袋式除塵器是一種干式濾塵裝置。它適用于捕集細小、干燥、非纖維性粉塵。濾袋采用紡織的濾布或非紡織的氈制成，利用纖維織物的過濾作用對含塵氣體進行過濾。本文是一篇中級工程師論文發(fā)表范文，主要論述了袋式除塵器控制系統(tǒng)研究設(shè)計與應(yīng)用。
　　摘要:通過分析袋式除塵器工作原理和煙氣除塵過程，改進傳統(tǒng)矩陣控制電路，節(jié)省PLC的控制點數(shù)，降低成本;檢測溫度壓力故障，提高運行可靠性;采用可調(diào)控制點數(shù)設(shè)計，實現(xiàn)不同數(shù)量除塵室和脈沖閥的通用控制。

　　【關(guān)鍵詞】矩陣控制,可調(diào)控制點數(shù),脈沖電磁閥,故障檢測

　　1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能

　　1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理

　　本文設(shè)計的袋式除塵系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)、除塵器本體、布袋、風機及溫度、壓力等檢測儀表組成。除塵器總共有4個除塵器室，每除塵器室安裝10個脈沖電磁閥，共計40個;每個除塵器室配1個進氣和1個出氣氣動閥，共計8個;旁路提升閥1個。脈沖袋式除塵器的除塵過程由過濾、清灰和排灰三個環(huán)節(jié)組成。含塵氣體從袋式除塵器入口進入后，由導(dǎo)氣管進入各除塵室，大顆粒粉塵分離后直接落入灰斗，其余粉塵隨氣流均勻進入各倉室過濾區(qū)，過濾后的潔凈氣體透過除塵濾袋經(jīng)上箱體、提升閥、排風管排出。隨著過濾工作的進行，當濾袋表面積塵達到一定厚度時，由定時控制程序關(guān)閉進出氣提升閥，當前除塵室停止過濾轉(zhuǎn)為清灰狀態(tài)，逐次打開本室脈沖電磁閥噴吹，抖落濾袋上的粉塵，清灰完成后再進入過濾工作狀態(tài)。各除塵室周期循環(huán)切換過濾和清灰工作狀態(tài)。落入灰斗中的粉塵經(jīng)由卸灰閥排出后，利用輸灰系統(tǒng)送出。

　　1.2 系統(tǒng)功能

　　(1)過濾清灰控制�？刂品绞讲捎米詣幽Ｊ胶褪謩幽Ｊ�(調(diào)試或檢測)。系統(tǒng)循環(huán)�[灰設(shè)置了6個定時器。脈沖閥噴吹間隔時間1-60s連續(xù)可調(diào);脈沖寬度0.1-1s連續(xù)可調(diào);清灰循環(huán)間隔時間0-120min連續(xù)可調(diào);除塵室�[灰間隔時間0-120min連續(xù)可調(diào);除塵室進出氣閥關(guān)閉延時0-20s連續(xù)可調(diào);除塵室進出氣閥開啟延時;0-20s連續(xù)可調(diào)。系統(tǒng)正常運行為自動運行，初次運行從1號室開始�[灰，按照噴吹間隔時間依次觸發(fā)各個脈沖閥，按照�[灰間隔時間依次對各室�[灰，一個周期�[灰完成后，按照循環(huán)間隔時間啟動下一周期�[灰。

　　(2)溫度故障檢測與控制。在生產(chǎn)穩(wěn)定工作時進入除塵器的煙氣溫度在100～160℃之間。當煙氣溫度低于70℃時，易造成濾袋結(jié)露，加速濾袋的腐蝕、損壞;當進入煙氣溫度高于160℃時，會造成濾袋壽命降低或損毀。煙氣溫度在正常工作范圍之外時，一方面調(diào)整工況，控制開啟冷風閥降溫;另一方面檢查設(shè)備運行狀況，處理問題。當煙氣溫度超過濾袋的允許范圍，程序采取緊急措施，關(guān)閉各室進出氣閥，打開旁路系統(tǒng)，確保濾袋安全，保證安全生產(chǎn)。

　　(3)壓力故障檢測。在生產(chǎn)穩(wěn)定工作時除塵器進出口煙氣壓力差在800―2000Pa之間。壓差過大則說明進出布袋壓力的差過大，原因可能是布袋灰過多，可以通過多震動清灰;壓差過小則說明進出布袋壓力的差過小，原因可能是布袋破漏，通過檢漏儀檢測排放濃度，切換除塵室工作查找破漏除塵袋。

　　2 系統(tǒng)控制方案

　　除塵器控制系統(tǒng)采用西門子PLC作為控制核心，國產(chǎn)觸摸屏作為人機交互界面，輸出經(jīng)過中間繼電器隔離控制脈沖閥。系統(tǒng)整體控制方案如圖1所示。脈沖閥控制是除塵器控制系統(tǒng)的主要任務(wù)。

　　一般袋式除塵器有若干個除塵室(數(shù)量設(shè)為A)，每個除塵室有若干個脈沖電磁閥(數(shù)量設(shè)為B)。布袋除塵器清灰使用的脈沖電磁閥總數(shù)為除塵室的數(shù)量乘以每個室脈沖閥的數(shù)量(數(shù)量為AxB)。采用傳統(tǒng)控制方式設(shè)計，每個脈沖電磁閥獨立對應(yīng)1個PLC輸出點，則除塵器需要AxB個PLC輸出點。脈沖布袋除塵器的清灰電磁閥越多，其占用PLC的輸出點越多，使整個控制系統(tǒng)線路復(fù)雜、造價昂貴。根據(jù)除塵器的工作特點，所有脈沖電磁閥每次只有1只工作，將脈沖電磁閥按清灰倉室分成A組，每組B只，則可采用AxB的矩陣控制電路來完成脈沖電磁閥的控制，占用PLC的輸出點為A+B個。當A>2，B>2時，A+B　　其工作原理是：當1號室清灰時，1號室脈沖閥選擇繼電器KM1接通，脈沖控制繼電器K1到K10依次接通斷開，1號室的脈沖閥依次通電工作，當1號室清灰完后，繼電器KM1斷開，K1到K10都不會接通。接著，2號室清灰，控制過程同1號室。依次類推，所有除塵室清灰完后，進入下一個清灰循環(huán)。

　　由于脈沖閥是感性負載，為防止脈沖閥線圈斷電產(chǎn)生的瞬間高壓對其他電氣設(shè)備產(chǎn)生損壞，需要在每只電磁閥線圈兩端并聯(lián)二極管IN4007續(xù)流。在實際的電路控制中，除了正常控制回路，續(xù)流二極管與脈沖電磁閥構(gòu)成不正常的閉合環(huán)路，不僅會引起脈沖閥的誤動作，而且縮短繼電器與電磁閥的使用壽命。針對此問題，在每只脈沖閥線圈前段串入1只二極管IN4007，保證通過回路中的電流只能正向流通，而不能構(gòu)成閉合的環(huán)路，可以有效防止脈沖閥誤導(dǎo)通。為簡化接線提高系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，可以把二極管電路制作成電路板，也可以采用帶有二極管的接線端子臺。除塵器有4個以下除塵室時，也可以采用4開觸點繼電器隔離同序號脈沖閥公共端，如圖3所示。脈沖控制繼電器每個常開觸點接1路脈沖閥，任意1個脈沖控制繼電器接通，除了正�？刂苹芈罚�其它脈沖閥不構(gòu)成回路。

　　3 系統(tǒng)程序設(shè)計

　　PLC程序設(shè)計采用子程序設(shè)計方法，將各功能設(shè)計為獨立的模塊。袋式除塵器根據(jù)實際需求的不同，設(shè)計的除塵室和脈沖閥數(shù)量不一樣。在設(shè)計PLC控制程序時，采用可調(diào)控制點數(shù)模板式設(shè)計方法，可以快速為不同數(shù)量脈沖閥的除塵器設(shè)計控制程序。程序采用計數(shù)和移位運算，控制矩陣電路，只需要設(shè)置除塵室和脈沖閥的數(shù)量，修改輸入輸出對應(yīng)控制點數(shù)，即可實現(xiàn)對不同點數(shù)除塵器的控制。

　　考慮后期進行數(shù)字化智能工廠建設(shè)，除塵器控制系統(tǒng)能夠?qū)�接信息系統(tǒng)，程序預(yù)留配置modbus和profibus dp協(xié)議接口。與信息系統(tǒng)對接后，運行狀態(tài)數(shù)據(jù)通過通訊線路傳到集控中心，集控系統(tǒng)可對除塵器運行狀態(tài)實時監(jiān)控，并通過數(shù)據(jù)挖掘分析，優(yōu)化除塵系統(tǒng)運行參數(shù)。

　　觸摸屏人機交互界面設(shè)計為多窗口界面，主要有系統(tǒng)監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置、參數(shù)顯示、報警等界面。操作員在參數(shù)界面查看設(shè)置系統(tǒng)運行參數(shù)。在正常運行狀況下，界面顯示控制系統(tǒng)的狀態(tài)，如布袋除塵室�[灰、氣動閥及脈沖閥運行狀態(tài)等。當運行參數(shù)超過設(shè)定值時，會提示報警信息，便于操作人員進行故障分析和處理。

　　4 結(jié)束語

　　在該脈沖布袋除塵器中，采用矩陣控制電路，利用繼電器4個觸點分別控制各室脈沖閥，簡化了控制線路，降低了成本，提高了運行的可靠性�？烧{(diào)控制點數(shù)模板式設(shè)計方法，快速為多臺不同脈沖閥數(shù)量的除塵器設(shè)計程序，縮短了同類型產(chǎn)品的研制周期。友好的人機交互界面，提高了工作效率。該控制系統(tǒng)在實際運行中穩(wěn)定可靠，效果良好。

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　　中級工程師論文發(fā)表期刊推薦《中國科技術(shù)語》致力于建設(shè)有中國特色的術(shù)語學理論、促進漢語科技術(shù)語的規(guī)范和統(tǒng)一，是由科技專家和語言專家合力打造的集科技與人文于一體的綜合性刊物。為術(shù)語的研究 者、術(shù)語的審定者和術(shù)語的使用者服務(wù)。面向術(shù)語界、科技界、語言界、翻譯界、新聞出版界、教育界的廣大工作者和研究者，介紹國內(nèi)外術(shù)語理論研究成果，公布 規(guī)范科技名詞，發(fā)布試用科技新詞，組織重點、難點科技名詞的定名討論，探究科技術(shù)語的歷史文化內(nèi)涵，報道科技名詞規(guī)范工作動態(tài)。

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