基于PLC工业空气自动净化器的设计

李明启 颜安

摘要：针对我国工业自动空气净化器行业的现状，本设计采用PLC对工业空气净化器进行逻辑控制，兼顾了工业空气净化器的可靠性、耐久性、灵活性、和清洁效率。本文在分析工业自动空气净化器控制系统功能的基础上，进行了硬件和软件两方面的设计。硬件方面，选用的 PLC 系列为西门子 S7-200 smart，构造了由风机过滤系统和变频器实现主，极大的提升了空气净化器的清洁效力。具有自动空气净化、智能启动、空气净化、清洁消毒等功能。具有智能加减水分、自动运行维护等功能，具有综合控制的特点。

关键词：工业空气净化器;PLC;变频调速

社会生产力的不断发展带动了人类文明的高速发展，但是工业社会的进步却产生了严重的空气污染问题，近年来空气污染已成为各国最重要的控制问题之一。工业生产的迅速发展产生了许多有害气体。为了防止空气污染形成的物理屏障，改善空气质量已成为一个社会问题，同时，大型生产厂家对工业空气自动净化器的需求也越来越大，这已成为环保的新工具。近年来，我国工业用空气净化器呈现出良好的上升趋势，国内外很多公司都成为了工业用自动空气净化器的生产厂家，满足了当今环境的需要，具有很强的功能性。通过对工业空气自动净化器的各个方面的了解，大体对工业空气净化器有一个初步的了解。21世纪以来，高新制造业在世界范围内取得迅速发展，极大地促进了工业空气净化器的改良和革新。近半个世纪以来， 空气净化技术从原始的风扇排气发展到能满足人类需要的工业级空气净化器。最初的工业空气净化器是由开关手动控制的，很不方便。于是，为了解决这个问题，便在制造工厂和车间里采用了自动控制方式来控制工业空气净化器。它的优点是可以不利用人力便可自动开启设备以运行开启空气净化。

1. 硬件系统的设计

硬件主要包括：电动机，风机，粉尘传感器，紫外线消杀器，西门子S7-200smart PLC，变频器，硅藻土基多孔陶瓷，纳米 TiO2/硅藻土基多孔陶瓷复合材料。

西门子S7-200 PLC是整个空气净化器的核心控制部分。S7-200 PLC连接的数字量输入信号主要包括粉尘传感器信号，操作箱上启停，故障急停，各類保护开关。数字量输出包括各类保护动作指示，系统故障指示，运行指示，速度控制等，工业空气净化器基本结构图如图1所示。

空气净化器的消毒紫外光源为冷光灯，功率8W，波长365nm。多个空气净化中心部分是多孔陶瓷材料，具体有硅藻土基多孔陶瓷和纳米TiO2/硅藻土基多孔陶瓷复合材料。工业空气净化器的进气口装有一个风机，可以在气流仓内提供对流的气流，并通过空气净化器交换大量气体，使空气中中被污染的空气得到净化。

2. 软件系统设计

本设计主要设计一个工业空气净化器控制系统，其主要控制要求如下：

1、开关控制

当按下开关启动，电源指示灯亮起。吸尘风机开始运转

2、效率控制

当灰尘传感器检测到灰尘量过大时，开启多台设备启动清洁。当需要短时间清洁效率提升的时候，变频器调速使风机转速提升至满速。

3、紫外线杀毒、加湿控制

当开启紫外线消毒开关时，紫外线灯亮起杀菌。当按下加湿开关时，在排出的空气里加湿空气。

4、节能控制

当清洁完毕时，转为怠速启动。灰尘传感器检测空气中空气含量，当高于预定清洁阈值时，自动开启正常运行。当长时间低于最低阈值则进入休眠状态。

3. 控制系统原理图

为了让本次设计能够完美完成，所选用的电气控制系统的主回路原理图如图3-1所示，M1，M2分别表示为两台清洁风机，KM1是接触器，KM1，KM2的作用是控制电动机装置M1的运行，KM3，KM4的作用是控制电动机M2的开关。

FR1 、FR2是为M1、M2提供过负载保护的热继电器，用于空气净化器运行过载时断开主电路。FU为熔断器，主要为M1M2提供短路保护，起过电流护作用。

4 .总结

一方面，采用PLC的工业空气自动净化器控制系统可实现各种复杂的控制，增加或改变控制功能方便，使得系统性能更加稳定，使用维护简单，具有良好的经济效益。另一方面，PLC工业空气自动净化器控制系统以其体积小、直观、灵活、易学、易用的优势受到广大工厂和用户的青睐。可以说，PLC控制系统已成为了工业空气自动净化器控制系统的必然性选择及发展趋势。为了不断满足人们的需求，就应该对PLC 工业空气自动净化器控制系统进行相应研究和改进。总而言之，本文针对有关基于PLC的工业空气自动净化器控制系统相关问题做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。

参考文献

[1]高武.PLC技术在电气工程自动化控制中的应用分析[J].电子测试，2018（16）：93-94.

[2]熊英莹，王伟.节能型空气净化通风装置的研制与性能研究[J].山西建筑，2016，42（33）：193-194.

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