西门子SMART系列控制器在工业除尘系统中的设计应用

　　1.项目介绍

　　由于工业场所会产生大量的废气粉尘，滤筒除尘器作为过滤粉尘的高效净化设备，在大气处理项目中得到了越来越广泛的应用。除尘系统由滤筒除尘器、外部风扇、旋风除尘器、管道系统和电气控制系统组成。电气控制系统的主要功能是：风机变频控制、管道风阀控制和压差除尘系统。考虑到系统控制简单，西门子新一代小型自动化产品中的SMART产品被用作电气控制系统的控制器。

　　2.工艺原理

　　西门子SMART系列控制器在工业除尘系统中的设计与应用。

　　系统由旋风除尘器、滤筒除尘器、除尘风机、管道系统、变频控制系统和在线压差反吹系统组成。工厂生产现场产生的含有粉尘颗粒的空气经旋风除尘器和滤筒除尘器过滤，净化效果高达99%。除尘风机功率为75kW。选择相应的西门子MM430变频器作为变频调速装置。滤筒除尘器配备在线压差反吹系统。工作一段时间后，滤筒表面会吸附灰尘，导致压差增大。此时，压差反吹除尘系统将根据预设限值自动除尘。

　　3.方案选型

　　1)整体选型

　　根据客户的实际需求，考虑到系统相对简单和成本。因此，选择西门子的小型PLC和SMARTLINE触摸屏作为控制方案。变频器采用西门子风机水泵型专用变频器MM430系列，系统部分原理图见图2和图3。

　　2)系统通信

　　SMARTPLC本体有两个通信端口，一个以太网和一个串口。PLC与触摸屏的通信采用以太网，PLC与变频器采用西门子专用USS通信。为了保证通信的可靠性和稳定性，西门子公司推荐了通信接头。

　　4.设备编程与调试

　　1)程序设计理念

　　考虑到控制过程简单，编写程序的程序主要由风阀检测模块、变频器USS通信模块、时间参数模块三部分组成。

　　2)检测18路电动阀

　　现场共有18个风阀工作，需要PLC检测，当11个风阀工作时，系统有报警输出，提示用户打开更多的风阀，确保除尘系统的稳定运行。图4显示了其中一组风阀，其他17个类似。图5显示了打开的风阀的最终数量，并报警。

　　3)变频器与PLCUSS通信

　　变频器和SMARTPLC采用西门子专用USS通信，可直接在编程软件中调用USS库函数，简单易用，如图6所示。本程序主要通过USS书写变频器的最低频率和最高频率，并通过触摸屏观察实时运行频率。图8显示了通过USS输入变频器的最低频率。

　　4)系统人机界面。

　　人机界面采用西门子SMARTLINE系列精简面板。本项目采用7英寸面板，带以太网接口，通过此接口与SMARTPLC通信。图11是其子屏幕之一，监控系统电动风阀的工作状态。

　　5.应用体验。

　　S7-200SMART作为新一代西门子小型自动化领域，可以满足小型自动化设计的需要。扩展模块丰富，可根据系统要求组合。S7-200CN系列被完全移植到编程方法中。对于国内客户使用SMART系列的PLC，可以轻松切换到该平台，编程软件更小，对系统资源要求较低。编程界面采用流行的平铺菜单，与时俱进。这款PLC的另一个亮点是本体集成了以太网接口，非常容易与触摸屏组态和上位机连接。通信速度快，无需特殊通信电缆。希望西门子公司能够推出更丰富的扩展模块，丰富目前的产品线。