脉冲清灰袋式除尘器电控系统设计

脉冲清灰袋式除尘器电控系统设计学生姓名：学号：专业：电气工程及其自动化指导教师：目录摘要···········································································3绪论····································································4设计要求································································8脉冲清灰袋式除尘器······················································11总体控制系统····························································14电控系统的硬件设计······················································17系统的软件设计·························································21参考文献······································································40附录··········································································41摘要国家对环保标准的要求越来越严，排放浓度由200mg/m降为50mg/m，很多小型电厂因排放达不到环保要求，被迫停产。研究开发技术先进、具有市场竞争力的小型袋式除尘器具有重要的意义。论文介绍了袋式除尘器在国内外的研究现状，概述了不同除尘方式的特点，详细分析了脉冲袋式除尘器的结构、工作原理和工艺流程，系统的介绍、总体设计、硬件、软件的设计、调试。对袋式除尘器控制系统进行了仿真测试，运行效果良好。关键字：脉冲袋式除尘器，PLC控制，除尘方式，仿真试验第1章绪论1.1安装除尘设备的目的在国内的工业除尘设备制造行业、以及广大的除尘设备用户中，普遍存在一种误解，即除尘设备并非主要的生产设备。安装除尘设备的主要目的，仅仅是为了达到环保执法单位的要求，从而减少企业的排污费用负担、保证企业的正常生产。但事实上，在更多的行业中，除尘设备的确是主要的产品生产加工设备。在这些生产工序中，除尘设备的效率将直接影响到企业的生产产量。这些除尘设备的主要功能是在各道工序中对粉末产品进行回收，回收后的粉末经过进一步的加工处理将作为成品推出市场。这些工业包括水泥、碳黑、石棉、塑料、石灰、陶瓷、制药、粮食、奶粉、烟草、有色金属冶炼、稀有土矿加工等等。除尘设备在以上各行业的应用中，普遍称为收尘器。在另一种需要高效率除尘设备的工业领域中，除尘设备的主要用途是保障产品质量、保护下一道工序生产设备的正常运作，以及保护厂区内生活环境和员工的身体健康。例如：电子制造业的真空房、医院、科学实验室等无尘环境的进气通风口除尘；燃气轮机（GTS）的入口气体过滤；空分净化；回收高炉煤气进入发电机（TRT）系统前的气体净化，以及车间内烧焊、喷沙、喷涂气体和焚化炉有毒气体的净化除尘等等。以上各种除尘和净化设备的应用，远远跨越一个企业对国家的环保责任，同时也涉及到企业对其职工应承担的劳保责任，对其生产设备的应用维护以及建立保证产品质量的现代化管理制度。如果除尘设备在以上工序中失效，将导致企业蒙受巨大的时间，金钱和名誉损失。在中国进入WTO以后，国内对大气排放要求将会逐渐与欧美各国的排放水平接轨。目前，欧共体的平均排放要求是低于20mg/m。如果需要达到此水平，应用目前的科技也只有采用高效的滤袋除尘器。因此，国内各有关环保组织正在大力呼吁和推广滤袋除尘器代替静电除尘器，应用在电厂燃煤锅炉的除尘系统上。最后，根据2000年9月1日实施的《中华人民共和国大气污染防治法》中第十四、十五条规定，国家将按照各企业的大气污染物排放总量征收排污费。只有使用高效率、高质量的除尘设备才能够长期为企业节省排污费用。由上可见，除尘设备并不仅仅是一种辅助设备。它在各种工业环境中，将对企业产品的质量和产量，生产运作费用，厂房内外环境，以及职员的安全和设备的维护保养起到关键性作用。1.2袋式除尘器在电厂的应用情况环境保护现在已成为全世界的一个重要课题。我国是以煤炭为主要能源的国家之一，资源的国情决定我国能源结构是以火电为主、水电为辅、核电风能作补充，电力结构发展很不平衡。预计在近十年内火力发电所占的比重仍将在70％以上。如果我国要保持7％的经济增长速度，每年就要新增装机容量约25000MW，其中，火电厂要新增装机约18000MW。新增的燃煤锅炉每年耗标准煤约5000万吨，这将产生大量含尘烟气。据统计，我国90％二氧化硫、67％氮氧化物、70％烟尘排放量来自于煤炭的燃烧。其中，燃煤电站、燃煤工业锅炉、燃煤炉窑等烟气排放污染问题最为突出。随着我国社会、经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，国家对烟尘的排放标准也将越来越严格，因此，这些含尘烟气都要经过高效除尘器处理后才能够排放。从目前的技术来看，静电除尘器和袋式除尘器将分享这块市场，但是一批老除尘器会改造成袋式除尘器，预计今后袋式除尘器将会得到较大的发展随着环保标准的不断提高以及袋式除尘技术的不断发展，袋式除尘器在火电厂锅炉中应用潜力很大，具有广阔的发展空间。我国的火电厂大型燃煤锅炉除尘，是高效除尘设备的巨大市场。由于种种原因，我国的袋式除尘器在这个市场还未打开局面，而国外发达国家火电厂除尘、脱硫，袋式除尘器占有相当的份额，特别是澳大利亚火电厂除尘，绝大多数都采用袋式除尘器，运行稳定，效果良好。目前我国对烟气中的S0加强控制，粉尘比电阻上升，使得电除尘器的应用变得困难和不经济，袋式除尘器成为合理的选择。1.3除尘技术的发展现状我国从上世纪50年代，特别是从改革开放以来，广泛引进国外的先进除尘技术，并通过进一步开发研制取得了迅猛的发展，目前已接近世界先进水平。1.3.1除尘方式除尘的方式很多，根据原理的不同可大体分为静电式除尘、液体除尘、滤袋除尘，现在应用最多的是滤袋除尘器和电除尘器。电除尘器当前国内技术研发的热点主要在以下几个方面：泛比电阻电除尘器技术、移动电极电除尘器技术、薄膜电除尘器技术、层流．电凝聚技术。滤袋除尘根据压力的不同，可分为正压除尘和负压除尘，但目前我国普遍采用负压除尘。袋式除尘器有脉冲喷吹式、长袋低压脉冲式、分室引射脉冲式、滤简脉冲喷吹式、扁袋脉冲喷吹式、回转反吹式、气箱脉冲式等多种结构形式。1.3.2电除尘和袋式除尘的比较国家对环保标准的要求越来越严，目前《火电厂大气污染物排放标准》GBl3223—200X版已经由国家环境保护总局发布，第三时段烟气允许排放浓度由原标准的200mg／m降为50mg／m。该标准不但提高了烟尘的排放标准，而且加强了硫化物排放的限制，这将导致普遍应用石灰石进行炉内脱硫的循环流化床锅炉；同时，煤粉炉也会采用向炉膛或烟道中加入脱硫剂的各种干法或半干法脱硫措施以降低S02的排放。这些脱硫措施将会增加烟气中的粉尘浓度，提高烟尘的比电阻。针对上述实际情况，对电除尘器和袋式除尘器作以下比较。(1)电除尘器的特点优势：①除尘效率高，可达99％以上。②烟气通过设备的压力损失低，一般大约只有几十毫米水柱。③可以适用较广的温度范围(从露点到金属的温度极限)。④对于亚微米粒子和粗粒子的除尘效率高。⑤如果运行得当，需要的维护量少。缺点：①锅炉工况和负荷的变化等影响其净化效率，导致排放的不稳定。②除尘效率受粉尘比电阻影响大，煤质的改变会影响其效率。③维修时需要停止设备的运行。(2)袋式除尘器的特点优势：①除尘效率高，可达99．99％以上。②除尘效率不受粉尘比电阻、浓度、粒度的影响，锅炉负荷的变化、烟气量波动对袋式除尘器的出口的排放浓度影响不大。③一般袋式除尘器采用分室结构，并在设计中留有裕量，使除尘器可轮换检修而不影响锅炉的运行。④袋式除尘器能更有效地捕集微细粉尘，除去飞灰中重金属微粒比静电除尘器要多。⑤附属设备较少，技术要求没有静电除尘器那么高。⑥结合喷雾干燥等设备，可以解决烟气的S0污染问题。缺点：①袋式除尘器对操作和维护的要求比较高。②锅炉运行中的负荷不稳定，尤其是在点炉、启动、停炉等情况下，烟气的性质也不同，这也会影响到袋式除尘器的使用寿命。③压力损失较大，一般在1000Pa～1500Pa，甚至更高。若清灰系统失灵，将形成恶性循环，导致阻力急剧升高，甚至影响锅炉运行。第2章设计要求设计题目脉冲除尘器的PLC控制任务描述及控制要求水泥厂在生产中可产生大量的水泥粉尘，不但造成了空气污染，还严重地影响了操作工人的身心健康，改善现场的作业环境，可通过布袋式脉冲除尘器回收水泥粉尘。某水泥厂的球磨车间建有5个除尘室，每个除尘室安装了1台脉冲除尘器，每台脉冲除尘器有两个脉冲电磁阀（A阀和B阀）和1个提升电磁阀。在提升电磁阀工作期间，脉冲电磁阀才能工作。1.控制任务和要求（1）各个除尘器的电磁阀的控制时序。为使收尘系统阻力变化范围小，一般采用均匀间隔清灰的工作方式，即采用定时控制方式，各个除尘器的电磁阀的控制时序如图1所示：前室提升电磁阀脉冲电磁阀后室提升电磁阀脉冲电磁阀图1t0：脉冲电磁阀的启动延时，一般取2st1：提升电磁阀的工作时间，一般取8st2：脉冲电磁阀的喷吹时间，一般取0.13st3：室间隔时间，一般取17s（2）各个除尘阀的工作顺序。考虑到灰斗里绞刀负荷的均衡性、喷吹的有效性及减少清灰时的排放量，一般采用错开清灰的方式。各个脉冲电磁阀的工作顺序是：1A→3A→5A→2A→4A→1B→3B→5B→2B→4B→1A→……（3）系统的工作方式。为检修和维护方便，每个电磁阀应有自动/手动两种工作方式，正常工作时采用自动方式：检修和维护时，采用手动方式。（4）在各个电磁阀工作期间，应有指示灯指示。2.设计方案提示（1）在自动方式下，各个电磁阀处于顺序循环控制过程中。（2）某个电磁阀工作在手动方式下，则不会影响其他电磁阀的正常工作。（3）为节省输出点，可将电磁阀线圈与指示灯并联.（4）其操作面板如图2：第3章脉冲清灰袋式除尘器脉冲清灰除尘器（又称行喷吹脉冲）是目前国际上最普遍、最高效的滤袋除尘器。其特式是在每一个脉冲阀的出口安装喷吹管，负责对准安装在喷吹孔底下的滤袋进行高效脉冲清灰。优点：(1)可根据现场工艺的实际情况，灵活设计在线或离线的高效率均匀清灰系统，克服以上各种清灰方法的不足。(2)可以根据工艺需要和系统压力，选择高压或低压；在线或离线脉冲清灰。(3)结构简单，选择不同尺寸的滤袋和脉冲阀，可灵活设计滤袋的分布，制造各种处理风量的机组。(4)脉冲阀工作寿命一般为5年以上，滤袋是2年以上。(5)运作费用低，采用压缩气能源喷射引流，保证滤袋底部清灰压力。(6)在国内具有大量的成功应用实例。3.1脉冲清灰袋式除尘器的结构某锅炉烟气袋式除尘器有两个进口、两个出口，相应有两台引风机（引风机已有控制设备，不包括在本项目内）。除尘器共有4个室，每个室有两只进口提升阀，两只出口提升阀，1只冷风阀；除尘器两侧各有两只旁路提升阀；全套除尘器共有14组24只提升阀，这些阀门采用电磁气阀控制，其线圈电压DC24V。每个除尘室装有56只脉冲电磁阀，每只阀控制16只滤袋，共计896只滤袋。以4只脉冲电磁阀为一组，共有14组。每个室的烟气入口和净气出口之间装设1只差压传感器，当差压值达上限（约900Pa，可调整）时，说明滤袋被烟尘堵塞，透气性已明显下降，14组脉冲电磁阀按规定次序逐一通电进行喷吹，（喷吹时间0.2～0.4s，间隔时间约为20～30s，由PLC控制）直到压差值恢复正常值（例如500Pa，可调整）为止。除尘器每两个室有一只大灰斗，装有一个灰位上限监测器，当存灰达到上限时发出声光报警信号，提示值班人员及时清灰，灰位下降后报警停止。在两个净气出口处各装设氧量仪（0～21%）O2一只，以监测滤袋工作条件。在两个烟气进口处各装两只温度传感器，当任何一个测点的烟气温度达到设定值（可调整）时，应采取必要的安全措施，防止滤袋损坏。每个除尘室设有两只压缩空气联箱，全套除尘器共有8只联箱，压缩空气由8m/min空气机供给，其驱动电动机为55kw，在除尘器的压缩空气总管上装1只压力传感器，当其压力低于下限（例如0.45Mpa，可调整）说明压力不足，应发出报警信号，提示值班人员采取必要的应对措施。在烟气进气口总管及净气口总管之间装设差压传感器一只，以监测全系统运行情况。脉冲袋式除尘器基本结构由气包、上箱、下箱、灰斗、控制4部分组成。上箱体部分包括：上箱体、出风口、喷吹管等；下箱体部分包括：下箱、孔板、滤袋、框架；灰斗部分包括：灰斗、支腿、进风口、螺旋输送器、卸灰阀；控制部分包括：脉冲仪、电磁脉冲阀。其原理图如下图3.1所示：出风口已净化的空气出风口已净化的空气滤袋喷吹口压缩空气进风口检修口出灰口气包图3.1脉冲清灰袋式除尘器原理图3.2工作原理脉冲清灰除尘器（又称行喷吹脉冲）是目前国际上最普遍、最高效的滤袋除尘器。其特式是在每一个脉冲阀的出口安装喷吹管，负责对准安装在喷吹孔底下的滤袋进行高效脉冲清灰。脉冲袋式除尘器基本结构由气包、上箱、下箱、灰斗、控制4部分组成。上箱体部分包括：上箱体、出风口、喷吹管等；下箱体部分包括：下箱、孔板、滤袋、框架；灰斗部分包括：灰斗、支腿、进风口、螺旋输送器、卸灰阀；控制部分包括：脉冲仪、电磁脉冲阀。含尘气体从袋式除尘器进口引入后，通过烟气分配装置均匀进入滤袋，在此过程中粉尘即被滤袋的外侧所阻挡，经过净化处理的气体从出口排出，粉尘则附着在滤袋外表面上，当粉尘达到一定厚度时，电磁脉冲阀开启，压缩空气从滤袋出口处的文丘里喷嘴自上而下吹入滤袋，将吸附在滤袋外表面的粉尘清落到下面的灰斗中，然后由回转排灰阀将粉尘排出，文丘里喷嘴可以诱导大量的刚被净化的气体进入袋中，其体积数倍于喷嘴喷出的压缩空气，而且流速很高，形成空气波，使滤袋口至底部发生急剧膨胀和冲击振动，具有很强的清灰效果。除尘器内的滤袋分为若干组，每组滤袋的喷射时间只需0.2～0.5s左右，一组喷射完毕经过15～30s左右的间隔时间后，接着对下一组进行喷射，全部滤袋喷射完毕至下一周期的间隔时间则根据滤袋数量和积灰情况决定。由于滤袋积灰能够及时清理，故使得除尘器总是保持良好的工作状态。脉冲清灰袋式除尘器需要根据烟气的温度、流量、粉尘浓度和粒度、粘性、酸碱性等等以及场地情况进行设计配置。第4章总体控制系统4.1控制系统4.1.1组成一般具有定时和压差两种清灰功能和各种自动控制功能。定时式清灰控制是按人为设定的时间顺序自动控制清灰机构的工作状态。压差清灰控制是根据滤袋外壁沉积粉尘厚度的变化而引起袋式除尘器压差值的变化实行自动清灰。一般在工况条件稳定的状况下，可按定时清灰设置；对于不同的烟尘工况条件和除尘系统的要求，可按压差清灰设置，随着滤袋外表面阻留的积灰增多，达到预定的过滤阻力时，电磁脉冲阀按照电控仪设定的程序，进行喷吹清灰，可保证除尘器稳定运行。其组成如下图所示：清灰清灰输出继电器卸灰输出继电器喷吹电磁阀卸灰指示灯卸灰电机接触器清灰指示灯风机电机启动柜启动状态电机启动清灰控制逻辑卸灰控制逻辑风机控制逻辑清灰控制开关清灰控制开关清灰控制开关E8Y-A5C压差传感器TD200文本终端图4.1控制系统组成4.1.2主要控制功能（1）布袋清灰可编程序控制（2）清灰方式分为：现场手动和本地自动；其中自动方式又分为定时自动控制和压差自动控制。（3）除尘器的卸灰控制卸灰方式分为：现场本地手动卸灰和现场手动卸灰。4.2清灰系统清灰系统是脉冲袋式除尘器的核心，也是其技术的关键所在。清灰系统主要包括检测和控制两部分，其设计是否合理决定着除尘器设计的成败。4.2.1清灰原理在进入清灰流程中后，需要清灰的舱室关闭舱口(舱El由提升阀控制)，此舱室暂时停止除尘。然后，由PLC给脉冲阀信号后，脉冲阀依次迅速动作0．1至0．2秒，这时，喷吹阀内的密封膜片打开，气包中的压缩空气由于压力作用，从喷吹口迅速喷出，使脉冲阀下面正对着的滤袋猛地膨胀。压缩空气高速地通过滤袋，将积聚在滤袋外壁的粉尘吹落在灰斗中，从而达到清灰目的。除尘器清灰系统的关键就是要求脉冲阀准确迅速的动作，这样才能达到最好的喷吹效果，使滤袋上的灰尘能够完全清除。而且，在两个喷嘴喷吹之间要有一定的时间间隔，以防止两个布袋之间互相干扰。4.2.2喷吹动作流程本设计的脉冲袋式除尘器有4个独立除尘舱室，每个舱室有10个脉冲阀，那么除尘器的脉冲喷吹动作流程描述如下：1室：提升阀l闭合(舱室1关闭)一等待3秒(确保舱门关闭紧密)一脉冲阀1喷吹(对滤袋1进行反向喷吹以清除过滤带上附着的灰尘)一等待1秒一脉冲阀2喷吹一等待1秒一脉冲阀3喷吹一等待1秒⋯⋯·一脉冲阀10喷吹一等待5秒(等待灰尘自然沉降至灰斗)一提升阀1打开(舱室1开启重新进入除尘状态)一等待下次除尘并激活2舱室清灰2室：提升阀2闭合(舱室2关闭)一等待3秒(确保舱门关闭紧密)一脉冲阀1喷吹(对滤袋1进行反向喷吹以清除过滤带上附着的灰尘)一等待1秒一脉冲阀2喷吹一等待1秒一脉冲阀3喷吹一等待1秒⋯⋯·一脉冲阀10喷吹一等待5秒(等待灰尘自然沉降至灰斗)一提升阀2打开(舱室2开启重新进入除尘状态)一等待下次除尘并激活3舱室清灰3室，4室动作流程同上4室除尘完毕后进入清灰间隔期(所有舱室都处于除尘状态)一等待下次清灰指令发出(例如时间定时，压差方式，或手动指令)其除尘喷吹动作流程见附录。4.3清灰检测可采用在线清灰方式和离线清灰方式。在线清灰：指在进行脉冲喷吹时，滤袋仍然处在过滤烟气的状态。喷吹系统需要采用比较高的喷吹气流阻挡过滤烟气，同时用瞬间的脉冲振荡使尘饼剥落，进入灰斗。在线清灰除尘器内部是一个大空间静态气室，气流分布比较均匀，使滤料所承受的过滤负荷变化不太大，这样可以延长滤袋使用寿命。离线清灰系统需要把除尘器内部划分成若干个密封气室，每个气室花板上的出气口独立安装挡板以及气缸、电磁阀等压缩空气控制系统。在对每个气室进行脉冲清灰前，需要首先控制挡板使这个气室不再进行烟气过滤。因此离线清灰构造比较复杂，造价和维护量比在线清灰要高。但采用离线清灰方法可减低“二次扬尘"，使清灰更加彻底，达到降低设备阻力的效果。本设计除尘器采用离线清灰方式。清灰检测包括压缩空气过滤系统压力检测；含尘气体管道内压力、温度检测；脉冲阀状态监测；以及压差检测、风速检测等。第5章电控系统的硬件设计5.1电控系统配置在控制室装设三台电控柜和一套工控机及19in（1in=25.4mm）彩显等设备，对除尘器运行状态进行全面控制和监测。三台电控柜中，一台为电源柜，具有双电源自动投切装置，并装设电流、电压表、空压机控制电路以及储罐压力数显表和闪光报警仪、其他开关电器等。两台控制柜门上装有温度、差压，净气氧含量数字仪表，8路闪光报警仪及喷吹阀指示灯组、操作按钮、指示灯等，电控系统有“手动调试”、“自动运行”两种工作方式：（1）手动调试控制系统接通电源后，电源柜上AC220V、DC24V指示灯亮。电磁气阀电源开关应全部接通并将柜门上的选择开关置于“手动调试”挡位，相应黄色指示灯亮。值班人员应先启动空压机组，为系统提供气源。值班人员接通进口阀、出口阀、冷风阀、旁路阀的控制开关，相应的电磁阀通电，上述阀门便提升到全开位置，柜门上绿色指示灯亮，断开控制开关则提升阀处于关闭位置，相应的红色指示灯亮。值班人员接通喷吹试验开关，上方绿色指示灯亮，相应的脉冲电磁阀组开始轮流工作，柜门上小型绿色LED指示灯组轮流闪亮，其发光时间就是电磁阀接通脉冲电流时间，十分清晰。控制柜门上装设的净气氧含量、除尘室差压、烟气入口温度等数字显示仪表指示当前数值，其上、下限可以根据需要设定，既直观，又方便。电源柜上装设压缩空气压力数显表，总管差压数显表，3台控制柜上各有一只八路闪光报警控制仪，可以按动“试验”按钮进行检查。在“手动调试”方式时，各个电气设备都可以根据需要独立进行操作。（2）自动运行接通控制柜电源，并将电源柜门上的选择开关置于“自动运行”挡位，相应的蓝色指示灯亮。启动空压机组后如储罐压力传感器检测的压缩空气压力和4只烟气进口温度传感器检测的温度均为正常值，则除尘器4组8只烟气进口提升阀、4组8只净气出口提升阀全部打开，4只冷气阀和4只烟气旁路阀全部关闭，此时除尘器处于正常运行状态。滤袋脉冲喷吹用转换开关选择定时或定阻方式，所谓“定时”，是脉冲电磁阀组按预定间隔时间喷吹一周；“定阻”喷吹即是当除尘室的差压值达上限时，相应的小型LED指示灯组闪亮。还应说明的是，当某个除尘室正在进行喷吹时，其余除尘室即使差压达到上限，也不能进行喷吹，须待这个除尘室喷吹过程结束后才能开始。在自动运行过程中如需更换某室滤袋时，只要把该室进口，出口提升阀关闭并将相应的电磁气阀电源开关断电即可进行作业。5.2系统报警状态在三台控制柜上各有一只8路闪光报警控制仪，上方有1~4回路红色报警灯，下方有5~8回路黄色报警灯，分别由报警信号控制，它们的报警条件设定如下：（1）1#电源柜报警仪设置：①压缩空气储罐的压力低于0.5Pa（可在压力仪表上调整）②备用。③系统烟气总管与净气总管之间的压力大于900Pa（可在仪表上调整）。④备用⑤电源A失电。⑥电源B失电。⑦控制变压器二次电压失电。⑧24V失电。（2）2#、3#控制柜报警仪设置：①烟气温度达到第一设定值220℃（4只温度仪表设定值应调至相同值）。②烟气温度达到第二设定值210℃（4只温度仪表设定值应调至相同值）。③1#室（或3#室）差压值达到上限设定值900Pa（可在相应的仪表上调整）。④1#室（或3#室）差压值达到下限设定值500Pa（可在相应的仪表上调整）。⑤净气含氧量达到8%以上（可在仪表调整）。⑥1#室（或2#室）灰位达到上限（不可调整）。⑦2#室（或4#室）差压值达到上限设定值900Pa（可在相应的仪表上调整）。⑧2#室（或4#室）差压值达到下限设定值500Pa（可在相应的仪表上调整）。任何一处烟气温度达到第二设定值时，应打开4个除尘室的冷风阀，此时值班人员应密切注意除尘室的运行状情况；达到第二设定值时，应立即打开两组旁路阀，关闭四组进口阀和出口阀，使烟气直接从引风机排出，防止滤袋温度过高发生损坏。当有报警信号输入时，相应的报警灯闪亮，并发出报警声音，提示值班人员采取必要的对策，值班人员可按下报警器下方的“消音”按钮，使声音停止，但灯光仍然保持到报警信号消除为止。如工控机监控系统也在运行，则工控机相应的画面也有声光报警信号出现。当按下报警器下方的“试验”按钮时，报警器将发出声光报警信号，用于检查该报警器是否正常。在锅炉运行过程中除尘器的进、出口阀不能关闭，为此本控制系统备有在线不简短电源UPS，其容量为2kV•A/h，当工作交流电源突然断电时仍能维持PLC及各提升阀的24V控制电源，使提升阀的状态保持不变，另外设有备用交流电源自动投入电路，以尽可能缩短交流电源中断时间，保证系统安全运行。5.3烟气检测控制系统在烟道入口处是以烟气检测控制系统为核心的控制系统，为了满足设计要求，使除尘器能够安全高效的运行，并且达到节能环保的目标，就需要对进入除尘器前烟气的温度、湿度、进风量进行实时检测控制，防止过高温度的烟气进入除尘器，把除尘器的滤袋烧毁。烟道入口处系统控制方案主要包括两大部分：风机变频调速模糊控制模块和喷淋水流量的烟气控制模块。当烟气温度变化误差范围小于10℃，风机通过风速控制模块，采取通过调节风机转速控制烟道负压模糊控制策略。同时喷水阀少量喷水，主要提供增湿作用，使水颗粒和烟尘颗粒碰撞，凝聚增体，对提高除尘效果十分有利。当超出这一误差范围，风机则进入全速运行状态，同时应跟随除尘过程中温度与湿度的变化，通过改变喷水阀门的个数调节喷淋水流量，实现烟气温度的智能控制。根据现场的专家经验划分得出不同的温差范围和湿度变化，以及相应的喷水量。以满足袋式除尘器运行在正常的工作温度中。5.4除尘喷吹控制系统采用的是闭环控制系统。由PLC作为控制器，压差传感器检测滤袋内外压差，当压力达到设定值的时候，说明布袋上所积灰尘过多，需要启动自动清灰程序，喷吹控制系统这时开始控制脉冲阀工作，对布袋进行喷吹动作，使过滤舱室的压力降低到设定值以下。喷吹系统的控制是整个除尘器除尘流程中最为关键的部分，喷吹控制系统的性能直接影响除尘效果，也关系到节能、节省原料成本等重要技术指标。第6章系统的软件设计6.1软件设计的内容软件设计主要由两部分组成，第一部分是按工艺要求对PLC的几种工作方式进行设计。按照生产线的工艺要求和控制规则，PLC运行方式分为自动工作和手动调试两种方式，其中自动工作方式又分为定时和定阻两种形式。在手动调试状态，用户可以单独调节每个触点，通过观察继电器及其控制的阀门的动作与否，来确定设备相应的硬件设施是否正常。调试通过后，程序即可进入正常运行模式，PLC通过检测差压传感器的测量值，选择相应的运行方式；当差压检测值大于设定上限值时，选择差压方式运行。当差压检测值小于设定下限值时，选择定时方式运行。异常处理主要为温度异常，此时应停止运行，并开启相应的冷风阀，降温处理后继续运行。如果为其他异常情况，则程序停止运行，直到恢复正常。用户可以根据需要在各模块之间切换，监控模块主要完成对现场温度和差压数据的显示，各控制室及其内部各阀的实时动作，风机运转情况，冷风阀打开与关闭情况，气包曲线的变化情况，以及对下位机的开关机操作。调试模块主要完成对各控制室和室内的相应阀门的调试，针对具体的阀门，判断其是否正常。参数设置模块主要完成对各控制参数的设置，包括进入口温度的上下限，进出口差压上下限，定时控制喷吹时间与时间间隔，定阻控制提升阀动作时间，喷吹时间与时间间隔，卸灰控制动作时间、时间间隔及周期。数据库模块主要完成对各主要操作和运行错误时的历史记录，以便于对历史运行中的错误进行查询。诊断模块主要是对系统中的设备进行诊断，以发现其是否存在故障，便于及时做出反应，避免设备运行时造成严重的设备损坏。工艺流程以绘图界面展现出该系统的清晰流程，使用户对系统的工艺有清晰直观的了解。另外，为了便于操作人员的管理，系统设置了密码管理功能，操作人员每次操作前必须进行身份验证，以防止由于非操作人员的误操作而造成不必要的损失。6.2控制系统的程序框图除尘器开始自动运行时，首先手动选择运行方式(压差方式或定时方式)，在压差方式时，如果长时间没有达到规定压差，也会自动进行一次喷吹清灰。每个舱室首先关闭提升阀，使舱门关闭暂停进风，然后脉冲阀依次喷吹对滤袋清灰。等到所有脉冲阀动作完毕，舱门重新打开，继续除尘过程，下一舱室开始除尘。如下图5.1所示喷吹运行喷吹运行开始压差、定时方式压差、定时方式压差、定时方式清灰间隔时间到4提升阀关舱门间隔喷吹1～4#室1室提升阀关舱门1～14号脉冲阀顺序喷吹1～14号脉冲阀顺序喷吹定时方式压差方式YYNN省略2、4室图6.1喷吹控制系统程序框图6.3控制系统PLC程序设计系统配置选用FX2N模型I/O总数输入输出尺寸

mm(英寸)

(宽)*(厚)*(高)数目类型数目类型FX2N-16MR-001168漏型8继电器130*87*90

()FX2N-16MT晶体管FX2N-32MR-0013216漏型16继电器150*87*90

(5.9*3.4*3.5)FX2N-32MT晶体管FX2N-48MR-0014824漏型24继电器182*87*90

(7.2*3.4*3.5)FX2N-48MT晶体管FX2N-64MR-0016432漏型32继电器220*87*90

(8.7*3.0*3.5)FX2N-64MT晶体管FX2N-80MR-0018040漏型40继电器285*87*90

(11.2*3.4*3.5)FX2N-80MT晶体管FX2N-128MR-00112864漏型64继电器350*87*90

(13.8*3.4*3.5)FX2N-128MT晶体管FX2N性能规格项目规格备注运转控制方式通过储存的程序周期运转I/O控制方法批次处理方法(当执行END指令时)I/O指令可以刷新运转处理时间基本指令：0.8µs/指令

应用指令：1.52至几百µs/指令编程语言逻辑梯形图和指令清单使用步进梯形图能生成SFC类型程序程式容量8000步内置使用附加寄存盒可扩展到16000步指令数目基本顺序指令：27

步进梯形指令：2

应用指令：128最大可用298条应用指令I/O配置最大硬体I/O配置点256，依赖于用户的选择（最大软件可设定地址输入256、输出256）辅助继电器

（M线圈）一般500点M0至M499锁定2572点M500至M3071特殊256点M8000至M8255状态继电器

（S线圈）一般490点S0至S499锁定400点S500至S899初始10点S0至S9信号报警器100点S900至S999定时器（T）100毫秒范围：0至3276.7秒200点T0至T19910毫秒范围：0至327.67秒46点T200至T2451毫秒保持型范围：0至32.767秒4点T246至T249100毫秒范围：0至3276.7秒6点T250至T255计数器（C）一般16位范围：0至32767数200点C0至C199

类型：16位上计数器锁定16位100点（子系统）C100至C199

类型：16位上计数器一般32位15点C200至C219

类型：16位上/下计数器锁定32位15点C220至C234

类型：16位上/下计数器高速计数器

（C）单相范围：-2147483648至+2147483647数

一般规则：选择组合计数频率不大于20KHz的计数器组合

注意所有的计数器锁定C235至C2406点单相c/w起始

停止输入C241至C2455点双相C246至C2505点A/B相C251至C2555点数据寄存器

（D）一般200点D0至D199

类型：32位元件的16位数据存储寄存器对锁定7800点D200至D7999

类型：32位元件的16位数据存储寄存器对文件寄存器7000点D1000至D7999通过14块500程式步的参数设置

类型：16位数据存储寄存器特殊256点从D8000至D8255

类型：16位数据存储寄存器变址16点V0至V7以及Z0至Z7

类型：16位数据存储寄存器指标

（P）用于CALL128点P0至P127用于中断6输入点、3定时器、6计数器100*至150*和16*至18*

(上升触发*=1，下降触发*=0，**=时间(单位：毫秒))嵌套层次用于MC和MRC时8点N0至N7常数十进位K16位：-32768至+32768

32位：-2147483648至+2147483647十六进位H16位：0000至FFFF

32位：00000000至FFFFFFFF浮点32位：±1.175*10-38，±3.403*10-38（不能直接输入）

扩展选用EM222（8X/8Y）X/Y口分配X口：X10…X27十六个X口Y口：Y10…Y26十五个Y口X口：X10电源开关X17脉冲电磁阀3BX11脉冲电磁阀1AX20脉冲电磁阀5BX12脉冲电磁阀3AX21脉冲电磁阀2BX13脉冲电磁阀5AX22脉冲电磁阀4BX14脉冲电磁阀2AX23提升电磁阀1室X15脉冲电磁阀4AX24提升电磁阀2室X16脉冲电磁阀1BX25提升电磁阀3室X26提升电磁阀4室X27提升电磁阀5室Y口：Y10提升电磁阀1室Y20脉冲电磁阀2AY11提升电磁阀2室Y21脉冲电磁阀4AY12提升电磁阀3室Y22脉冲电磁阀1BY13提升电磁阀4室Y23脉冲电磁阀3BY14提升电磁阀5室Y24脉冲电磁阀5BY15脉冲电磁阀1AY25脉冲电磁阀2BY16脉冲电磁阀3AY26脉冲电磁阀4BY17脉冲电磁阀5A硬件接线图24VCD24VCD传感器电源输出24VCD电源(6ES7214-2AD23-0XB8)1M1L+10111213142M2L10111213141516172M202122232425ML+ML+DCMIVMA+B+VLOAD模拟量x/y主电路图30A30ACJ20-40RL1-60