PLC梯形图在蒸汽凝结水回收系统的应用

的蒸汽凝结水回收的自动控制系统，给出了系统的硬件配置，PLC梯形图程序流程。软件设计合理、符合要求，系统运行安全、可靠。关键词PLC；梯形图程序；蒸汽凝结水AbstractThispaperintroducesarecyclingofsteamcondensingwatercontrolsystembasedonPLCHardwareconfigurationandPLCladderprogramisgiven.Thedesignisreasonableandcomplieswiththerequirements.Thesystemrunssafelyandreliably.Keywordsprogrammablelogiccontroller；ladderprogram；steamcondensingwater1引言蒸汽凝结水回收是工厂蒸汽锅炉供给蒸汽循环系统的一个重要环节，约70%-90%的蒸汽转化为温度在65℃－80℃蒸汽凝结水，这部分水如果合格，能够回用于锅炉给水，可以节约锅炉运行成本的15%-25%，利用价值很大。一般蒸汽凝结水先回到凝结水罐，再由过离心式清水泵抽到回水箱，进行处理后再供给锅炉。由于蒸汽凝结水温度较高，且在处理前可能对泵体有氧腐蚀和酸性腐蚀。以上情况对电机和泵的密封本身的运行质量都有一定影响，尤其是长时间运转的水泵，容易造成轴承温度过高，破坏密封，电机的绝缘电阻会下降，影响水泵的正常运行及寿命。本文介绍了本单位蒸汽凝结水回收自动控制系统，由3台水泵按照PLC设定程序循环启用来达到水泵利用的最优化。分别做出了电气控制原理图（见图1），PLC梯形图程序流程图及部分PLC梯形图程序（见图2，图3，图4）。我单位蒸汽凝结水回收控制系统配置如下：蒸汽凝集水罐1个，3台功率相同的水泵M1，M2,M3，浮球式液位变送器1个（输出4～20mA信号），液位显示表1个（带4个24V液位信号继电器输出）。液位显示表继电器输出水位分别为L0,L1，L2,L3，自动控制系统的设定是L0为停泵水位，L1为一台水泵运行水位，L2为两台水泵运行水位，L3为三台水泵同时运行水位。2系统控制要求1）当水位达到L1启动一台水泵，水位达到L2启动两台水泵，水位达到L3启动三台水泵，只有当水位达到L0，停止所有水泵。2）要求三台水泵实际运行时间尽量均衡，不能让某一台泵长期运行，影响其使用寿命。3）夏季检修时可以任意将检修泵控制旋钮拨到检修状态，其他两台泵正常工作，互不影响。4）具有液位超高超低报警指示，超低水位报警并强制停止电机。该功能直接由液位一次表内直接输出，以确保系统更加安全可靠，并未在以下自动系统图内体现。3系统电气控制配置（见图1）1#泵运行KM1L1L2L3NFU中，SA为水泵运行方式选择开关，可进行、手动、自动、停止转换。TA、TB为水泵手动运行时停止及启动旋钮。SA1、SA2、SA3为水泵检修开关，SA1闭合，中间继电器KA1线圈得电，相应的接触器KM线圈失电断开，电机无法启动，确保设备检修且互不影响。本控制系统PLC选用德国西门子200系列S7-222，西门子是国际知名的跨国公司，其PLC产品是国际上主流产品，200系列PLC结SAKM3K2K1K3到PLC手停自动动2#泵运行3#泵运行3#泵检修2#泵检修1#泵检修TB11TB2TB3SA1SA2SA3KM2KM3KA1KA2KA3KM2KM3KM1KM1KM2FR1FR2FR3KA1KA2KA3KA1KA2KA3QS1FU1FR1M1M2QS2FU2FR2QS3FU3FR3M2M3KM1KM3KM2TA11TA2TA3构紧凑，性能可靠，功能指令强大，存储容量大，抗干扰能力强，是各种小型控制任务的首选产品。［1］PLC控制器I/O分配输入说明I0.01#水泵检修时接通I0.12#水泵检修时接通I0.23#水泵检修时接通I0.3液位L0I0.4液位L1I0.5液位L2I0.6液位L3输出说明Q0.11#水泵电机接触器KM1Q0.22#水泵电机接触器KM2Q0.33#水泵电机接触器KM34PLC程序流程（见图2）根据控制要求，水位到达L1启动一台水泵运行，水位到达L2启动两台水泵运行，水位到达L3启动三台水泵运行，水位回到L0时停止所有水泵运行，三台水泵运行时间均衡，均具有冷却休息时间，设计程序流程如图2所示。图2PLC程序流程PLC通电后，由其第一个扫描周期内接通的特殊位寄存器SM0.1延时2秒将存储计数器数据的记忆寄存器M0.0置位。在自动状态下（I0.3接通），且水位达到L1（I0.4接通），SA1处于断开位置，则M0.1置位，继电器K1得电吸合，M1启动；如果此时水位继续上升，到达L2,则M0.2置位,继电器K2得电吸合，M2启动；如水位达到L3,则M0.3激活，继电器K3得电吸合，M3启动。当水位降至L0以下时，M0.1、M0.2、M0.3复位，各泵停止运行。各泵计数器计数，M0.0不满足总计数器要求或M1处于检修状态时，则M1.2置位，按照其下流程启动顺序执行，M0.0和M1.2同时不满足总计数器要求或M2处于SM0.1M0.0M0.1M0.2M0.3M1.2M0.4M0.5M0.6M1.3M0.7M1.0M1.1M3M3M3M1M2M2M1M1M2L1L2L3C3C2检修状态时，则M1.3置位，按照其下流程启动顺序执行。根据流程图我们可以看出，当需要起泵时，程序总是会选择上次没有启动过的水泵，实际上就是三台水泵都有充分的“休息时间”，且互为备用，合理有效的进行资源配置。在梯形图程序中，启泵的记忆寄存器前都接有延时计时器，以防止高水位时系统投入运行，几台水泵同时启动，对电网冲击较大。5S7200梯形图程序（见图3）该系统控制程序主要以延时计时器、计数器、记忆寄存器编写成，由于全部梯形图程序篇幅太长，不一一列出。本文图3中所示为M3首先启动的部分梯形图程序，图4为各泵启动条件程序。图3S7200梯形图程序（1）在图3中，自动状态下（I0.3接通），且水位达到L1（I0.4接通），则M0.7置位，继电器K1得电吸合，M1启动；如果此时水位继续上升，到达L2,则M1.0置位,继电器K2得电吸合，M2启动；如水位达到L3,则M1.1激活，继电器K3得电吸合，M3启动。当水位降至L0以下时，M0.7、M1.0、M1.1复位，各泵停止运行。图4S7200梯形图程序（2）6结束语本文论述了PLC梯形图程序在蒸汽凝结束回收控制系统的应用，软硬件设计合理，实用性强，达到了让三台水泵合理有效工作的目的，消除了由于水泵轮换不合理带来的种种不利因素，本文所做的程序已经在车间蒸汽凝结水回收系统上应用，经三年多的运行实践，效果非常理想。参考文献：[1]吴中俊，黄永红主编.可编程控制器原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2003.8.[2]曹天汉.单片机原理与接口技术[M].北京：电子工业出版社，2006.8.[3]王明军.基于PLC的污水泵站自动控制系统[J].自动化技术与应用，2010，29（5）：115-117.[4]李道霖.电气控制与PLC原理及应用[M].北京：电子工业出版社，2006.1.