基于PLC布袋除尘装置控制系统的设计分析

基于PLC布袋除尘装置控制系统的设计分析随着科技的发展进步，布袋除尘技术不断提高，朝着全面自动化的方向前进，实现环境效益、社会效益和经济效益的共同发展。本文以某PLC布袋除尘自动控制系统为例，介绍了PLC布袋除尘装置控制系统总体设计方案和工作原理，分析了系统的程序设计。标签：PLC；布袋除尘；系统设计0引言布袋除尘系统的设计具有很大的环境价值和经济价值，对于我国的工业尤其是垃圾发电行业发展意义重大。系统设计如果能实现全面自动化，提升除尘能力，就能减少人工作业，降低企业成本，实现效益提升。1PLC布袋除尘装置控制系统的总体设计1.1PLC控制系统概述PLC控制系统也可称为可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，也是工业控制的核心部分。PLC控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，包括中央处理单元、存储器、电源、程式输入装置、输入输出回路。当PLC控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。分别为输入采样阶段，用户程序执行阶段和输出刷新阶段。PLC系统以计算机为核心技术，对于工业电气系统中的继电器进行逻辑编辑控制。PLC程序在处理数控机床的信息时，所需的时间一般为几十至几百毫秒之间，这样的速度对于一般程序数据信息的处理是可以完成的，但是，一些信息的处理对于时间的要求更高，需要更快的反应速度，这就要去PLC系统能够得以提升，满足所有需求。对于PLC系统的设计，可分为低级与高级之分。其中低级程序设计用来满足一般的数据程序信息的处理，而高级程序则用来应对紧急状况和特殊要求。此外，对于PLC系统的参数设定也需要注意。在设定系统参数前，要掌握好控制中心对于机构功能的需求，根据需求设定数值，这样既能发挥布袋除尘的性能，又能设计出合理有效的参数，保证布袋除尘控制系统的安全运行。1.2PLC布袋除尘装置控制系统的总体工艺设计如图1所示，为PLC布袋除尘装置控制系统的工艺设计流程简图，该控制系统采用PLC系统，在工艺选择上采用反吹式除尘器。如图所示，生产排出的污染气体经过进口两位三通阀进入该除尘控制系统。布袋除尘系统主要执行的功能就是过滤和清灰，系统在运行开始后，上路开放，下路紧闭，经过对系统中烟气的过滤处理后，系统自动按照系统内部气压差值进行清灰操作，两个灰斗用来收集烟气中的灰尘杂质，经过过滤和清灰处理后，再由烟气出口阀排出，到达去引风口，完成整个布袋除尘工作。而图下方的预热功能主要是为了保证系统操作的顺利方便设计的，预热系统是在主系统内部温度较低时，进行自动预热工作，指导温度达到130摄氏度的要求，经过加热处理，烟气从预加热出口阀进入除尘系统，当系统内部气压差值达到一定程度时，系统就会执行清灰操作，压缩的空气由进口阀进入，此时8个单元脉冲阀得以开放并进行工作，敲打振动除尘布袋，除去附着在布袋上的灰尘。如果布袋料斗位置偏高，布袋进入料斗清灰系统，这时的布袋进入过滤模式，料斗中的灰尘经过布袋刮板机、换向阀、公共刮板机等共同作用后排出。2PLC布袋除尘装置控制系统的设计原理布袋除尘器结构主要由上部箱体、中部箱体、下部箱体（灰斗）、清灰系统和排灰系统等部分组成。布袋除尘主要原理可分为：过滤原理和清灰原理。过滤原理：含尘气体由进风口进入，经碰撞挡板，气体中大部分粗颗粒粉尘受惯性作用被分离出来，直接落入烟斗，含尘气体通过灰斗后，进入中箱体的滤袋过滤区，气体穿过滤袋，粉尘被组路在滤袋外面。净化后的气体经过滤袋口进入上箱体后，再由出风口排出。清灰原理：随着功率时间的延续，滤袋上的粉尘层不断积厚，除尘设备的阻力不断上升，当设备阻力上升到设定值或运行时间达到设定值时，清灰装置开始进行清灰。粉尘一般多附着在滤袋的表层，这是因为系统在工作时，含尘烟气经过除尘器，粉尘得以聚集在布袋的外部表层，让净化的空气经过滤料进而到达滤袋内部。滤袋内部还设有笼架结构，发挥支撑滤袋的作用，避免滤袋的变形，不利于更多空气的容纳，这样的设计也有利于更大面积的粉尘收集和尘饼清除。为了达到更好的过滤效果，在除尘布袋的布料选择上要选用便于粉尘剥离、过滤效果好且能够经久耐用的面料。根据系统的设计原理，可对系统的电气控制系统框架进行如下设计，图2是该系统的电气控制系统框架图。3PLC布袋除尘装置控制系统的程序设计该控制系统的设计采用STEP7的软件编程，系统由主程序和子程序两个主要部分组成。其中，主程序中以过滤模式设计为重点，而子模块主要是应用于系统因为某些原因无法在常态下进行工作时而采取预定的加热或预喷功能来恢复系统的正常运作。3.1系统主程序设计该系统的主程序主要发挥三方面的作用，分别在过滤模式启动前、运行过程中以及过滤的系统无法达到过滤模式的必要条件时。首先，在布袋除尘控制系统启动前，主系统根据具体情况执行整个程序模式的选择；系统的主程序还要进行整个过滤模式下的运行控制，实现整个过滤程序的顺利完成；在对系统主要运行模式进行选择时，如果系统的相关数据和条件没有达到过滤模式的执行要求，主程序将执行退出过滤模式的指令，利用预热系统作用，完成清灰过程。3.2子程序设计该控制系统的子程序又是由四个部分组成，即预热、预喷、布袋清灰以及料斗清灰系统，各个部分分别执行不同的功能。其中预喷系统主要执行保护功能，通过在除尘器表层喷涂熟石灰，起到保护布袋的作用，除此之外，还能提高过滤效果，减少布袋的损耗，延长除尘布袋的使用期限。而预热系统的主要功能是增加除尘布袋的附着能力，主要方式是通过加热布袋内的烟气。布袋清灰系统和料斗清灰系统则是在布袋内的气压差值较大时，及时清除布袋上的灰尘和尘饼，以此稳定布袋内的气压值，保障系统的正常运行。在进行清灰系统的设计时，要综合考虑多方面因素，包括温度范围、温度变化、露点、湿度、烟气成分、烟尘颗粒、以及现场环境等，还要根据滤料的材质、覆胶状况、表面处理、耐磨能力、张力大小可塑性等的分析对滤料的性能进行评价，并以此来确定清灰的方式是否采用大流量或高压力进行。4结束语PLC布袋除尘装置控制系统是现阶段工业废气处理中的主要应用系统，对于该系统的设计实现了整个系统的完