西门子PLC 在立式压滤机电气控制系统中的应用分析

任 彬，姚福江，刘彦伟，耿 欣，黄新建

（山东能源装备集团鲁中装备制造有限公司，山东 泰安 271000）

目前，在立式压滤机设计过程中，需要对可编程控制器加以引用，也被称之为PLC。在电气控制系统的实际运行过程中，通过对西门子PLC 加以应用，可以为系统控制提供有力依据。在具体工作中存在许多功能指令，所以不仅要确保其功能灵活，而且问题相对较少，可以有效落实维修保养工作，并确保系统具有较强的抗干扰能力。对此，技术人员应对电气控制系统中西门子PLC 的应用展开分析，采取有效的应用对策，以此来全面提升西门子PLC 应用水平，进一步保证电气控制系统的安全稳定运行。

1 压滤机概述

压滤机设备可以有效实现固液分离，可以有效实现间歇性操作，不仅结构简单，而且使用方便，可以在化工、冶金、煤炭、轻工、食品以及制药等领域得到广泛应用，而且对纺织、皮革、造纸、制药以及印染等城市生活污水处理、工业废水等领域十分适用，可以有效分离固液两相。对于立式压滤机而言，其主要在固体、液体分离工作中应用，和其他分离设备相比，在对立式压滤机进行使用后，可以使含固率和固液分离效果得到提高。针对固液分离原理进行分析，需要采用过滤介质有效辅助混合物的过滤处理，将固体有效滞留在滤布上，并在堆积后可以形成相应的过滤泥饼。对于滤液，其可以在滤布中透过，并获取纯液。在此过程中需要注意，滤布选型对过滤效果具有直接影响。在实际使用立式压滤机时，滤布可以有效发挥作用。现如今，比较常用的滤布主要采用超高分丙纶加以纺织，结合其材质可以具体划分为维纶、涤纶、锦纶等。现如今，无论哪一行业都存在固液分离需求，比较常见的便是锂电新能源企业物料处理工作，伴随科学技术的持续优化，智能化控制的压滤机也应用到更多行业当中。

1.1 立式压滤机工作原理及控制系统组成

对于立式压滤机而言，其工作原理相对简单，具体来说需要将混合物流过滤布，并通过气压或水压、固液重力以及泵压力等作用，使固体能够在滤布上停留，并静压过滤过滤泥饼，滤液则在过滤液中有效渗透，以此来形成不含固体的纯液。结合压滤机的功能，可以将系统组成部分具体划分为控制系统和执行系统。首先，对于相关压力动作的执行系统，其具体包括液压系统以及电气拖动系统，用户应结合压力介质对相关工艺参数进行合理设置。其次，控制系统可以对压力动作控制执行，其核心为PLC，需要对具体的采样和保护等器件进行配置，同时还包括相关的外围部件，如编码器、接近开关、压力变送器等。通过压滤机进行压滤，其具有较高的控制量，具体包括执行机构的压力大小、动作方向和速度等。对于采样信号，其涉及多个参量，包括流速、压力以及温度。PLC 可以使硬件改动得到减少，并提高压滤机控制效果，充分发挥出PLC 的优势。目前，该类控制系统可以有效替代继电器的逻辑控制系统，可以充分实现闭环控制，使立式压滤机性能得到有效提高，保证压滤机的工作可靠性，使设备在现场的调试任务量得到减少。

1.2 立式压滤机关键技术控制要求

针对立式压滤机展开分析，其常规工作模式具体包括两种类型，分别为长程序控制和短程序控制。

首先，当工作模式采用长程序控制方式时，其具体包括以下环节。第一，需要进行过滤处理，并合拢滤板，将物料悬浮液有效泵入。第二，需要有效实施隔膜挤压，确保油缸压力能够达到上限设定值，然后停止运行，使其能够有效挤压成滤饼。第三，需要对滤饼进行洗涤，并打开保压和滤液阀，在开启洗涤阀后，可以启动洗涤泵，对滤饼有效进行清水洗滤。第四，需要在二次隔膜进行挤压，并对滤饼重新挤压，关闭保压和排污阀，并打开解压阀，关闭回水阀，开启挤压泵。第五，应吹干滤饼，关闭保压阀、排污阀、母液阀、洗涤阀以及入料阀，然后将干燥阀和封包阀打开，使用高压风进行吹干，使滤饼上的少量水分被带走。第六，排出滤饼和洗涤滤布，需要打开板框，使滤饼由两侧落下，然后进行卸料，并对滤布进行洗涤。在完成卸料工序后，压滤机将停止运行，此时需要将手动阀关闭，并将总开关切断。

其次，对于短程序控制工作模式，其环节如下。第一，需要进行过滤处理，并合拢滤板，将过滤开启。第二，需要有效进行隔膜挤压，然后吹干滤饼。第三，排出滤饼和洗涤滤布。

2 西门子PLC 的技术特性和工作原理

2.1 技术特性

结合我国市场发展情况进行分析，德国的西门子公司对可编程控制器进行了有效生产，即PLC，具有良好的发展前景。目前，无论是印刷，还是化工和冶金等行业，对其均有着较高需求。西门子公司有着许多的PLC 产品，尤其是西门子S7 系列，其优势十分明显，不仅体积较小，速度较快，而且网络通信能力较强。与此同时，S7 系列PLC 产品可以具体划分为微型、高性能要求以及小规模性能要求等。西门子企业在对PLC 进行生产时，可以对现代化工艺技术以及大规模集成电路加以引用，对比传统电路要更加简便以及便捷，功能强大，性价比也相对较高，在实际设计和引用过程中可以使人员工作压力得到降低，使其能够更好地掌握和应用PLC[1]。从本质角度分析，西门子企业生产的PLC，可以使微电子、通信以及计算机等技术得到有效融合。PLC 具体包括两种状态，分别为运行和停止，前者可以对应用程序加以执行，后者则可以编制和修改程序。所以，在PLC 持续循环过程中，需要做好通信和内部处理工作[2]。

2.2 工作原理

西门子PLC可以有效实现工厂的交直流传动控制、可编程控制器PLC、过程检测仪表、低压电气标准产品，并为客户提供全方位的技术服务，使产品销售量得到提升。针对西门子PLC 的基本控制电路，其控制系统核心为接触器、继电器，需要对常规控制电器的动作执行要点进行掌握，对其执行特点加以控制，熟悉分析与设计继电接触控制电路。继电器装置比较简单，可以利用磁场对开关有效进行控制。具体而言，继电器可以将另外一个电源开关进行关闭，使其有效隔离。对于PLC 控制系统，其只对一个用户界面进行设置，并要采取安全和方便的方法，有效中断机器操作以及远程硬件访问[3]。

3 PLC 工作方式

3.1 扫描过程

对于PLC 扫描过程，在扫描周期内，PLC 程序可以完成各种动作指令的控制，可以对内部指令进行判断，并利用外部接口加以通信，对外部信号充分采集，准确计算与判断，对动作执行程序加以运行。针对用户应用层当中的软件部分，动作指令主要为输入信号采样以及输出刷新，并要结合用户的运行程序，对机构控制指令加以执行。在工作周期当中，PLC 可以在相应周期内反复与持续执行上述动作。

3.2 输入信号采样阶段

通过实时采样外部信号，可以全面保证系统的安全稳定运行。在此过程中通过对传感器加以使用，可以有效转换电流、电压、压力以及温度等信号，使其能够转变成电信号，并向PLC 的固定单元中进行传输。在此期间，PLC 可按照具体周期在映象区当中依次存入输入信号。在这一阶段完成之后，系统可以自动执行后续任务，并对周期数据进行采集，并在下一周期实现自动更新。

3.3 用户程序执行阶段

在实际应用PLC 时，梯形图是比较常见的编程语言，其有着直观和简便等优势。相关用户想要使指令得到完成，通常应在梯形图当中，按照PLC 的具体执行顺序有效分解各个动作。PLC 在对梯形图程序执行的过程中，需要按照由上到下和由左向右的顺序，有效运算梯形图当中的逻辑。除此之外，可以结合运算指令，对主控存储区的状态位有效刷新。

3.4 输出刷新阶段

在完成以上步骤后，PLC 可自动刷新输出映像寄存器。从其内部电路来看，主控芯片可以结合输入与输出口的实际状态，有效刷新内部输出储存的电路。与此同时，还可以通过输出电路对执行机构的相关动作有效执行。在此过程中，如果用户对相关操作执行中断，则可以使PLC 的中断质量得到触发，该指令的优先级对比其他运行指令相对较高，所以可以得到立即执行。

4 西门子PLC 在压滤机电气控制系统中的应用

4.1 控制系统主电路

在实际划分压滤机电路时，需要从电机入手展开设计。一般来说，立式压滤机通常对4 个电机进行安装，其中一个可以在压滤机当中的液压系统油泵进行应用，合拢松开控制滤板，一个则用来往复拉板滤板卸料，最后两个需要安装在挤压泵、进料泵之中。

4.2 PLC 外部接线设计

通过结合相关实践可以发现，中央处理器是PLC当中的一项核心器件，需要合理对其加以选择。所以，工作人员在实际应用西门子PLC 的过程中，需要对CPU 研究加大重视。例如，当传感器电源为24V 时，其能够输出600mA 电流，并根据相应计算进行分析。工作人员在具体设计时，应对输出电气触点容量加以保证，有效控制电压范围，其中直流电源需要维持在5V～30V，交流电源同样需要维持在5V～30V[4]。

4.3 PLC 的类型选择

现如今，在电气控制系统运行过程中，其功能要求不断提高，需要充分研究系统运行的经济成本、有效性以及效率。例如，在应用西门子S7-1500 系列的PLC 时，需要对主机加以应用，以此作为电气控制系统，采用CPU1511 对整体系统加以控制。由于控制系统比较繁琐，而且其输入与输出端口相对较多。与此同时，该类PLC 的拓展性较强，所以可以通过人机交互界面对相关操作加以完成，并使其工作效率得到提升。在此过程中需要注意，工作人员需要明确生产工作的具体要求，有针对性的改造系统，合理运用远传技术，向电脑有效传递压滤机工作状态数据，使操作人员可以明确压滤机的实际运行情况。除此之外，还可以在系统当中对机旁手动开关进行安装，使工作人员能够正确操作立式压滤机，包括压紧以及拉板等，除了可以使实践工作效率得到提升，还可以使现场人员安全得到有效保障。

4.4 PLC 调试

随着我国科学技术理念的不断创新，各企业对生产也有了更高要求，所以需要有效改造压滤机PLC。在此背景下，工作人员应根据实际工作需求，对PLC有效进行调试。首先，需要压紧滤板。操作人员需要按下滤板上的压紧按钮，并要对液压站的油泵电机接触器进行接通，不仅可以保证液压站电机的稳定运行，还可以对电磁阀动作加以控制和压紧。通过油缸压力，可以有效推动板前进。其次，当压滤机为保压状态之后，可以对进料启动按钮按下，有效保证进料泵的稳定运行，完成压滤机的进料过程。再次，需要松开滤板，运行液压站电机，将电磁阀动作松开，退回推进板。最后，需要完成卸料自动操作[5]。

4.5 注意事项

首先，当压滤机的自动拉板卸料过程遇到阻碍时，其与推进板未有效推到位有关，或者其设计位置与工作需求不符，因此无法为PLC 提供信号，使拉板或者取板等工作开展受到阻碍。在对此问题进行解决时，需要按“滤板松开”，将推进板有效推到位，并接通松开限位开关，或者可以将接近开关的位置加以改变。其次，液压站的电动机保护存在错误动作，其与电动机的保护值过小有关，需要相关工作人员对实际工作情况进行充分了解，并科学合理地进行调节。再次，需要对滤布规格进行检查，判断其是否与工艺要求相符，检查其是否存在破损问题，确保平整的安装滤布，禁止有折叠现象。在使用新的滤布前，需要对其进行缩水处理。最后，在进行过滤操作时，应将进料阀缓慢打开，并在一定时间后再完全打开进料阀。

5 结语

综上所述，相关技术人员需要结合压滤机电气控制系统的运行情况，对西门子PLC 的应用方案合理制定，明确具体的应用要点，从而有效保证立式压滤机电气控制系统的安全稳定运行。