目 录
一、引言 1
（一） 卷绕式过滤机的发展背景 1
（二） 卷绕式过滤机的国内外发展现状 1
二、卷绕式过滤机硬件系统设计 3
（一） 卷绕式过滤机硬件系统设计框图 3
（二） 信捷XC3-14R PLC 3
（三） 文本屏OP320-A 4
（四） 压差开关 4
（五） 光电编码器 5
三、卷绕式过滤机软件系统设计 6
（一） 文本屏人机界面 6
（二） PLC程序设计 8
四、系统调试 14
总结 16
致谢 17
参考文献 18
一、引言
卷绕式过滤机的发展背景
过滤机控制系统无论是在我们的生活中还是工作中，都发挥着重要的作用，与我们生活息息相关，它常常出现在冶金、污浊空气厂、勘探、火电厂以及棉纺厂等场合，而所谓的过滤机控制系统，就是指内部由控制器核心、电机、过滤棉（布）以及其它必要装置组成的，控制器作为整个系统的核心，往往能决定过滤机的整体性能，过去许多大型过滤机控制系统都采用PLC作为控制器的主控模块，这是考虑到PLC具有长久稳定工作的特性，并且PLC具有超高的抗电磁干扰能力。对于过滤技术的研究，其实早在两千多年前的古代中国就已经开始了，那时候主要将过滤技术应用于造纸中，其中一个最典型的例子就是蔡伦的造纸术——纸最开始出现在公元前两百年左右，这时候的纸主要是用植物纤维压榨晒干而成的，与现在干净光滑的纸有很大的差别，到了一世纪左右，东汉的蔡伦首次采用过滤技术将打散的纸浆（即植物纤维浆）倒在缝隙致密的竹帘子上，纸浆中的水从缝隙中流走，而薄薄的一层植物纤维却被滤在了竹帘上，将这层纤维晒干，纸就制作成功了，蔡伦通过这种过滤法实现了高质量纸张的制作，并且蔡伦也因此而文明古今中外。蔡伦发明的这种过滤法，实质上是依靠纸浆自身重力而实现的，这种重力过滤法也被广泛用于各种场合，随着人类对技术以及自然科学的不断掌握，加压过滤法改进了重力过滤法的不足之处，使得过滤的速度加大，这种加压过滤也是目前过滤器系统普遍采用的一种优化过滤过程的措施。现在PLC技术已经深入人心，
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被滤在了竹帘上，将这层纤维晒干，纸就制作成功了，蔡伦通过这种过滤法实现了高质量纸张的制作，并且蔡伦也因此而文明古今中外。蔡伦发明的这种过滤法，实质上是依靠纸浆自身重力而实现的，这种重力过滤法也被广泛用于各种场合，随着人类对技术以及自然科学的不断掌握，加压过滤法改进了重力过滤法的不足之处，使得过滤的速度加大，这种加压过滤也是目前过滤器系统普遍采用的一种优化过滤过程的措施。现在PLC技术已经深入人心，它不但将一个个硬件继电器实现了软件化，通过软件程序的配置就可实现相应继电器的启闭，它强大的控制作用能够使得过滤机自动运行，无需过多的人工干预，另外它的稳定性是硬件继电器系统所无法比拟的。因此基于PLC的过滤机控制系统越来越多地出现在冶金、污浊空气厂、地铁以及火电厂等场合，本文就以PLC作为主控核心，设计了一款卷绕式的过滤机控制系统。
卷绕式过滤机的国内外发展现状
卷绕式过滤机目前在国内还处于一个刚起步发展的状态，国内外过滤机的性能差异很大。过滤机的过滤效果是评价过滤机性能高低的一个重要指标，同时提高过滤性能也是提高过滤机市场竞争力的一个关键途径，国外对于卷绕式过滤机的研究已经不仅仅停留于过滤性能了，更重要的是将更多的功能融入到过滤机中，使其实现多功能化；而国内由于处于过滤机研究的起步阶段，虽然发展速度很快，但是与国外相比还有一定的距离。


图1-1 卷绕式空气过滤机
二、卷绕式过滤机硬件系统设计
卷绕式过滤机硬件系统设计框图
卷绕式过滤机的硬件系统如图2-5所示，主要由信捷XC3-14R PLC作为主控器件，在控制器外部结合了文本屏、压差开关、关电编码器、限位开关、交流接触器以及电机等组成。在工作时，待处理的污浊空气首先从进污浊空气口进入过滤棉（布）前，接着干净的气流过过滤棉（布）而污浊空气中杂质被过滤到过滤棉（布）上，随着过滤的不断进行，过滤棉（布）上杂质不断积多，过滤棉（布）前后污浊空气压压差变大，压差变送器不断对过滤棉（布）前后的污浊空气压进行测量，当压差达到设定阀值时，压差开关立即输出一个高电平信号传送给PLC，PLC得到压差信号后控制电机收卷，将脏的过滤棉（布）收卷，换上新的滤布。在收卷过程中，带动计米轮转动，计米轮带动光电编码器旋转产生脉冲信号，PLC对脉冲信号进行计数，计数的脉冲数和所需换布的长成正比，当计数脉冲达到设定所需换布长度，电机停止，自动换步结束。

图2-5 卷绕式过滤机硬件系统框图
信捷XC3-14R PLC
信捷/XC3-14R-E：8点NPN型输入，6点继电器（R）AC220V电源。支持基本的逻辑控制和数据运算，支持高速计数、脉冲输出、外部中断、C语言编辑功能块、I/O点的自由切换、自由格式通讯、MODBUS通讯等功能。采用PLC做主控的优点：使用方便，编程简单，功能强，性能价格比高。如图2-1。


图2-1 信捷/XC3-14R-E
文本屏OP320-A
3.7 英寸单色，20个按键，对应PLC机种广泛，具有密码保护功能，内置时钟（可选件）文本精灵，动态显示文本，具有报警列表功能，逐行实时显示当前报警信息，按键可被定义成功能键，带背景光STN液晶显示，如图2-2


图2-2 文本屏
压差开关
压差开关（如图2-3）可用于感知管道中的压力差和气流差，常规应用包括：监测过滤网阻塞报警装置，监测空调机组中风机的启/停状态，制热和通风管道中气体监测，控制可变气体容积系统中最大气流燃烧炉中气体控制。


图2-3 压差开关
光电编码器
光电编码器如图2-4所示，一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用比较多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与
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