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        基于PLC工業(yè)空氣自動凈化器的設(shè)計

        2021-09-10 15:16:28李明啟顏安
        科學(xué)與生活 2021年10期
        關(guān)鍵詞:變頻調(diào)速

        李明啟 顏安

        摘要:針對我國工業(yè)自動空氣凈化器行業(yè)的現(xiàn)狀,本設(shè)計采用PLC對工業(yè)空氣凈化器進行邏輯控制,兼顧了工業(yè)空氣凈化器的可靠性、耐久性、靈活性、和清潔效率。本文在分析工業(yè)自動空氣凈化器控制系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上,進行了硬件和軟件兩方面的設(shè)計。硬件方面,選用的 PLC 系列為西門子 S7-200 smart,構(gòu)造了由風(fēng)機過濾系統(tǒng)和變頻器實現(xiàn)主,極大的提升了空氣凈化器的清潔效力。具有自動空氣凈化、智能啟動、空氣凈化、清潔消毒等功能。具有智能加減水分、自動運行維護等功能,具有綜合控制的特點。

        關(guān)鍵詞:工業(yè)空氣凈化器;PLC;變頻調(diào)速

        社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展帶動了人類文明的高速發(fā)展,但是工業(yè)社會的進步卻產(chǎn)生了嚴重的空氣污染問題,近年來空氣污染已成為各國最重要的控制問題之一。工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展產(chǎn)生了許多有害氣體。為了防止空氣污染形成的物理屏障,改善空氣質(zhì)量已成為一個社會問題,同時,大型生產(chǎn)廠家對工業(yè)空氣自動凈化器的需求也越來越大,這已成為環(huán)保的新工具。近年來,我國工業(yè)用空氣凈化器呈現(xiàn)出良好的上升趨勢,國內(nèi)外很多公司都成為了工業(yè)用自動空氣凈化器的生產(chǎn)廠家,滿足了當(dāng)今環(huán)境的需要,具有很強的功能性。通過對工業(yè)空氣自動凈化器的各個方面的了解,大體對工業(yè)空氣凈化器有一個初步的了解。21世紀以來,高新制造業(yè)在世界范圍內(nèi)取得迅速發(fā)展,極大地促進了工業(yè)空氣凈化器的改良和革新。近半個世紀以來, 空氣凈化技術(shù)從原始的風(fēng)扇排氣發(fā)展到能滿足人類需要的工業(yè)級空氣凈化器。最初的工業(yè)空氣凈化器是由開關(guān)手動控制的,很不方便。于是,為了解決這個問題,便在制造工廠和車間里采用了自動控制方式來控制工業(yè)空氣凈化器。它的優(yōu)點是可以不利用人力便可自動開啟設(shè)備以運行開啟空氣凈化。

        1. 硬件系統(tǒng)的設(shè)計

        硬件主要包括:電動機,風(fēng)機,粉塵傳感器,紫外線消殺器,西門子S7-200smart PLC,變頻器,硅藻土基多孔陶瓷,納米 TiO2/硅藻土基多孔陶瓷復(fù)合材料。

        西門子S7-200 PLC是整個空氣凈化器的核心控制部分。S7-200 PLC連接的數(shù)字量輸入信號主要包括粉塵傳感器信號,操作箱上啟停,故障急停,各類保護開關(guān)。數(shù)字量輸出包括各類保護動作指示,系統(tǒng)故障指示,運行指示,速度控制等,工業(yè)空氣凈化器基本結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

        空氣凈化器的消毒紫外光源為冷光燈,功率8W,波長365nm。多個空氣凈化中心部分是多孔陶瓷材料,具體有硅藻土基多孔陶瓷和納米TiO2/硅藻土基多孔陶瓷復(fù)合材料。工業(yè)空氣凈化器的進氣口裝有一個風(fēng)機,可以在氣流倉內(nèi)提供對流的氣流,并通過空氣凈化器交換大量氣體,使空氣中中被污染的空氣得到凈化。

        2. 軟件系統(tǒng)設(shè)計

        本設(shè)計主要設(shè)計一個工業(yè)空氣凈化器控制系統(tǒng),其主要控制要求如下:

        1、開關(guān)控制

        當(dāng)按下開關(guān)啟動,電源指示燈亮起。吸塵風(fēng)機開始運轉(zhuǎn)

        2、效率控制

        當(dāng)灰塵傳感器檢測到灰塵量過大時,開啟多臺設(shè)備啟動清潔。當(dāng)需要短時間清潔效率提升的時候,變頻器調(diào)速使風(fēng)機轉(zhuǎn)速提升至滿速。

        3、紫外線殺毒、加濕控制

        當(dāng)開啟紫外線消毒開關(guān)時,紫外線燈亮起殺菌。當(dāng)按下加濕開關(guān)時,在排出的空氣里加濕空氣。

        4、節(jié)能控制

        當(dāng)清潔完畢時,轉(zhuǎn)為怠速啟動?;覊m傳感器檢測空氣中空氣含量,當(dāng)高于預(yù)定清潔閾值時,自動開啟正常運行。當(dāng)長時間低于最低閾值則進入休眠狀態(tài)。

        3. 控制系統(tǒng)原理圖

        為了讓本次設(shè)計能夠完美完成,所選用的電氣控制系統(tǒng)的主回路原理圖如圖3-1所示,M1,M2分別表示為兩臺清潔風(fēng)機,KM1是接觸器,KM1,KM2的作用是控制電動機裝置M1的運行,KM3,KM4的作用是控制電動機M2的開關(guān)。

        FR1 、FR2是為M1、M2提供過負載保護的熱繼電器,用于空氣凈化器運行過載時斷開主電路。FU為熔斷器,主要為M1M2提供短路保護,起過電流護作用。

        4 .總結(jié)

        一方面,采用PLC的工業(yè)空氣自動凈化器控制系統(tǒng)可實現(xiàn)各種復(fù)雜的控制,增加或改變控制功能方便,使得系統(tǒng)性能更加穩(wěn)定,使用維護簡單,具有良好的經(jīng)濟效益。另一方面,PLC工業(yè)空氣自動凈化器控制系統(tǒng)以其體積小、直觀、靈活、易學(xué)、易用的優(yōu)勢受到廣大工廠和用戶的青睞。可以說,PLC控制系統(tǒng)已成為了工業(yè)空氣自動凈化器控制系統(tǒng)的必然性選擇及發(fā)展趨勢。為了不斷滿足人們的需求,就應(yīng)該對PLC 工業(yè)空氣自動凈化器控制系統(tǒng)進行相應(yīng)研究和改進??偠灾?,本文針對有關(guān)基于PLC的工業(yè)空氣自動凈化器控制系統(tǒng)相關(guān)問題做出了簡要分析與說明,希望能夠為今后相關(guān)研究與實踐工作的開展提供一定的參考與幫助。

        參考文獻

        [1]高武.PLC技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用分析[J].電子測試,2018(16):93-94.

        [2]熊英瑩,王偉.節(jié)能型空氣凈化通風(fēng)裝置的研制與性能研究[J].山西建筑,2016,42(33):193-194.

        山東協(xié)和學(xué)院 山東濟南 250107

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