基于PLC和触摸屏的高压静电除尘控制系统方案

后再以较低的速率上升至接近火花电压，如此往复循环，最终达到提高除尘效率的目的。

　　
图7 火花检测电路

　　2.1.6 可控硅触发电路

　　除尘控制系统是通过改变晶闸管的触发角来控制供电的，触发角的增减则是通过触发脉冲来改变的，如图8所示，触发脉冲电路主要由脉冲放大器和变压器组成，PLC产生过零中断时，启动定时器T0（T0为初始值，与导通角对应），T0溢出会产生中断，此时PLC输出触发脉冲从而控制三极管导通，脉冲变压器一次侧便会产生触发脉冲分别加到可控硅的G、K极，当三极管截止时触发脉冲便会被阻断。

　　
图8 可控硅触发电路

　　2.1.7 数据采集电路

　　需要检测的模拟量主要有一次电压、电流的平均值，二次电压、电流的平均值以及二次电流的峰值，这些模拟量的值一般都比较大，

　　送入控制系统前要进行现场取样。

　　一次电压的取样：初级电压通过小变压器降压。

　　一次电流的取样：串联在初级回路中的电流互感器转换。

　　二次电压的取样：变压整流器中的阳极高压电路分压。

　　二次电流的取样：变压整流器中阳极副边回路的对地端并联采样电阻后转换。

　　
图9 二次电压采集电路

　　下面以二次电压为例进行说明，其采样电路如图9所示，现场采集的二次电压经过分压后，通过由滑动变阻器VR4组成的比例调整电路，最后由霍尔电压传感器进行检测。

　　2.2 软件设计

　　2.2.1 程序主流程图

　　如图10所示，控制系统上电后，首先进行系统初始化，如果有复位键按下，则重新开始；如果启动键按下，则进行参数设定阶段，CPU对采集到的各项参数进行处理，如果有火花出现，则进入火花处理子程序，如果有参数超限，则进入报警及故障处理子程序。最后系统重新进行数据扫描，开始新的循环。

　　
图10 程序主流程图

　　2.2.2 触摸屏画面组态

　　触摸屏的组态主要是画面的组态，设计一个友好便利的触摸屏界面，不但可以增加操作的方便性，亦可减少操作错误率，使机器和设备发挥最大的功能，画面包括主画面、参数设定、显示画面、趋势曲线和帮助，显示画面和参数设置画面详图略。

　　在参数设置画面中，点击画面上的输入域，将会出现一个数字键盘进行输入KTP触摸屏可以确保当故障到来时，即在当前页面中进行报警显示，以进行第一时间的处理，报警类别有错误和警告两类，警告不需要确认，不对设备造成直接危害；错误需要操作确认，对设备有危害，设备要跳闸停机，警告有一次电压超限，一次电流超限，二次电压超限等，错误有二次过流故障，二次过压故障，油温超限故障，偏励磁等。

　　3 远程控制的实现

　　借助于现代网络互联技术，除尘器各个电场的控制器能够通过以太网与上位机监控软件进行数据交换，上位机可对除尘设备实现远程启动、停止、升压、降压控制和参数调整等功能，电除尘器各个设备的运行参数和运行状态也能够直观的显示在上位机屏幕上，管理人员便能如身临现场般实现远程控制。

　　上位机监控软件选用西门子公司的WinCC组态软件，画面有操作画面、监视画面、控制画面、报警画面、实时趋势曲线、历史趋势曲线，能够打印报表。

　　WinCC与S7—1200 CPU的通信，是通过以太网来实现的，并且只能通过OPC的方式实现，S7-1200 CPU只需设置IP地址即可，上位机通过SIMATIC NET软件建立PC Starion来与S7—1200 CPU通信，S7-1200 CPU具有一个集成的PROFINET端口，支持以太网和基于TCP／IP的通信标准，三电场的除尘器远程控制如图11所示。

　　
图11 三电场远程控制示意图

　　4 结束语

　　该系统不但具有良好的自动调压和远程控制能力，而且通过PLC和触摸屏简化了现场操作，提高了控制程序和人机界面的灵活性，维护简便，虽然设备的初期投入较高，但从长远看该运营成本是可以接受的。