基于PLC的通风机转速调节控制系统设计.pdf

技术协作信息 技术探讨与推广 在各种工业应用中， 通风机的速度调节控制比较广泛。本文首先对于工艺流程进行了分析， 按照流程的具体要求对 硬件的设计进行了分析， 包括 PLC 接线图、 主电路接线图与控制电路接线图的设计， 同时， 实现了系统软硬件的联调。 基于 PLC 的通风机转速调节控制系统设计 ◎尚八庆 郭燕 叶百胜 一、 引言 随着社会不断的进步与发展,对于生产车间特别是化工行业 的车间通风的问题越来越引起重视，化工车间内部的物料容易 散发有毒有害气体,当空气中该气体达到条件要求的浓度时,就需 要进行气体的排出,否则会对车间人员健康与安全生产带来巨大 威胁， 本文以某化工车间通风机控制系统作为研究对象， 通过采 用 PLC 控制的方式，实现变频器的不同频率以决定通风机的不 同转速。 二、 总体方案的设计 本系统采用西门子 S7-200PLC 作为主控制器，变频器采用 ABB 公司生产的变频器 ACS550， 将工厂气体浓度的检测结果输 入到 PLC， PLC 根据系统要求控制变频器，从而改变通风机的转 速， 如果工厂的气体浓度超过预定的上限， 则通风机加速， 反之 系统按照预设的方式进行动作。本系统的控制框图如下图 1 所 示。在本控制系统的开发中， 由于西门子 PLC 的经济紧凑、 功能 强大且完整的现场安装结构设计，特别适用于简单现场控制系 统的程序开发和硬件设计，根据实际过程分析和外部输入输出 统计， 系统选择 S7-200 CPU226 控制器进行程序设计。 图1系统总体框图 三、 通风机转速调节系统的硬件设计 1.变频器的选择。根据系统设计要求选择变频器部件， 系统 设计选用 ABB ACS 550 变频器。与其他系列变频器相比， ACS 550 变频器提供更多控制选项，可用于满足控制各种不同的工 作条件。为了实现控制功能， 控制面板调整变频器内部的逻辑 运算和外部输入信号，控制面板使用 LCD 面板显示驱动参数， 当前数据和故障代码。变频器可以连接到主机， 通过主机软件 设置通讯参数和变频器参数， 变频器内部故障代码丰富， 由于 以上优点， 本系统采用 ACS550 驱动器被选为系统的驱动单元。 当 DI1 高电平驱动器变为低电平时，它停止的时候输出端子的 输出继电器 Q0.0 PLC 通电， 常开触点被激活， 其他触点停止， 当 DI2 的低电平变为高电平时， Q0 API 的输出反转。中间输出继 电器 1 KA2 和 KA2 常开， 触点闭合， 反之亦然， 变频器的外部接 线如图 2 所示。 图2变频器的硬件接线图 变频器根据 PLC 的输入信号， 由速度给定源以 4-20MA 模拟 信号为输出调速控制， 驱动通风器转动。 执行信号由可编程控制器 控制， 故障输出信号激活继电器， 继电器又将信号连接到可编程控 制器的输入端。 2.PLC的硬件接线及分析。 本系统通风机控制系统采用西门子 CPU226 可编程控制器， 模拟输入 / 输出模块为 EM233， 其外部接 线图如图3所示。 PLC 的电路设计主要由三部分组成， 首先， PLC 的 电源设计根据系统设备的选择， PLC 的电源在 24 VDC 下供电， 注 意 DC 24V接线错误， 否则可能会损坏设备。 在24V电源输入之前， 需要一个断路器， 它是一个断开可编程控制器的开关。 根据可编程 控制器的设计输入， 输入设计为 24 VDC 的正电压。 所有开关， 按钮 和其他端子必须连接到正 24 VDC 极，另一端连接到 PLC 输入， 当 外部按钮和开关闭合时， 输入端子上的指示灯亮起， 表示已激活交 通标志。公共线输出是 24V DC 负极， 24VDC 负极连接到输出线圈 或LED的一端， 另一端连接到可编程控制器的输出。 系统输入和输 出的 24V电源由开关电源提供， PLC 由另一个开关电源供电， 目标 是避免相互干扰并保护可编程控制器。 图3PLC的硬件接线图 窑窑 技术协作信息 楤龙芽木Araliaelata （ Miq. ） Seem楤为五加科植物又名辽东 木、 刺老芽等， 主要分布在我国东北三省， 其嫩叶可以食用， 营养价值 丰富， 并具有独特的清香， 被誉为 “山野菜之王” ， 通过大量查阅文献， 楤发现龙芽木根茎中含有多种生物活性物质如皂苷、 多糖等， 可以入 药， 有较高的药用价值。 楤迄今为止， 已经从龙芽木的根、 茎、 叶等部位一共分离并鉴定 100楤多种皂苷， 张秀萍课程组通过相关的实验证实， 龙芽木抗肿瘤 作用的有效部位为叶， 而发挥药效的主要成分为总皂苷。 最新发布的 健康中国行动将癌症防治列入防控重大疾病板块，发病率及死亡率 呈现逐年上升趋势。 癌症已成为我国四大慢性病之一， 严重影响我国 楤人民健康。下面将对龙芽木总皂苷 （ ETS） 抗肿瘤作用进行论述， 希 望能为今后抗肿瘤药物的研发提供更加可靠的参考依据，并且为肿 瘤治疗提供新的治疗方案。 一、 抗肿瘤作用 1.抗人乳腺癌作用。 李凤金等通过实验验证了ETS主要通过抑制 乳腺癌增殖、 调节细胞的分布周期和诱导细胞凋亡来产生抗癌作用。 首先培养人乳腺癌细胞， 并建立空白对照组、 阳性药对照组 （含有多 柔比星） 、 受试药ETS各剂量组， 发现ETS能够抑制人乳腺癌细胞， 并 且这种抑制作用与受试药物ETS浓度正相关，即随着药物的浓度增 加， 其抑制作用逐渐增强。同时取对数生长期的人乳腺癌细胞， 加入 不同浓度的 ETS， 48小时后， 采用消化酶处理并离心收集细胞， 采用 AnnexinV-FITC双染色法检测发现， ETS能够诱导乳腺癌细胞的凋 亡。 此外还发现ETS楤能够调节乳腺癌的细胞周期分布。 因此， 龙芽 木总皂苷 （ETS） 在体内外均具有抗乳腺癌作用。 2.抗结肠癌细胞作用。 尹丽颖等通过建立荷瘤裸鼠人结肠癌病理 模型，通过酶联免疫吸附法和实时荧光定量聚合酶链式反应法分别 检测结肠肿瘤坏死因子和肿瘤组织中 LR-4/NF-κBmRNA 表达水 平， 观察ETS对荷瘤裸鼠人结肠癌移植瘤的抑制作用， 通过对实验结 果分析， 发现ETS用药组可以显著地抑制结肠肿瘤重量， 并且高剂量 足生存质量明显提高。此外， 还发现ETS能够减少炎症因子的表达， 并且对炎症因子的抑制作用与ETS的剂量呈正相关。 3.抗胃癌作用。伊丽颖等通过MTT比色法和激光共聚焦显微镜 楤观察法测定龙芽木总皂苷对人胃癌 BGC细胞增殖和细胞凋亡形 态特征的影响， 结果通过MTT比色法证明不同剂量组对人胃癌BGC 细胞具有不同程度的抑制作用， 且呈现一定的量效关系； 此外， 又通 楤过激光共聚焦显微镜观察法发现龙芽木皂苷能够诱发人胃癌BGC 细胞的凋亡， 但作用机制尚不清楚。 二、 总结与展望 楤通过查阅文献， 发现龙芽木除了具有上述作用外， 王春梅等 楤人发现龙芽木皂苷还能抑制宫颈癌细胞的生长，抑制作用随着 剂量的增加而逐渐增强。此外还能抑制卵巢癌、 调节心肌功能， 延 楤缓衰老等。 通过上述论述发现龙芽木是一种优质的野生资源， 具 有较高的经济价值和开发前景，所以我们应该加大对它的保护力 度， 保证其可持续发展。 作者简介 王文婷， 出生年月1988年8月24日， 吉林大学药剂 学专业硕士研究生， 现任长春医学高等专科学校专职教师， 助教。 四、 通风机转速调节系统的软件设计 根据通风机控制系统的工艺分析，该系统由自动控制手动控 制两部分组成。 手动控制时,外部的模拟量输入信号不起作用。 手动 控制的程序流程框图如下图4所示。 图4手动控制的流程图 在手动控制中，外部输入 I0.21表示选择控制模式作为手动 控制。当 I0.11时， 系统启动， 选择 I0.41表示逆变器前面的角度， I0.51表示逆变器的反转。 当外部输入按钮I0.61时，变频器的频 率设置为 15 Hz； 当外部输入按钮 I0.71时， 变频器的给定频率设置 为35Hz， 当外部输入按钮 I1.0 1， 转换器的给定频率设置为 50 Hz。 如果 I0.1外部 1或 I1.21， 则变频器停止。 在自动控制模式下， 选择控制模式为外部输入 I0.3 1时的自动 控制模式， 当 I0.01时系统启动， 程序流程图如图 5所示。 选择 I0.4 1表示驱动器之前旋转， 选择 I0.5 1表示驱动器方向相反。 如果场 浓度返回值大于给定的上限值， 则逆变器的给定频率将每 30 秒增 加1Hz， 并且如果场浓度返回值低于极限值。 给定下限 逆变器的给 定频率每 30 秒减少一次。当场浓度返回值在上限设定值和下限 设定值之间时，对于给定频率的逆变器，原始频率保持恒定;I0.11 或者如果I1.21则停止驱动器。 5自动控制的流程图 五、 结语 本系统主要通过 PLC 和变频器来进行通风机速度的控制。变 频器是速度调节的核心，可以通过调节过程频率来调节和控制速 度。 本设计中详细分析了风扇速度设置的原理图控制的细节， 完成 了硬件选型和程序设计，对于保障化工车间的安全有着重要的意 义。 技术探讨与推广 楤本文主要对龙芽木叶中生物活性物质总皂苷的抗肿瘤作用进行系统性地论述， 并进行整理与总结， 为其进行更 深入的研究与开发提供参考依据。 楤龙芽木抗癌活性研究进展 ◎王文婷 （作者单位 南京科技职业学院） （作者单位 长春医学高等专科学校） 窑窑