基于S7-1500PLC的干燥过滤装置系统

袁吉胜，谢昌成，彭龙龙

（上海船舶设备研究所，上海 200031）

0 引言

随着我国工业化进程的加快，在装备制造业、工程机械制造业、船舶制造业，汽车制造业等多种机械行业的发展过程中，用户对干燥过滤装置需求有了更高的要求。可编程控制器（PLC）已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的有效工具。可编程控制器（PLC）是从单片机技术发展而来的面向工业控制的一种核心控制工控产品，其发展随着计算机技术的发展而功能变得日益丰富，被广泛应用于工业控制的现场设备中[1]。

原干燥过滤装置系统主要承担装备的功能控制作用，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、露点测试功能、停机功能和数模转化模块等功能，保障装备的安全可靠的运行，本文是以西门子公司的PLC机1500系列为例，探讨S7-1500 PLC在干燥过滤装置系统的电气控制实现[2]。

1 系统组成

1.1 工作原理

干燥过滤装置其主要承担的是对空压机压缩后空气进行干燥过滤。原干燥过滤装置系统主要有传统继电器、硬件电路、时间继电器、各种按钮以及指示灯组成，存在极易受到干扰、适用面小、不易操作等缺点。

本文干燥过滤装置系统主要有2台干燥过滤塔[3]，分别为A塔以及B塔，A塔向B塔切换过程中，A塔工作时阀1、阀4持续打开，当A塔干燥计时满，A塔需向B塔切换，先打开阀8延时1 min后开阀5，当阀5开到位后，B塔处于干燥过滤装置当中，此时阀1、阀4依次关闭，延时4 min开阀3，阀3开到位延时30 min后，同时开阀2、关阀3开始A塔再生工况，完成A塔向B塔切换过程。

干燥过滤装置B塔向A塔切换过程中，B塔工作时阀5、阀8持续打开，当B塔干燥计时满，B塔需向A塔切换，先打开阀1延时1 min后开阀4，当阀4开到位后，A塔处于干燥过滤装置当中，此时阀5、阀8依次关闭，延时4 min开阀7，阀3开到位延时30 min后，同时开阀6、关阀7开始B塔再生工况，完成B塔向A塔切换过程。图1为干燥过滤装置切换流程图。

图1 干燥过滤装置切换流程图

本文干燥过滤装置系统工作原理为A塔向B塔切换流程、B塔向A塔切换流程上述两个流程交替进行，以满足全工况不停机干燥要求2其中A塔向B塔切换流程、B塔向A塔切换流程两个自动切换、时间控制、温升控制、故障报警、设备健康检测和信号采集等控制由系统和PLC之间的信号传递来控制，自动完成所要求[4]。

1.2 系统组成

为了完成干燥过滤装置工艺提出的要求，选用了西门子CPU1511-1PN中央处理器、AI8 X U/I/RTD/TC ST模拟量输入采集模块、DQ 32X24V DC/0.5A ST数字量输出模块、DI 32XDC 24V HF数字量输入模块、北京昆仑通态TPC7062Ti、苏州普尔世PIC240.241D控制电源、菲尼克斯MINI MCR-SL-PT100-LP-NC温度变送器。

2. 系统接线图与人机界面、控制软件

2.1 系统接线图

PLC输入点的地址分配和接线如图2～图4所示[5]。

图2 PLC CPU中央处理模块以及输入模块接线图

图3 PLC输出模块接线图

图4 PLC模拟量输入模块接线图

2.2 人机界面、控制软件

1）干燥过滤装置系统人机界面如图5所示。

图5 干燥过滤装置系统人机界面

2）A塔向B塔切换流程部分控制如图6所示。

图6 A塔向B塔切换流程部分控制图

3）B塔向A塔切换流程部分控制如图7所示。

图7 B塔向A塔切换流程部分控制图

4）干燥过滤装置系统部分故障判断控制如图8所示。

图8 干燥过滤装置系统部分故障判断控制图

3. 结论

该系统应用了PLC控制、人机界面应用、伺服驱动和多通道模拟量滤波控制等，通过系统集成提高了设备的自动化控制水平，达到了当今船用干燥过滤装置自动化控制的先进水准。从用户使用情况看，完全满足了用户的控制要求，控制系统经济实用、控制精度高，符合国内操作习惯等的特点，具有广阔的市场前景。