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5 6 冶 金 动 力 M E T AI lL UR GI C AL P OWER L OGO系列 P L C在 自清洗过滤器中的应用 甘斌 马鞍山钢铁股份有限公 司设备检修公 司． 安徽马鞍 山 2 4 3 0 0 0 【 摘要】 概括了污水处理设备的自动化发展要求 ， 阐述了L O G O系列 P L C的特点， 以及在应用到自清洗 过滤器的硬件选用、 电路设计和程序设计。 【 关键词】 自 清洗过滤器 原理； 电路设计 ； 程序设计 【 中图分类号】 T Q 0 8 5 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 6 6 7 6 4 2 0 1 3 0 9 0 0 5 5 0 4 Ap pl i c a t i o n o f LOGO Se r i e s PLC i n S e l f -c l e a ni ng Fi l t e r s GAN Bi n t h e Re p a i r i n g C o m p a n y of Ma a n s h a n I r o n and S t e e l C o ． ，L t d ． ，Ma a n z h a n ,A n h u i 2 4 3 O O 0 ,C h i n a 【 A b s t r a c t ] T h e d e v e l o p m e n t r e q u i r e m e n t o f a u t o m a t i o n f o r w a s t e w a t e r t r e a t m e n t f a c i l it y i s s u mma r i z e d ．T h e c h a r a c t e r i s t i c s o f L OGO S e r i e s P L C a n d t h e h a r d wa r e s e l e c t i o n ，c i r c u i t d e s i g n a n d p r o g r a m d e s i g n for a p p l i c a t i o n o f ’ t h e P L C i n s e l f - c l e a n i n g f i l t e r s a r e d i s c u s s e d ． 【 K e y w o r d s ] s e lf - c l e a n i n g f i l t e r ； p r i n c ip l e ； c i r c u i t d e s i g n ； p r o g r a m d e s i g n 1 引言 当前 ， 可利用 的水源特别是城市周围水源污染 等因素使得水资源缺乏 和水体污染 已经成为各 国 面临的重要问题之一。如何更好地减少水污染及污 水的回收利用 ，已经成为科学家们研究的课题 ， 各 国政府都十分重视污水处理。 随着污水处理工艺的不断完善和复杂化 ， 污水 处理设备 自动控制水平也迅速提高 ， 本文以自清洗 过滤器为例 ， 阐述 L O G O系列 P L C在其中的应用。 2 。 L OGO系列 P L C的特点 S I E ME N S公司的小型 P L C L O G O 系列的可编 程控制器， 是采用模块式结构。在硬件上 ， S I E ME N S 公司的 L O G O 系列为工业应用提供了可在通用框 架上安装 的多种数字及智能 U O模块 ， 体积小 ， 方便 安装 ， 是现代工业的小型控制系统量身打造的控制 器。S I E M E N S 公司的P L C同时具有先进的通信和 数据处理功能 ， 具有 以太 网接 口， 因此可 以方便地 组成本地或远程、 本地与远程组合的系统 。 图 1 为 L O G O的结构图。 3 自清洗过滤器的原理 、 结构及设计要求 3 ． 1 过滤器的自清洗原理 过滤器接在污水管上 ，从进水管里通人污水 ． 通过过滤器的滤网对污水进行过滤 ， 当过滤较长时 间 ， 滤网会被大量的尘粒 、 污垢及悬 浮物堵住而影 响继续过滤 的效果 ， 更有可能有危 险产生 ， 这样就 需要对滤网进行清洗。在这样的情况下 ， 产生了刷 式过滤器 ， 通过在过滤器体内安装上能够旋转 的刷 子 ， 来对滤 网进行刷洗 ， 开始还是用手摇式的， 这样 既浪费劳动力 ，又不能准时的对滤 网进行清洗 ， 有 时会给生产带来许多的不便 。随后就设计出了有可 编程控制器控制的 自动清洗过滤器 ， 它是由时间和 进 、出水管的压差来控制 自清洗的电机的运转 ， 它 彻底解决 了清洗的实时性和安全性 ， 再后来产生了 远程监控的自清洗过虑器， 可以在主控室观察到过 滤情况。 3 ． 2 自清洗过滤器的结构 清洗过滤器的结构见图 2 。 3 ． 3 自清洗过滤器的设计要求 根据工艺要求 ， 分手动和 自动 ， 手动工作一分 钟 ，自动时过滤器 的伺服电机和排污阀受时间和 进、 出水管的压差来控制 ， 要求每 8 h 可设定 工作 一 次 ； 每次工作一分钟 ， 同时在这之中如果压差达 到一定值 设定 ， 电机和排污阀也将工作， 且在压 差降到设定值以下后继续工作一分钟后停止， 但总 共运行时间不得超过 6 mi n ， 如果达到 6 m i n ， 停止 工作且报警。同时报警的设备有报警灯和电铃 ， 其 中电铃不能连续工作一分钟 ，所 以只能间断T作 ， 要求每 1 0 s 工作 1 0 s 。除此之外 ， 还要 自动记录下 5 8 冶 金 动 力 ME T AL L URGI CA L P O WER 2 0 1 3年第 9期 总 第 1 6 3 期 N 过 滤指 示灯 PLC 手／ 自动开关 自动指示灯 手动指示灯 手动／ 自动 启 动／ 停 止 压 差开 关 压差 压差 指示 灯 故障 电动机 排污阀 故障 反洗 指示 灯 故障指示灯 电铃 图 3电路设 计 图 电器 。接触器的组成部分如下所述 磁机构 ， 包括动铁铁心、 静铁心吸引线圈。它的 作用是将电能转化成机械能， 带动触点接通或断开。 触点 ， 接触器在其线圈未通电时 ， 成为“ 常态” 。 常态下互相分离的触点叫常开触点，而互相接通的 触点叫常闭触点 ，用来接通或分断大电流的叫主电 路 ， 还有若干对常开 ， 常闭辅助接点用来接通或断开 小 电流的控制电路。 灭弧罩 ，对于大于 2 0 A以上的具分断能力 的 交流能力的交流接触器 ， 通常都装有灭弧罩 ， 用来迅 速熄灭主触点分断时产生的电弧， 以免主触点烧坏。 他的另一个作用是将三对主触点用耐火材料搁开 ， 以免因分断时电弧互相连接，而造成的相间短路事 故 。 在这里选用交流接触器 L C 1 一 D O 9 1 O M5 N型 4 ． 2 控制电路电器 在继续控制系统 中， 把对电能的产生 、 分配 、 控 制和保护作用的元件成为电器 ，它是 以接通或断开 电路中的电流来完成其工作的 ， 因此“ 开” 和“ 断” 就 是电器最基本的功能。 4 ． 2 ． 1 继电器 继 电器是一种根据不同形式的控制信号分断和 接通控制电路的电器 ，其工作电流比接触器要小的 多， 一般不装灭弧罩。继电器的种类很多 ， 这里只介 绍中间继 电器 ，中间继 电器它是电路远距离传输和 转换信号的一种电器元件 ，它可以将控制信号数 目 增多、 输入信号放大或通断变反 ， 以达到一点控制多 点 ， 小功率控制大功率的 目的 ， 但触点容量较小。 本 系统 需要 三 只 中间继 电器 分别 是 M Y 2 N J 2 2 0 V两只， MY 4 N J 2 2 0 V一只。 4 ． 2 ． 2 显示及报警设备 1 指示灯 2 2 0 V电压驱动。 绿色 自动 启动后过滤器运行在 自动状态。 手动 启动后过滤器运行在手动状态。 过滤 正常过滤状态。 红色 反洗 过滤器在进行 自动反清洗。 差压 过滤器滤网内外出现压差。 黄色 故障 过滤器发生故障或压差持续时间过 长 。 2 电铃 是由 2 2 0 V电压驱动的， 在过滤器发 生故障或压差持续时间过长时工作 ，且电铃不能连 续工作 1 m i n 。由 P L C的故障输 出的信号驱动。 4 ． 2 ． 3 开关 拨位开关 因为只有两种情况的选择 ， 所以选用 1 N 01 NC型 。 启动／ 停止的输入信号。 手动／ 自动 的输入信号和两只指示灯的驱动信 号 。 单相断路器 控制电路的开关 ， 同时也是控制电 路的保护开关。选用 C 6 5 N1 P 6 A型 压差开关 比较器 ， 是过滤器的进水管和出水管 的压力作比较的开关 ， 当到某一设定值时就动作 ， 送 出的是数字信号，此信号送到P L C 、 指示灯和主空 室 。 4 ． 2 ． 4 排污阀 电磁式的排污阀，受 P L C的输出信号驱动， 2 2 0 V的电压信号， 与电动机同时工作。 5 程序设计 及说 明 根据工艺要求，首先确定各个动作的先后次序 和相互关系 ， 写出组态框图。 过滤器运行控制分手动 和 自动控制两种，手动控制用于设备调试 、故障处 理。 正常时运行 自动控制程序 ， 反洗条件包括反洗信 号和反洗时间信号等。 为了完成过滤器装置全 自动控制． 过滤器的控 制采用 3种方式 5 ． 1 压差方式 2 0 1 3 年第9期 总 第 1 6 3期 冶 金 动 力 ME T A L L U R G l C A L P O WE R 5 9 当过滤器的上、下腔压差超过给定值时，由压 差变送器给控制系统一个信号。 过滤器进行反冲洗 过程。 直到压差小于给定值时， 反冲洗结束。 5 ． 2定时方式 根据介质情况设定反冲洗时间，每 当时间到就 反冲洗一次。 5 ． 3 手动方式 当按手动钮时， 控制系统对过滤器反冲洗一 次。 为方便值班人员， 根据实际情况使用此方式。 为 了提高软件的可靠性和编程 的简单化，且又能充分 利用 P L C 的功能，有效地完成所要求的功能，在软 件中采用状态转移法编程。用状态转移 图法编程逻 辑清晰、 直观， 转换成梯形 图， 语句表极 为方便。 程序详见图 4程序梯形图。 I 2 I l 肼 ● l I I 2 鼍I1 ■l 0。512 T03I L _H 卜 一 。 {卜__1 l 一 f I ●I l I 『 T01 l - ． ．T 。 厂 ] I 2I l I 3 J u I 理I i I I I 7 一 S F 0 7 r ． 卜州 T 0 2 l l T D J 伽 S F 0 8 ／ _ 1卜 】 M 1 ] Ql 】 Q2 图 4程 序 梯 形 图 程序说明 输入 I l 常开是自动， 常闭是手动； 由拨位开关提供。 I 2 启动， 权限最高。有拨位开关提供。 I 3 压差信号 ， 有压差时常开点闭合 ； 由压差开 关经中间继电器转换而来。 I 4 故障信号， 有故障时闭合； 由电机保护开关 提供。 输出 O1 电机 。 O 2 排污 阀。 0 3 电铃 、 故障指示灯。 特殊功能块 T O 1 手动时电机工作一分钟定时， 采用了接通 延时功能块。 T 0 2 保护电铃 ， 使电铃工作 1 0 秒停 1 0 秒 ， 采用 了分频功能块。 T 0 3 有压差信号时且压差不超过 5 m i n时的， 电机工作 1 m i n延时， 采断开延时功能块。 T 0 4 限制压差时间过长 ， 定 时 6 m i n ， 即限制电 机连续工作不超过 6 m i n ， 采用接通延时功能块。 T 0 5 定时电机每 8 h工作一次 ， 采用异步脉冲 发生器功能块 。 T 0 6 有故障时即I 4 得电延时0 ． 8 s 输出故障信 号， 采用接通延时功能块 。 S F 0 7 综合 I 4 和电机工作超时两个故障， 来给 电机断电和报警， 采用锁存继电器。 S F 0 8 显示时间和工作次数， 采用文本功能块。 C O 9 计算电机的工作次数， 再送给文本显示功 能块。采用加／ 减计数器功能块。 6 总结 自清洗过滤器的 自动控制方法多种多样 ，如采 用单片机控制、 P L C控制等，但考虑到系统较小， 控 制量不多 ， 本文采用 了西门子的小型 P L C L O G O 来 控制。可编程控制器 的可靠性和先进性完全满足了 本系统的要求， 将原来用人工控制的系统变成为小 型的控制单元， 使系统变得简单易读， 且大大提高了 控制精度， 安装调试维修方便 ， 节省了时间， 提高了 效率 ， 使工艺生产能够安全稳定。 它既有效的达到了 控制要求 ， 又节省 了控制成本 ， 解放了劳动力。 【 参 考 文 献】 [ 1 ] 钟肇新 、 王颧 ． 可编程控制器入门教程【 M] ， 广 州 华南理工大学出版 社 ， 1 9 9 9 ．5 [ 2 ] 陈宇． 可编程控制器基础及编程技巧【 M】 ． 广州 华南理工大学出版 社 。 1 9 9 9 ．1 [ 3 】 陈宝年、 李育清、 梁柏华． 一种免维护反冲洗过滤器及其控制系统 ，自动化与仪表， 1 9 9 9 ． 3 [ 4 】 张波． 水处理工程中 P L C在过滤器上的应用叨， 机械管理开发， 2 0 0 4 ． 5 收稿 日期 2 0 1 3 0 4 2 6 作者简介 甘斌 1 9 7 6 一 ， 男， 毕业于安徽工业大学电气自动化专 业。 工程师， 现从事冶金工业设备、 电气的施工、 检修管理及技术工 作。