plc在橡胶带式真空过滤机系统改造中应用

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1、PLC在橡胶带式真空过滤机系统改造中应用　　【摘要】本文介绍了橡胶带式真空过滤机的工作原理和使用过程中存在的不足，在改造过程中基于西门子S7-200系列PLC的应用，通过对控制系统的硬件设计及软件开发调试，实现进料和清洗水自动控制。文中研究并实现了在S7-200中实现PID调节的技术，在小型设备中利用S7-200系列PLC实现自动控制的方便性，对提升基础自动化控制取得了很好的效果。【关键词】自动控制；S7-200；PLC；PID中图分类号：F767文献标识码：A文章编号：引言橡胶带式真空过滤机在固液分离中得到广泛应用，并取得较好分离效果。但成套机

2、组电气控制设备相对简单，只能实现自身使用基本运行要求。在连续化生产过程中存在控制精度低，劳动强度大等问题。随着PLC技术不断发展，小型PLC的控制功能逐步完善，在满足逻辑控制功能的同时，具备模拟量处理和PID控制功能，而且通讯功能逐步完善，利于系统的集成。在橡胶带式真空过滤机改造过程中充分发挥控制功能特点，使胶带机进料和洗水控制精度提高，操作使用方便，目前这套系统已经投入使用，系统运行良好，实践证明此系统自动化程度高，稳定性好，运行可靠。6工作原理橡胶带式真空过滤机以滤布为过滤介质，是充分利用物料重力和真空吸力实现固液分离的高效分离设备。采用整体

3、的环形橡胶带作为真空室。环形胶带由变频调速电机拖动连续运行，滤布铺敷在胶带上与之同步运行，胶带与真空滑台上环形摩擦带接触并形成水密封。料浆由布料器均匀地布在滤布上。当真空室接通真空系统时，在胶带上形成真空抽滤区，滤液穿过滤布经胶带上的横沟槽汇总并由小孔进入真空室，固体颗料被截留在滤布上形成滤饼。进入真空室的液体经汽水分离器排出，随着橡胶带的移动，已形成滤饼依次进入滤饼洗涤区和洗干区，最后滤布与胶带分开，在卸料辊处将滤饼卸出。卸除滤饼的滤布经清洗后获得再生，再经过一组支承辊和纠偏装置后重新进入过滤区，开始进入新一过滤期。胶带机组成及存在问题3.1机

4、组的组成胶带式真空过滤机设备组成，见图1。整套机组包括胶带机机体、加料装置、洗涤装置、滤布、摩擦带、清洗装置、橡胶带、纠偏装置、滤液装置、真空切换阀、排液分离器电机及变频器控制装置，真空切换驱动开关阀和电磁阀组，用于整机控制的电气控制柜及电气元件等部分组成。6图1机组原理图3.2存在的问题以上成套机组只能实现自身使用基本运行要求。存在上下工序衔接通讯不畅，如进料罐液位和进料泵工作状态，进料、洗水装置只能通过手动阀进行操作，下游工序状态等不能有机结合等。不能满足流程行业连续化操作带式真空过滤机自动控制水平低等问题。总体要求及设计针对对机组的控制系统

5、部分进行改造，解决橡胶原机组存在的问题，对机组进行优化改造设计，通过增加自动进料、洗水气动阀门，流量计、液位和真空压力检测、PLC及人机界面HMI，控制箱等硬件设备，见图2。将整个生产工序融为一体，满足连续化操作使用要求。设计采用集中控制方式，通过旋钮和触摸屏完成对全部设备的手、自动操作和状态显示，并预留与系统上位机的通讯接口。根据控制设备的情况和控制系统的要求，以及现场安装条件的限制，选择由西门子PLCS7-200和西门子TD400按键屏构成；主机PLC选用S7-224XPCN,该PLC具有双通道PC-PPI通讯接口,实现人机界面和上位机通讯功

6、能。扩展模块1和2选用EM235CN，具有4路模拟量输入和1路模拟量输出功能；3至5选用EM232CN，具有2路模拟量输出功能，输入功能模块具有1~5v和4~20m功能。64.1控制屏的设计西门子TD400按键屏与PLC内部集成的PPI接口，数据通讯。使用Step-7Micro/WIN编程软件的文本显示器向导功能进行设计开发，控制画面的设计中按照功能划分：监视画面--通过分屏显示功能对PLC采集和控制的现场信号进行显示；控制画面--实现手自动控制进行操作，并对PLC输出设备进行控制；参数设置画面--对测量仪表的量程和控制回路的PID参数进行设定；

7、报警设置画面--对过程测量值和控制值的上下限设定；操作帮助画面--指导用户如何使用TD400键盘控制器和过程控制操作。图2系统配置图4.2PLC的程序设计S7-200使用Step-7Micro/WIN编程软件，由于系统功能比较复杂，信号点多，使用模块化编程方法，见图3。其中包括：图3程序结构图61)主程序模块—实现控制屏面板操作键的功能分配，程序调用及初始化；2)模拟量模块—对模拟量输入输出信号进行A/D转换；3)连锁控制—实现工艺连锁控制要求的程序软连锁；4)报警制模块—对上下限报警信号进行处理，实现信号输出；5)PID调节模块—利用PID配置

8、向导实现PID回路控制功能。4.3PID功能由于在系统运行过程中，需要控制系统的进料和洗水流量，既避免工作进料和洗水流量与外界因素影响工