论文导读：集中工艺除尘、风力送丝除尘系统由卷接包装机组集中工艺风力除尘系统FC1，卷接包装机组风力送丝除尘系统FS1，粉尘收集系统YC三部份组成。卷接包装机组风力送丝除尘系统FS1，由物料输送和除尘两部份组成，当设置于系统尾部的风机启动后，系统内形成负压，烟丝和空气从送丝机一端被吸起，烟丝在料管中经过风力加速后配给卷烟机，而含尘空气则沿回风管经除尘器净化后排入大气。系统网络结构图如图2所示，控制系统主要由西门子S7-300系列的PLC、ET200S分布式I/O、Profibus-DP现场总线控制技术和人机界面MP370和风送控制仪TP170A等组成。MP370人机界面、变频器及PLC所控制的电机启动器、接触器安装在电控柜内，电控柜内还安装电控系统所需的电源开关，电压、电流显示仪表，各种信号指示灯，各种状态的选择开关，起、停按钮，报警装置、接触器、继电器、过载保护元件，除尘器控制元件等。系统的总装机容量小，运行耗能和运行费用低，以一个系统布置4组PROTOS70卷接机组为例，集中除尘要一台30KW的大风机，加上卷接机组本身的8台小高压风机52KW（卷烟机5.5KW，接嘴机7.5KW）系统总装机容量82KW，而集中工艺风力除尘系统仅由一台75KW的大风机作为动力，系统的装机容量减小22KW，另外，采用风机变频调速，系统恒压控制方式，系统实际功率运行110KW，节能效果非常明显，主一点，在目前我国提昌节能减排尤为重要。
关键词：变频器，PLC，工艺除尘，风力送丝除尘，节能
1.概述
随着我厂生产能力的增大，原动力车间的中央除尘系统已不能满足卷接包装车间设备增加后其生产所需的负压和除尘要求，为此必须增加除尘设备，以满足生产要求，增加的除尘设备与原中央除尘系统采用本地控制+集中控制模式，其集中模式接入动力车间的中央除尘系统原有的监控面。
2.除尘系统的组成及工作原理
集中工艺除尘、风力送丝除尘系统由卷接包装机组集中工艺风力除尘系统FC1，卷接包装机组风力送丝除尘系统FS1，粉尘收集系统YC三部份组成。论文参考网。卷接包装机组集中工艺风力除尘系统FC1，由集中风力系统的风机供给机组卷烟、接嘴生产和除尘所需的工艺风力，将工艺风力和除尘有机结合，实现卷烟工艺风力和除尘风力集中供给的方式。FC1除尘系统风机采用变频调速，主风管上设置压力传感器，根据风压变化，自动调节风机转速，控制风压波动，从而达到稳定系统风压的目的。各卷烟机台有风压平衡器与气动风力平衡阀，根据卷接机组的设备运行状况自动调节风力，确保系统在不同工况下风力稳定并合理分配到每台卷烟机和接嘴机上，完全满足卷接机组的生产要求。系统根据负荷（开机台数）变化后，主风管上风压变化，自动调节风机转速及执行阀，实现系统在不同生产负荷条件下卷接工艺风力恒压供给。
卷接包装机组风力送丝除尘系统FS1，由物料输送和除尘两部份组成，当设置于系统尾部的风机启动后，系统内形成负压，烟丝和空气从送丝机一端被吸起，烟丝在料管中经过风力加速后配给卷烟机，而含尘空气则沿回风管经除尘器净化后排入大气。FS1除尘风机采用变频调速，主风管上设置压力传感器，各卷烟机台有风送控制仪TP170A，可从控制仪上实时监控本机风送状态并对本机的送丝风速设定值进行设定。系统采用实时控制手段，自动实现在不同生产负荷条件下，送丝风力速度、压力的稳定，可靠。
粉尘收集系统YC，将集中工艺风力除尘系统FC1与风力送丝除尘系统FS1三台除尘器卸灰电机卸下的粉尘通过管道连接至除尘室。
3、除尘系统的控制方案
除尘系统要为卷包车间增加的4 台卷接机组提供集中工艺风力除尘以及烟丝风力输送除尘自动监控功能，希望该系统具有：
1）动态显示四台卷接机组工段的工艺风力除尘、风力送丝及除尘系统的工艺流程；
2）自动调节风压风量，保证系统稳定运行，提高机台有效作业率，同时达到节能效果；
3）提供系统远程操作功能，在中央控制室即可完成系统的启动、停止、参数设定工作及报警信息显示；
4）在线报警功能，系统实时监控工艺设备的运行状态，以明确的信息，定位指示故障类型和原因，使故障得到及时排除。
对此，针对卷接机组集中力量工艺除尘、风力送丝的特点，采用西门子S7-300 控制系统、Profibus-DP 现场总线控制技术、人机界面操作系统，利用变频调速技术对系统进行恒压负反馈控制，使系统在不同负荷下运行稳定，确保卷接机组正常工作，同时节约电能。
 
 
4.电控系统的组成及各部分的功能
  4.1电控系统的硬件组成
系统网络结构图如图2 所示，控制系统主要由西门子S7-300系列的PLC、ET200S分布式I/O、Profibus-DP 现场总线控制技术和人机界面MP370和风送控制仪TP170A等组成。控制系统实现对整个风力系统的设备启停，风量、风压、风速调节，系统状态参数检测，故障信息报警等功能。MP370人机界面、变频器及PLC所控制的电机启动器、接触器安装在电控柜内，电控柜内还安装电控系统所需的电源开关，电压、电流显示仪表，各种信号指示灯，各种状态的选择开关，起、停按钮，报警装置、接触器、继电器、过载保护元件，除尘器控制元件等。ET200S分布式I/O、风送控制仪TP170A、压力检测元件、电动执行元件安装在增加的四台卷接机组工段。
4.2电控系统的软件组成
系统由西门子STEP7 语言和ProTooL CS 组态软件开发而成。作为上位机的MP370 人机界面显示现场控制画面，可以进行系统相关工艺参数设置和启停控制，并通过Profibus-DP网与除尘系统的变频器、各现场I/O站（风送控制仪TP170A）进行数据交换。系统中主要设备的重要信息均可在MP370 人机界上显示，如变频器参数、卸料阀状态以及除尘系统的压力等工艺参数信息等。
4.3主要硬件的功能
1）S7-300用于采集系统总管风压、监控除尘器卸灰阀、除尘器喷吹系统运行状态。
2）2个变频器DP从站完成对除尘系统除尘风机的启停，风压、风量的控制与调节。
3）控制系统设置4个卷接机组分布式I/O站（风送控制仪TP170A）通过Profibus-DP与S7-300PLC通讯。
4）ET200S分布式I/O站（风送控制仪TP170A）的功能：a.可设定和监测卷接机组吸丝风速并根据设定的吸丝风速进行自动调节实现均速供丝。b.监测风送系统气动补风阀与卷接机组吸丝阀状态并自动控制风送系统气动补风阀补风，以实现风送系统风力平行。c.监测卷接机组的工作状态，控制接嘴机除尘支管气动调节风力平衡阀，以保证卷接机组对风力系统的工艺要求。论文参考网。d.监测卷烟机及接嘴机的负压支管压力；e.监控卷烟机除尘支管风压调节电动阀；f.监控卷烟机组除尘总管尾部补风调节电动阀。
5）人机界面功能：显示除尘系统的工作状态（包括：除尘器、风机、电机工作频率、电流、电机的输出功率、变频器散热器温度、系统工作压力值、除尘器除尘布袋阻力值、卸灰阀和本地开关的工作状态、控制方式选择：自动/禁控/手动，系统控制模式选择：频率设定、压力设定、阀门开度设定设置按钮等）。
5 变频器的选用和节能效果
FC1 除尘电机的具体参数为功率75kW，频率50 Hz，电压380 V，2 极，额定电流139.2 A；FS1风送电机功率为30kW，额定电流为56.9 A。DANFOSS 变频器功能强大，性能优越，调试和运行简单。论文参考网。VLT5000系列变频器在VVC控制基础上发展为VVCplus控制方式，使得变频器在低速（0~10 Hz）范围内动态特性得到了改善，速度精度也得到了提高。变频器选用型号为VLT5032PT5 C20 ST RO F10，变频器接受来自安装在管道上的压力传感器、I/O 箱及PLC 的信号，实现对风机的自动调节，调整管道负压的大小，来完成送丝和除尘任务。在变频器的控制上分压力控制和频率控制，压力控制是PI 闭环控制，系统以恒定的压力来控制；频率控制是开环控制，风机以固定的转速运行。如果卷接集中工艺除尘系统反映风力不够，可以在“设定参数”画面中调高变频器的运行频率或者调高设定压力；如果没有风力，则检查变频器是否跳闸或防火阀关闭。如果是变频器跳闸，则记录故障代码，用“停风机”断电后重新上电在PLC及人机界面出现故障时，为了不影响卷包车间的生产，可以采用变频器手动控制风机，将变频器从“REMOTE”模式切换到“LOCAL”模式，可在面板上控制实施。本系统具备卷接机组远程控制风机启停功能，即通过判别卷接机组是否运行，决定工艺风力系统启/停，节省能源。
本系统拆除了卷接机组本身的风力发生装置，不再需要购置小风机，电机等备件，并们免除了与此有关的维修工作，从而节约了大量的备件和维修费用。系统的总装机容量小，运行耗能和运行费用低，以一个系统布置4组PROTOS70卷接机组为例，集中除尘要一台30KW的大风机，加上卷接机组本身的8台小高压风机52KW（卷烟机5.5KW，接嘴机7.5KW）系统总装机容量82KW，而集中工艺风力除尘系统仅由一台75KW的大风机作为动力，系统的装机容量减小22KW，另外，采用风机变频调速，系统恒压控制方式，系统实际功率运行110KW，节能效果非常明显，主一点，在目前我国提昌节能减排尤为重要。本系统2008年5 月调试成功通过验收，经过一年的平衡运行表明，采用PLC、现场压力检测装置及VLT5000 系列变频器构成的闭环自动控制系统，是卷烟机组除尘系统中一次全面的智能升级，具有以下优点。与未改造前的手动系统相比，系统节电效果明显，FC1电机额定电流由139.2A降为105A 左右，FS1 电机额定电流平均由56.9 A降为69 A 左右。通过一年运行，从系统的整体运行情况来说，每年就能比改造前节省大约30%的电能，节能效果显著。自采用了变频调速技术调试完毕投入运行后，卷接工艺风力平衡和恒压供给，改善了卷接设备工艺风力性能，降低了车间噪声水平，改善了车间作业环境；集中工艺风力除尘系统，采用自动控制技术，实现了系统运行状态和参数的实时监控。在目前的烟草行业中，少人值守，无人值班的要求越来越高，采用PLC、变频器、风压检测装置组成的闭环控制系统，做到了在线监控，实时了解和掌握变频器等设备的运行状态，完全能满足上述要求。
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