基于S7-1500PLC的干燥過濾裝置系統

袁吉勝，謝昌成，彭龍龍

（上海船舶設備研究所，上海 200031）

0 引言

隨著我國工業化進程的加快，在裝備制造業、工程機械制造業、船舶制造業，汽車制造業等多種機械行業的發展過程中，用戶對干燥過濾裝置需求有了更高的要求。可編程控制器（PLC）已成為制造業實現自動化、柔性化、集成化生產的有效工具。可編程控制器（PLC）是從單片機技術發展而來的面向工業控制的一種核心控制工控產品，其發展隨著計算機技術的發展而功能變得日益豐富，被廣泛應用于工業控制的現場設備中[1]。

原干燥過濾裝置系統主要承擔裝備的功能控制作用，包括A塔控制流程、B塔控制流程、A塔再生、B塔再生、初始化功能、露點測試功能、停機功能和數模轉化模塊等功能，保障裝備的安全可靠的運行，本文是以西門子公司的PLC機1500系列為例，探討S7-1500 PLC在干燥過濾裝置系統的電氣控制實現[2]。

1 系統組成

1.1 工作原理

干燥過濾裝置其主要承擔的是對空壓機壓縮后空氣進行干燥過濾。原干燥過濾裝置系統主要有傳統繼電器、硬件電路、時間繼電器、各種按鈕以及指示燈組成，存在極易受到干擾、適用面小、不易操作等缺點。

本文干燥過濾裝置系統主要有2臺干燥過濾塔[3]，分別為A塔以及B塔，A塔向B塔切換過程中，A塔工作時閥1、閥4持續打開，當A塔干燥計時滿，A塔需向B塔切換，先打開閥8延時1 min后開閥5，當閥5開到位后，B塔處于干燥過濾裝置當中，此時閥1、閥4依次關閉，延時4 min開閥3，閥3開到位延時30 min后，同時開閥2、關閥3開始A塔再生工況，完成A塔向B塔切換過程。

干燥過濾裝置B塔向A塔切換過程中，B塔工作時閥5、閥8持續打開，當B塔干燥計時滿，B塔需向A塔切換，先打開閥1延時1 min后開閥4，當閥4開到位后，A塔處于干燥過濾裝置當中，此時閥5、閥8依次關閉，延時4 min開閥7，閥3開到位延時30 min后，同時開閥6、關閥7開始B塔再生工況，完成B塔向A塔切換過程。圖1為干燥過濾裝置切換流程圖。

圖1 干燥過濾裝置切換流程圖

本文干燥過濾裝置系統工作原理為A塔向B塔切換流程、B塔向A塔切換流程上述兩個流程交替進行，以滿足全工況不停機干燥要求2其中A塔向B塔切換流程、B塔向A塔切換流程兩個自動切換、時間控制、溫升控制、故障報警、設備健康檢測和信號采集等控制由系統和PLC之間的信號傳遞來控制，自動完成所要求[4]。

1.2 系統組成

為了完成干燥過濾裝置工藝提出的要求，選用了西門子CPU1511-1PN中央處理器、AI8 X U/I/RTD/TC ST模擬量輸入采集模塊、DQ 32X24V DC/0.5A ST數字量輸出模塊、DI 32XDC 24V HF數字量輸入模塊、北京昆侖通態TPC7062Ti、蘇州普爾世PIC240.241D控制電源、菲尼克斯MINI MCR-SL-PT100-LP-NC溫度變送器。

2. 系統接線圖與人機界面、控制軟件

2.1 系統接線圖

PLC輸入點的地址分配和接線如圖2～圖4所示[5]。

圖2 PLC CPU中央處理模塊以及輸入模塊接線圖

圖3 PLC輸出模塊接線圖

圖4 PLC模擬量輸入模塊接線圖

2.2 人機界面、控制軟件

1）干燥過濾裝置系統人機界面如圖5所示。

圖5 干燥過濾裝置系統人機界面

2）A塔向B塔切換流程部分控制如圖6所示。

圖6 A塔向B塔切換流程部分控制圖

3）B塔向A塔切換流程部分控制如圖7所示。

圖7 B塔向A塔切換流程部分控制圖

4）干燥過濾裝置系統部分故障判斷控制如圖8所示。

圖8 干燥過濾裝置系統部分故障判斷控制圖

3. 結論

該系統應用了PLC控制、人機界面應用、伺服驅動和多通道模擬量濾波控制等，通過系統集成提高了設備的自動化控制水平，達到了當今船用干燥過濾裝置自動化控制的先進水準。從用戶使用情況看，完全滿足了用戶的控制要求，控制系統經濟實用、控制精度高，符合國內操作習慣等的特點，具有廣闊的市場前景。