由于工而发展的需要，要求多台PLC实行统一管理和调度，因此，编程语言的图形化和虚拟化是PLC发展的一个趋势