摘要：目前工業除塵係統自動化集成度越來越高，本項目為小型工業除塵項目，故采用了SMART係列SR20作為控製器。通過以太網實現觸摸屏與PLC的通訊，PLC與變頻器的通訊采用USS協議。通過觸摸屏實現對係統的監控和控製，包括閥門係統和風機變頻係統。
關鍵詞：SMART PLC、SMART LINE、以太網、濾筒除塵器
1.項目介紹
由(you)於(yu)工(gong)業(ye)場(chang)所(suo)會(hui)產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)的(de)廢(fei)氣(qi)粉(fen)塵(chen)，濾(lv)筒(tong)除(chu)塵(chen)器(qi)作(zuo)為(wei)過(guo)濾(lv)粉(fen)塵(chen)的(de)高(gao)效(xiao)淨(jing)化(hua)設(she)備(bei)在(zai)大(da)氣(qi)治(zhi)理(li)項(xiang)目(mu)中(zhong)應(ying)用(yong)越(yue)來(lai)越(yue)廣(guang)泛(fan)。除(chu)塵(chen)係(xi)統(tong)由(you)以(yi)下(xia)幾(ji)部(bu)分(fen)組(zu)成(cheng)：濾筒除塵器、外置風機、旋風除塵器、管路係統及電控係統。電控係統主要的功能為：風機變頻控製、管路風閥控製及壓差清灰係統。考慮係統控製簡單，因此選用西門子新一代小型自動化產品中的SMART產品作為電控係統的控製器。
2.工藝原理
圖1 係統框圖
圖1為係統的組成框圖，係統由以下幾部分組成：旋風除塵器、濾筒除塵器、除塵風機、管路係統、變(bian)頻(pin)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)及(ji)在(zai)線(xian)壓(ya)差(cha)反(fan)吹(chui)係(xi)統(tong)。工(gong)廠(chang)生(sheng)產(chan)現(xian)場(chang)產(chan)生(sheng)的(de)含(han)有(you)粉(fen)塵(chen)顆(ke)粒(li)的(de)空(kong)氣(qi)，經(jing)過(guo)旋(xuan)風(feng)除(chu)塵(chen)器(qi)和(he)濾(lv)筒(tong)除(chu)塵(chen)器(qi)兩(liang)級(ji)過(guo)濾(lv)，從(cong)而(er)達(da)到(dao)淨(jing)化(hua)效(xiao)果(guo)，淨(jing)化(hua)效(xiao)率(lv)高(gao)達(da)99%。除塵風機功率為75kW，選擇與之對應的西門子MM430變(bian)頻(pin)器(qi)作(zuo)為(wei)其(qi)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)裝(zhuang)置(zhi)。濾(lv)筒(tong)除(chu)塵(chen)器(qi)配(pei)有(you)在(zai)線(xian)壓(ya)差(cha)反(fan)吹(chui)係(xi)統(tong)，當(dang)工(gong)作(zuo)一(yi)定(ding)時(shi)間(jian)後(hou)，濾(lv)筒(tong)表(biao)麵(mian)會(hui)吸(xi)附(fu)粉(fen)塵(chen)，導(dao)致(zhi)壓(ya)差(cha)增(zeng)大(da)，此(ci)時(shi)壓(ya)差(cha)反(fan)吹(chui)清(qing)灰(hui)係(xi)統(tong)會(hui)根(gen)據(ju)預(yu)設(she)的(de)限(xian)值(zhi)進(jin)行(xing)自(zi)動(dong)清(qing)灰(hui)。
3.方案選型
1)總體選型
根據客戶的實際需求，考慮到係統較簡單，並且考慮到成本問題。故選用西門子的小型PLC及SMART LINE 觸摸屏作為控製方案。變頻器選用西門子風機水泵型專用變頻器MM430係列，係統部分原理圖見圖2及圖3。
圖2 係統原理圖（一）
圖3 係統原理圖（二）
2)電氣元件清單
根據係統設計要求，對電氣元件進行了選型，清單見表1.
表1 電氣元件清單
3)PLC I/O口說明
表2 端口定義
4)係統通訊
SMART PLC 本體具有兩個通訊口，一個以太網和一個串口。PLC與觸摸屏的通訊采用以太網方式，PLC與變頻器采用西門子專用的USS通訊。為了保證通訊的可靠穩定，通訊接頭均采用西門子公司推薦專用接頭。
4.設備編程與調試
1)程序設計思路
考慮到控製流程較簡單，編寫程序的程序主要由三部分組成：風閥檢測模塊、變頻器USS通訊模塊、時間參數模塊。
2)檢測18路電動閥門
現場共有18路風閥工作，需要通過PLC檢測，並且當有低於11路風閥工作時，係統有報警輸出，提示用戶開啟更多風閥，保證除塵係統穩定工作。圖4是檢測其中一組風閥，其他17路類似。圖5為最後統計開啟的風閥數目，並報警。
圖4 檢測第一路電動風閥
圖5 統計總的風閥數目
3)變頻器與PLC的USS通訊
變頻器與SMART PLC采用西門子專用的USS通訊，可直接在編程軟件中調用USS庫函數，簡單易用，如圖6所示。本程序中主要通過USS對變頻器寫最低頻率和最高頻率，並且通過觸摸屏觀察實時的運行頻率。圖8為通過USS對變頻器輸入最低頻率。
圖6 USS庫
圖7 USS初始化
圖8 寫變頻器最低頻率
4)係統累計上電時間
如圖9所示，該程序段為統計PLC上電的累計工作時間，具有掉電保持功能。
圖9 統計係統累計上電時間
5)係統人機界麵
人機界麵采用西門子SMART LINE 係列精簡麵板，本項目中采用了7寸麵板，帶有以太網接口，與SMART PLC通過此接口進行通訊。圖11為其子畫麵之一，監控係統電動風閥的工作狀態。
圖10開機界麵
圖11 風閥監控界麵
6)控製櫃布局及現場工作狀態
圖12至圖15為控製櫃現場工作狀態及布局。
圖12 控製櫃麵板
圖13 設備安裝現場
圖14 SMART PLC
圖15 控製櫃內部布局
5.應用體會
做為新一代西門子小型自動化領域的S7-200 SMART，能滿足小型自動化設計的需求。擴展模塊豐富，可根據係統要求而組合搭配。編程方法完全移植S7-200CN係列，對於國內客戶使用SMART係列的PLC，能很容易切換到此平台，且編程軟件更小型化，對係統資源要求低，編程界麵采用目前流行的平鋪式菜單，與時俱進。此款PLC另ling一yi個ge亮liang點dian是shi本ben體ti集ji成cheng了le以yi太tai網wang接jie口kou，無wu論lun與yu觸chu摸mo屏ping組zu態tai，還hai是shi與yu上shang位wei機ji連lian接jie，都dou非fei常chang容rong易yi，通tong訊xun速su度du快kuai，無wu需xu采cai用yong專zhuan用yong的de通tong訊xun電dian纜lan。希xi望wang西xi門men子zi公gong司si能neng夠gou推tui出chu更geng加jia豐feng富fu的de擴kuo展zhan模mo塊kuai，豐feng富fu目mu前qian的de產chan品pin線xian。
參考文獻：
[1] 《S7-200_SMART 係統手冊》，西門子（中國）有限公司
[2] 《7.5kW-250kW風機泵類專用型變頻器使用大全》，西門子（中國）有限公司
