【設計】某靜電除塵系統(tǒng)控制器設計畢業(yè)設計說明書（精華版）

1、精品word學習資料可編輯2021 屆畢業(yè)生畢業(yè)設計說明書題目:某靜電除塵系統(tǒng)掌握器設計院系名稱：專業(yè)班級：同學姓名：學號：指導老師：老師職稱： 副教授年月日1名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯目次1 引言31.1 電除塵器的進展31.2 本課題的討論意義41.3 本課題的主要工作42 電除塵基本原理62.1 氣體的電離72.2 電暈放電72.3 粉塵粒荷電82.4 振打清灰82.5 電除塵基本過程92.6 小結93 高壓供電設備103.1 高壓供電整流設備103.2 自動調壓掌握器113.3小結124 掌握系統(tǒng)硬件設計134.1 單片機介紹134.2 單片機最小系統(tǒng)電路144.3

2、 gp2y1010au0f 灰塵傳感器154.4 a/d 轉換電路184.4 按鍵電路194.5 顯示電路204.6 振打裝置掌握204.7 報警電路設計234.8 系統(tǒng)總體原理圖設計235 軟件總體設計255.1 系統(tǒng)的軟件設計流程圖255.2 粉塵濃度采樣設計流程圖25結論27致謝28參考文獻292名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯1 引言隨著國民經濟的高速進展和工業(yè)生產規(guī)模的擴大，空氣污染現(xiàn)象日趨嚴峻；空 氣污染物的主要排放源有電力，冶金，煉油，煉鋼和化工等工業(yè)；這些排放的工業(yè) 廢氣中含有大量粉塵顆粒物，一方面會造成空氣污染，對人體健康造成危害，另一 方也造成了珍貴金屬的流失

3、； 在 21 世紀的今日， 環(huán)保已經成為衡量一個國家綜合實力的重要指標之一，可連續(xù)進展顯得尤為重要；因此，對工業(yè)廢氣排放出來的粉塵 進行有效的掌握與防治，是大氣環(huán)境愛護的重要內容之一；據(jù)不完全統(tǒng)計全世界每年向大氣中排放的污染物高達6 億噸，其中粉塵的含量達到了 16；煤炭加工，發(fā)電廠，電力部門，冶金行業(yè)，大型煉油廠，石油化工等工業(yè)都是粉塵的排放源；工業(yè)粉塵不僅會危及人類健康，而且會造成珍貴金屬的流失；目前，常用的除塵技術種類主要有以下幾類：旋風除塵，濕法除塵，靜電除塵，過濾除塵等，而高壓靜電除塵器（esp）在這些除塵技術中獨樹一幟，它以除塵高效，智能化，愛護簡潔，操作便利等優(yōu)點，而占據(jù)了寬闊的

4、市場；靜電除塵作為治理大氣污染的重要手段，目前大多數(shù)企業(yè)采納的靜電除塵裝置是采納晶閘管調壓的供電系統(tǒng)；隨著國家環(huán)保要求的不斷提高，對企業(yè)的廢氣排放要求也隨之提高；當前，經濟高速進展，人民的生活水平提高，對環(huán)境愛護的要求也隨之提高，作為掌握大氣污染的主要設備一一除塵設備，面臨龐大的進展機遇；1.1 電除塵器的進展從 18 世紀開頭， 靜電開頭走入科學家們的視野， 隨后有人提出并使用了靜電除塵的概念，并指出電可使煙氣中的粉塵顆粒沉淀；1906 年科特雷爾創(chuàng)造出工業(yè)用電除塵裝置；其次年工業(yè)用靜電除塵器就投入使用，勝利地處理了流速為95l/s 的含塵氣體；隨后電除塵技術走上了理論挖掘，試驗理論，應用技

5、術這樣循環(huán)的進展過程；電除塵器的應用范疇已經普及整個工業(yè)領域，其除塵方式可以是干式的，濕式洗滌式或者電除霧式的；目前，電除塵技術的理論仍處于進展階段，仍屬于體會工程的學科，它涉及范疇廣泛，電物理，電氣工程及其自動化，電力電子，化學材料，機械工程及其自動化，空氣動力學等都有襯出技術的應用；電除塵器的效率取決于原件制造工藝，原件質量，供應電路以及愛護治理等各方面；靜電除塵器經受了百年的進展，已經3第 3 頁，共 29 頁名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯成為防治大氣煙塵污染的重要利器；今后，除塵器仍將是火力發(fā)電廠， 冶煉金屬廠，石油化工廠等的主要治污手段；靜電除塵器在接下來應當從以下幾

6、個方面進行進展：(1)提高供電水平代替常規(guī)供電方式，不僅進展前景寬闊，而且節(jié)省經濟；(2) 優(yōu)化本體設計，削減靜電除塵器的體 積，降低投資成本； (3) 對于亞微米級顆粒的高效靜電除塵器投入并加快進展；(4) 結合其他有效除塵方法以提高除塵性能；(5)開發(fā)靜電除塵器的其他應用；以往的電除塵器通常面臨著諸如高比電阻，粉塵粉塵濃度，高粘度等問題，而電除塵器性能的改造升級，主要取決于對靜電力理論的討論突破以及在實踐中總結出來的除塵體會，隨著人們環(huán)保意識的提高，原有的電除塵器已經落后；對電除塵器的設計，應當從極配形式設計，氣流均布設計，振打設計等方面考慮，電除塵應開發(fā)適應性廣，智能化，安全性好，牢靠性

7、高的新型掌握系統(tǒng)；同時電除塵器就除塵效率，脫硫工藝，脫硝一體化技術等應賜予足夠的重視；1.2 本課題的討論意義當前，對于電除塵理論的討論仍不完備，缺少很多在實踐中解決問題的學問 ,電除塵器的結構仍不夠合理，供電系統(tǒng)仍不能夠滿意需求以及高比電阻的問題等問題都嚴峻影響著除塵器的進展，但電除塵器的效率遠遠高于其他除塵方式的效率， 使得電除塵方式不行被其他除塵方式所替代；我國的電除塵技術的進展歷史交晚， 但進展速度之快是令人難以想象的；從理論上熟識電除塵器，發(fā)覺電除塵器存在的問題，虛心接受外國先進技術的指導，熟識到我國電除塵器制造水平得不足；同時仔細討論外國的先進生產工藝；在中高頻開關電源方面仍存在著

8、不足，電除塵器的品種規(guī)格和性能， 本體的有些元器件的加工工藝， 產品外觀等方面仍需進一步提高；總之，電除塵器性能受到很多因素的影響，除供電系統(tǒng)需要優(yōu)化外，電除塵器的設計，煙氣中粉塵含量，粉塵的體積和治理愛護等均對電除塵器有著特別重要的影響；但對于正在工作的電除塵器，對系統(tǒng)的供電掌握方面實行適當措施，是提高除塵效率最有效，最便利，最直接的手段；因此對于電除塵掌握器的設計，對電除塵器的改進與進展等都有著特別重要的意義；1.3 本課題的主要工作本課題針對傳統(tǒng)的靜電除塵器的缺點和不足對除塵掌握系統(tǒng)進行改造；改造原就利用新的設計方法，針對當前除塵設備的問題進行改造，使改造后的系統(tǒng)不僅除4第 4 頁，共

9、29 頁名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯塵效率有較大提高，牢靠性和安全性都有顯著提高，同時更加的節(jié)能；本文主要完成的工作 :1，熟識靜電除塵工作的過程；2，熟識現(xiàn)場參數(shù)的測量檢測方法；3，查閱相關文獻，經分析論證后確定設計方案；4，完成該系統(tǒng)的硬件電路設計和相關軟件設計；5，實現(xiàn)除塵系統(tǒng)的各種功能；6，依據(jù)規(guī)范要求撰寫畢業(yè)設計說明書；8應具備的條件：個人運算機及相關資料和軟件；5第 5 頁，共 29 頁名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯2 電除塵基本原理電除塵器的基本原理是利用上萬伏的直流高壓，產生足夠強大的電場，此時電 場中的氣體就會發(fā)生電離，由于強大的電場隨之會顯

10、現(xiàn)電暈放電現(xiàn)象，進而懸浮塵 粒荷電，懸浮的粉塵顆粒受到電場力的作用被捕集的除塵裝置；電除塵器有很多種 類，但機械本體和供電電源是任何除塵器都必不行少的，都是依據(jù)同樣的基本原理 設計的；如圖 2.1 所示；與高壓相連的相連的極板叫電暈極，接地的極板叫集塵極；在極板的中心是電暈極，在電暈極和集塵極之間施加足夠高的直流高壓，由于他們之間的曲率不勻稱， 兩板之間便產生極不勻稱的電場， 電暈極鄰近的電場強度最高， 所以它鄰近的氣體第一電離，產生電暈放電；隨著電壓逐步上升，放電現(xiàn)象更加強烈；氣體電離產生大量正離子和自由電子，由于自由電子動能的降低，不足以使氣體發(fā)生碰撞電離而附著在氣體分子上形成大量負離子；

11、當含塵氣體從除塵器下部進氣管引入電場后，電暈區(qū)的正離子和電暈區(qū)外的負離子與塵粒碰撞并被吸附上，此時塵粒帶電；在電場力的作用下荷電粉塵向極性相反的電極運動，并被吸附到電極表面，當粉塵逐步沉積達到肯定的粉塵濃度時，通過振打裝置將電極上的粉塵振打下來，在傳送到收集裝置，而凈化后的氣體連續(xù)排出，此時的煙氣已經不再含有過多的污染物，并且得到了凈化；圖 2.1 電除塵原理圖綜上所述，除塵過程 (如圖 2.2 所示)可大致的概括為以下四個階段；氣體的電離；粉塵的荷電：荷電粉塵的沉集與清灰；6名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯2.1 氣體的電離圖 2.

12、2 靜電除塵基本過程名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯使氣體導電的過程就是氣體的電離；氣體的電離是電除塵工作原理的一個重要組成部分；氣體的電離規(guī)律，是懂得靜電除塵的前提；空氣在一般情形下是絕緣體， 但當氣體分子獲得足夠的能量，譬如使氣體帶電，這時氣體分子中的電子就可能脫 離電子核的束縛而成為自由電子；這些自由電子成為輸送電流的媒介，此時氣體能 夠導電；使氣體具有導電特性的過程為氣體電離；在電場力的作用下，得到動能的 電子與氣體分子發(fā)生碰撞，產生大量自由電子和正離子；2.2 電暈放電由于自然界存在很多放射線如宇宙射線，阿爾法射，伽馬射線等作用，氣體自身就會包含一些離子和自由電子；在陰

13、陽兩極之間施加肯定電壓時，這些帶電粒子受到電場力的作用，運動到電極性相反的方向，此時就可能形成電流；此種導電為7名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯非自發(fā)性電離導電過程；電暈放電如圖2.3 所示；圖 2.3 電暈放電原理圖2.3 粉塵粒荷電粉塵粒荷電是電除塵過程中最基本的過程之一；粉塵荷電如圖2.4 所示；在電除塵器的空間電場中， 塵粒的荷電量與電場強度，比電阻，和滯留時間等因素有關；塵粒的荷電機理電場荷電，擴散荷電，而電場荷電是最主要的方式；圖 2.4 粉塵荷電圖圖 2.5 粉塵收附圖在外電場力的作用下，粉塵荷電是離子沿電力線運動并且與塵粒相撞產生的結果；此時作為電場中的塵粒因帶電

14、被極化，從而轉變原先外加電場的分布情形；塵粒表面與一部分電場線相交，帶電的運動離子與煙氣中的塵粒碰撞時，把電荷轉移給了塵粒；塵粒帶電之后，負電荷就會逐步積存集中在一級，塵粒在收塵板正極的吸引作用下吸附在收塵板上；粉塵吸附如圖2.5 所示；2.4 振打清灰荷電粉塵吸附到正電極后，在靜電力與吸附力的作用下，會在電極上形成粉塵層，因此工業(yè)電除塵器中必需設計振打裝置，在已捕集的粉塵層中產生慣性力，用8名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯來克服粉塵在電極上的附著力，將粉塵層振打下來；2.5 電除塵基本過程排放的煙氣進入高壓電場，在進口封頭處安裝有氣流分布裝置，氣流分布裝置的作用：使煙氣在電場中

15、分布勻稱，進而粉塵荷電，同時防止因流速產生的粉塵顆粒二次飛揚；煙氣中的粉塵顆粒進入電場后，在高壓電場的作用下氣體電離進而粉塵被荷電，最終被極板捕獲，粉塵被電極吸附在極板上面之后，通過振打被收入到灰斗中；當前振打方式主要有以下幾種：頂部電磁體方式，頂部傳動式，頂部脫鉤錘式與側向繞臂錘式等幾種方式；灰斗清灰有兩種方式：定期清灰和連續(xù)清灰，定期排灰的優(yōu)點是不需要不停地去清理極板上收集的灰塵，當灰斗里儲存粉塵達到肯定的量時，在進行清理；具有高效省時等優(yōu)點；出灰方式主要有干出和濕出兩種，干出灰時把最終的灰塵通過傳送裝置送至料倉或灰?guī)?，濕出時灰塵通過流水管道被最終沖到了水池里面；2.6 小結本章開篇分析電

16、除塵的基本原理，就氣體的電離，粉塵的荷電，荷電粉塵的沉集與清灰等作了具體的分析，電除塵器的除塵基本原理，對設計更加合理更加高效的的除塵設備具有指導性的意義；因此對于電除塵的基本原做了特別細致的贅述；9第 9 頁，共 29 頁名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯3 高壓供電設備除了電除塵器本體結構外，高壓供電電源在電除塵器中的作用是極其重要的， 同時我們要兼顧低壓掌握設備在電除塵器中所起到的作用；高壓供電電源在剛開頭 設計制造的時候，由于飽和電抗器調壓方式效率低下，應答信號特性產的速度比較 緩慢，快速調壓在這種情形下仍不能夠滿意現(xiàn)場的需求，可控硅調壓方式具有自動 掌握特性，高壓供電機組

17、采納可控硅調壓可以更加的安全牢靠；可控硅整流變壓器 能夠自動快速升壓和降壓， 并且他的供電裝置能夠跟隨電場內煙氣和粉塵含量變化， 當電場一旦發(fā)生危急例如顯現(xiàn)火花，由于可控硅整流器的自動掌握特性能自動降壓 而防止發(fā)生危急，一段時間后當復原正常時，可以自動上升電壓到正常工作狀態(tài)， 從而電除塵器能夠提高收塵效率；3.1 高壓供電整流設備（1） ） 機械整流器機械整流器主要是由升壓變壓器和同步電動機帶動的旋轉機械整流器構成；機械整流器的缺點：機械鎮(zhèn)流器中的波形并不能愛護在肯定的范疇之內，電流波動比較大，旋轉部件比較簡潔磨損，空氣隙由于相當于肯定的電阻，故會造成電壓的缺失，機械噪聲大，且不具有自動掌握特

18、性，整流效率低等缺點；而空氣隙火花放電時，使空氣中的n2 和 o2 分子結合成 n20 和 o3(臭氧)，危害電器設備并且威逼人類健康；火花是一種放電現(xiàn)象，包含很多高次諧波，而高次諧波電流會向空中輻射，對四周無線電通信設備也會產生干擾；（2） ） 電子管整流器電子管整流器機械部件由于并不旋轉磨損， 因此不存在空氣隙的火花放電和無噪聲，且有較高的整流效率；但是電子管存在不行防止的機械損耗，燈絲由于長時間的使用也會造成損耗， 對于過電壓和過電流的承擔是特別弱的， 因此工業(yè)上不能得到廣泛的應用；在電極施加溝通電壓時，輸出的是脈動直流；電源的負極適合整流器的陰極是相連的；如進行全波整流，輸入的電流極不

19、穩(wěn)固，而且鐵心極易磁化當整流部分流過變壓器，而一次側的激磁電流會發(fā)生大的變化，因此我們可以采納雙半波整流或橋式整流，從而削減脈動和變壓器的直流磁化；（3） ） 硒整流器 硒整流器具有和電子管整流器的優(yōu)點外， 很多硒原件的串聯(lián)使得正向電阻變得反常的大，并且元件本身特性存在肯定的雜散電容等，因此對火花放電時過電壓影響特別的大；但是硒堆擊穿后具有自復原才能，也就是說硒堆在承擔過電壓不能夠承擔的時候被擊穿，當過電壓消逝后，硒堆能夠進行自我修復；因此10第 10 頁，共 29 頁名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯它具有過載才能強，機械性能高，牢靠性好等優(yōu)點；但是由于體積大不便利，已被硅整流器

20、所代替；（4） ） 硅整流器硅整流器也是一種半導體整流器， 以前的各種類型的整流器都不能與它相媲美，硅整流器串聯(lián)的硅元件少，體積小，反向阻抗大，電阻電抗小，整 流效率高，反向抗壓性強，耐沖擊，硒整流器并不具有這些優(yōu)點；在大力進展整流 器的浪潮中，國內勝利研制了雪崩式硅堆，具有復原才能；其缺點是硅整流器會因 火花放電時顯現(xiàn)相反極性的脈振電壓從而使得硅元件磨損，同時由于反向電壓的產 生，必需實行相應的愛護措施；本設計中采納的是硅整流器，硅整流器串聯(lián)的硅元件少，體積小，反向阻抗大， 電阻電抗小，整流效率高，反向抗壓性強，耐沖擊，而其他整流器不具有他的優(yōu)點；3.2 自動調壓掌握器為了使電除塵器中的高壓

21、部分的電壓能夠被智能化的掌握，防止手動掌握造成 的誤差，以及存在的可能擔心全因素， 需要實現(xiàn)對電除塵器高壓部分的自動化掌握， 因此需要采納自動調壓掌握起來實現(xiàn)，有兩種自動掌握器可供挑選實現(xiàn)自動掌握；3.1.1 飽和電抗器調壓自動掌握器在電除塵器中使用飽和電抗調壓器，不僅可以實現(xiàn)自動掌握，而且可以促進硅 整流器的改進和進展；飽和電抗器調壓原理方框圖如圖3.1 所示；工作原理為：飽和電抗器作為調壓限流元件，溝通電源輸入端和飽和電抗器的調壓繞組相連，調壓繞組得到電源電壓產生的壓降，采納直流掌握訊號來掌握繞在鐵芯上的掌握繞組中電流的大小時，飽和電抗器之中的電抗量也會發(fā)生轉變，硅整流器的高壓直流輸出會由

22、于產生的壓降變化也發(fā)生相應的變化，從而實現(xiàn)達到自動調劑；當電場顯現(xiàn)閃絡，磁放大器會把閃絡放電訊號放大，飽和電抗器的掌握電流隨之發(fā)生轉變，電抗量和壓降發(fā)生適當?shù)恼{整，溝通電壓進而得到調劑，從而實現(xiàn)毀滅火花，實現(xiàn)穩(wěn)固電流的作用；飽和電抗器調壓的優(yōu)點主要有結構簡潔，安全，掌握簡潔，易愛護，缺點是由于鐵心磁滯，處理信號速度緩慢，并不能夠跟隨電場煙氣條件變化調劑電壓，特殊是電場擊穿時，可能顯現(xiàn)頻繁閃絡或者電弧放電，從而降低了電除塵設備的除塵效率；因此，目前已經很少采納飽和電抗器；11第 11 頁，共 29 頁名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯輸入整流 380v飽和電抗器升壓變壓器高壓可控硅整

23、流器輸出可調直流電壓磁放大器電流負反饋給定訊號位移電流名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯3.1.2 可控硅調壓自動掌握器圖 3.1 飽和電抗器調壓原理方框圖名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯可控硅調壓自動掌握器主要是為了調劑可控硅的導通角，硅整流變壓器的一次側輸入電壓會由于導通角的變化而發(fā)生轉變，可控硅的導通主要是用到自動掌握回路給定和反饋訊號作為標準，使高壓電源輸出的電壓跟蹤電場工況條件變化，達到自動調劑的目的；同時掌握回路仍具有各種愛護功能，例如在高壓供電機組發(fā)生短路，過流，閃絡，電弧等情形時，對機組進行故障隔離和限流愛護；依據(jù)以上的描述，我們最終采納了可控硅調壓自

24、動掌握器，并運用可控硅調壓自動掌握器進行正確火花率掌握方式跟蹤電場火花放電，達到較高的除塵效率；同時結合間歇式供電方式抑制反電暈，提高收塵效率，降低電耗，達到節(jié)能的目的；3.3 小結本章對高壓供電設備做了簡潔的介紹，就高壓供電機組的挑選，具體的比較了各種整流器的優(yōu)缺點，最終我們選取了硅整流器，硅元件串聯(lián)少，體積小，反向阻抗大，正向阻抗小，整流效率高，反向耐壓高，耐沖擊等優(yōu)點使得硅整流器成為必定的挑選；然后就自動掌握高壓設備的運行挑選自動調壓掌握器做了方案論證，并確定使用可控硅調壓自動掌握器；12名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯4 掌握系統(tǒng)硬件設計本設計采納粉塵濃度傳感器來檢測空氣

25、中的粉塵濃度，采集到的信號經a/d 轉換電路將電流信號送到 stc89c52 單片機中進行分析處理；經過處理后的信號會送給數(shù)碼管顯示出來，此即為當前除塵器中粉塵的濃度的信息；另外單片機會將該粉塵的粉塵濃度信息與系統(tǒng)設定值進行比較，然后利用定時器設置時間，一段時間后極板上就會達到肯定厚度的粉塵，此時掌握振打裝置進行振打清灰；硬件電路框圖如圖 4.1 所示；gp2y1010au0f 灰塵傳感器a/d轉換振打裝置stc89c52鍵盤數(shù)碼管圖 4.1系統(tǒng)硬件電路框圖4.1 單片機介紹stc89c52 是一種低功耗，高性能 cmos8 位微掌握器，具有 8kb 系統(tǒng)可編程flash 儲備器；并且連續(xù)采納

26、經典的 mcs-51 內核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng) 51 單片機不具備的功能； 在單芯片上， 擁有敏捷的 8 位 cpu 和在系統(tǒng)可編程flash，使得 stc89c52 為眾多嵌入式掌握應用系統(tǒng)供應高敏捷， 超有效的解決方案；具有以下標準功能： 8k 字節(jié) flash，512 字節(jié) ram ， 32 位 i/o 口線，看門狗定時器，內置 4kb eeprom ，max810 復位電路， 3 個 16 位定時器 /計數(shù)器， 4 個外部中斷，全雙工串行口；另外stc89s52 可降至 0hz 靜態(tài)規(guī)律操作，支持 2 種軟件可挑選節(jié)電模式； 閑暇模式下， cpu 停止工作，答應 ram

27、，定時器/計數(shù)器，串口，中斷連續(xù)工作；掉電愛護方式下， ram 內容被儲存，振蕩器被凍結，單片機一切工 作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止；最高運作頻率35mhz ， 6t/12t 可選；因此本設計采納 stc89c52 單片機作為主控芯片； 如圖 4.2 所示是該單片機管腳13名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯圖；它擁有 8k 可編程 flash 儲備器， 512byte 的 ram ，4 組 8 位的 i/o 接口和三個定時器，完全滿意本設計的需求；并且功耗低，價格廉價也是其作為產品的一大優(yōu)勢；p0 口是八位雙向 i/o 口，可被作為低 8 位地址/數(shù)據(jù)總線復用端口；p1 口

28、是八位雙向 i/o 口，主要作為通用 i/o 使用；p2 口是八位雙向 i/o 口，可被作為高 8 位地址總線端口來拜訪外部數(shù)據(jù)儲備器；p3 口是八位雙向 i/o 口，除了作為通用 i/o 口使用外，主要是使用其其次功能；圖 4.2單片機硬件原理圖4.2單片機最小系統(tǒng)電路晶振對于系統(tǒng)的運行是不行或缺的，它的作用是供應時鐘信號來使單片機正常工作，同時可以保持各部分同步；由于石英晶振具有特別好的頻率穩(wěn)固性和抗干擾才能，所以常用其來產生基準頻率；通過基準頻率來掌握電路中的頻率的精確性；同時，它仍可以產生振蕩電流，向單片機發(fā)出時鐘信號；晶振英文全名是crystal，它是時鐘電路中最重要的部件，它在電路

29、中所起的主要作用是向顯卡，網卡，主板等各部分供應一個基準頻率，只要是為了愛護工作頻率，防止不穩(wěn)固造成相關設備因電路諧振顯現(xiàn)問題；如圖 4.3 是單片機的晶振電路；片內電路與片外器件構成一個時鐘產生電路， 片內振蕩器的振蕩頻率特別接近晶振頻率，常在1.2mhz 24mhz 之間選?。浑娙?4名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯c1，c2 是反饋電容，其值在 20pf100pf 之間選取，典型值為 30pf；本電路選用的電容為 30pf，晶振頻率為 12mhz ；圖 4.3晶振電路硬件原理圖復位電路是一種用來使電路復原到初始化狀態(tài)的電路，它的操作原理與運算器的原理基本相同，只是啟動原理和

30、方法稍有差別；如圖 4.4 所示就是一個簡潔的 rc 復位電路原理圖； 復位電路的主要功能是使單片機進行初始化；在復位引腳加上大于2 個機器周期的高電平即可對單片機進行復位；復位按鍵按下后，需要經肯定的延時后才能撤銷復位信號；因此，為了防止在按鍵過程中產生抖動而影響復位，利用rc 復位電路即可解決此問題；圖 4.4復位電路硬件原理圖4.3gp2y1010au0f 灰塵傳感器針對粉塵的濃度采納灰塵傳感器進行采集， 本設計中使用 gp2y1010au0f 灰塵傳感器（如圖 4.5）對粉塵濃度的采集，以下是對gp2y1010au0f 灰塵傳感器的介紹；15名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編

31、輯圖 4.5gp2y1010au0f灰塵傳感器它的正常 工作電壓是： 0.3-7 v 工作電流是； 20ma 工作溫度是 ;-10-65 度，有效接收距離是； 15m 接收角度是；正負60 度.能辨論微小物品；該裝置中，一個紅外發(fā)光二極管和光電晶體管，對角布置成答應其檢測到在空氣中的灰塵反射光；該傳感器具有極低的電流消耗（最大20ma ，11 毫安典型的），可以搭載高達7vdc的 傳感 器 ； 輸 出的 是一 個模 擬 電 壓正 比于 所 測得 的粉 塵 濃 度， 敏銳 性為0.5v/0.1mg/m3；它的一般性能肯定最大額定值如表1：表 1一般性能肯定最大額定值內部原理圖如圖4.6 所示，

32、他的檢測原理是 傳感器中心有個洞可以讓空氣自由流過，定向發(fā)射 led 光，通過檢測經過空氣中灰塵折射過后的光線來判定灰塵的種類和灰塵的含量；16名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯圖 4.6gp2y1010au0f灰塵傳感器 內部原理圖gp2y1010au0f 灰塵傳感器 屬光學傳感器；它的光學特性如表2 所示：表2gp2y1010au0f灰塵傳感器電氣光學特性項目記號條件mi ntypmax單位檢測感度k數(shù)字粉塵儀0.20.350.5v/0.1mg/m3無塵室輸出電壓vo外圍電路0-v出電壓范疇txd高電平/vcc=5v4.6-vccv低電平/vcc=5v-0.8v電流iccvcc

33、=5v-1720magp2y1010au0f 灰塵傳感器在硬件電路原理圖中表示如圖4.7 所示，他在電路中的作用主要是采集粉塵的濃度；然后經過a/d 模塊轉換為數(shù)字信號，送到單片機進行分析處理，進而產生相應的操作；圖 4.7 gp2y1010au0f 灰塵傳感器17名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯4.4 a/d 轉換電路gp2y1010au0f 灰塵傳感器采集得到的是粉塵濃度信號，需要將其轉化為數(shù)字信號次是需要采納 a/d 模塊，a/d 轉換電路是采納 a/d 轉換芯片將模擬信號轉換為數(shù)字信號；由粉塵濃度傳感器獲得的粉塵粉塵濃度信號為模擬量，而單片機并不能 直接識別模擬量，因此，

34、只能將模擬量轉換為單片機能夠識別的數(shù)字量，單片機才能處理，a/d 轉換電路正是起著這一關鍵作用； 在本設計中采納 adc0809 芯片作為a/d 轉換器； adc0809 是一個 8 位逐次靠近式模數(shù)轉換器，其管腳分布如圖 4.8 所示；圖 4.8a/d 轉換電路硬件原理圖adc0809 對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范疇是05v ，如信號太小， 必需進行放大；輸入的模擬量在轉換過程中應當保持不變，如如模擬量變化太快，就需在輸入前增加采樣保持電路； 地址輸入和掌握線： 4 條 ale 為地址鎖存答應輸入線，高電平有效；當 ale 線為高電平常，地址鎖存與譯碼器將a，b， c 三條地址線的地

35、址信號進行鎖存，經譯碼后被選中的通道的模擬量進轉換器進行轉換；a， b 和 c 為地址輸入線， 用于選通 in0 in7 上的一路模擬量輸入； 通道挑選表如表 3 所示；st 為轉換啟動信號；當 st 上跳沿時，全部內部寄存器清零；下跳沿時，開頭進行 a/d 轉換；在轉換期間， st 應保持低電平； eoc 為轉換終止信號；當 eoc 為高電平常，說明轉換終止；否就，說明正在進行a/d 轉換； oe 為輸出答應信號， 用于掌握三條輸出鎖存器向單片機輸出轉換得到的數(shù)據(jù)；oe 1，輸出轉換得到的數(shù)據(jù)； oe0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)； d7 d0 為數(shù)字量輸出線； clk 為時鐘輸18名師歸納總結歡

36、迎下載精品word學習資料可編輯4.4按鍵電路按鍵電路是人機交互中的輸入端，用戶可以通過按鍵設定所需參數(shù)；在本設計中，共有四個按鍵，分別為復位，設置，加，減；復位鍵使得在按鍵被按下后單片機可以進行復位；設置鍵可以讓用戶對粉塵的粉塵濃度預設值進行設置，正常模式下，數(shù)碼管顯示當前除塵器中粉塵的粉塵濃度，按下設置鍵后，就進入到設置預設值狀態(tài)，此時可以對預設值進行設置；加，減鍵可以在設置預設值狀態(tài)時增加或減少預設值的數(shù)值來設定參數(shù)；原理圖如圖4.10 所示；入信號線； 因 adc0809 的內部沒有時鐘電路， 所需時鐘信號必需由外界供應， 通常使用頻率為 500khz ，vref（）， vref（）為

37、參考電壓輸入；cb表3通道挑選表a挑選的通道000in0001in1010in2011in3100in4101in5110in6111in7圖 4.10按鍵電路硬件原理圖19名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯4.5 顯示電路顯示電路是人機交互中的輸出端，用戶可以從這里獲得所需參數(shù)；本設計采納的顯示電路為四個 8 段 led 數(shù)碼管； led 數(shù)碼管相比于 lcd 液晶屏來說，其顯示成效更直觀，并且受反光的影響較小，在較強光下lcd 可能看不清顯示內容， 而在這種情形下 led 數(shù)碼管的粉塵的粉塵濃度以及手動設置的預設值；p0.0p0.7 位與 4 位 led 數(shù)碼管的筆斷碼 a，b

38、，c，d，e，f 和 g 分別對應相連接；p2.0，p2.2，p2.4，p2.6 通過電阻為 10k 的 r2r5 與三極管 q1 q4 的基極相連，三極管的集電極分別與對應的數(shù)碼管的供應端相連，三極管的發(fā)射極都接到電源+5v 上；當某個三極管被選通時，對應的數(shù)碼管就會被選中，顯示出相應的數(shù)據(jù)或者相應的字母；原理圖如圖 4.11 所示；圖 4.11數(shù)碼管硬件原理圖4.6 振打裝置掌握抱負的清灰應當是將各種不同特性的粉塵成塊的從極板，極線上振打下來，同時，沉積在電暈極和集塵極上的粉塵必需通過振打準時清除，電暈極上積灰過多， 會影響放電；集塵極上積灰過多，會影響塵粒的驅進速度，對于高比電阻粉塵仍會

39、引起反電暈；準時清灰是防止電暈的措施之一；所以電除塵器對振打掌握系統(tǒng)的基本要求是：（1）清灰效率高；（ 2）牢靠性高；（ 3）使用壽命長；（ 4）修理愛護簡潔；20名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯（5） ）振打加速度和頻率可以調整，盡可能削減“二次粉塵 ”飛揚；電除塵器按振打清灰方式在國際上分為頂部電磁振打和側部繞錘電機振打，比較兩種振打方式如下表3；表 3 頂部電磁振打和側部撓錘電機振打比較表對比振打形式項目頂部電磁振打側部繞錘電機振打名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯振打力從上往下傳遞， 振打方向和粉塵清灰 的落灰方向是一樣的， 粉塵以成塊快速成效 落入灰斗，可用

40、較小的振打力獲得較好的清灰成效， “二次粉塵 ”污染較小掌握 每個振打錘掌握一個收塵陽極， 依據(jù)粉的靈 塵氣流的速度和含量單獨調劑振打錘活性 的高度從而調劑振打力， 達到適應各種和適 清灰要求，振打錘可以和微機掌握的高應性 壓電源相協(xié)作， 實現(xiàn)斷電振打， 以適應高比電阻的粉塵運行 振打器設計在電除塵器頂部， 隔離在煙牢靠 塵外，工作環(huán)境較好； 振打錘在電磁力性 的作用下被提升， 沒有摩擦， 使用壽命長，故障率低，可以不停設備進行愛護振打力從下往上傳遞， 振打方向與粉塵的落灰方向是垂直的， 粉塵簡潔被再次擊碎，會引起 “二次粉塵 ”最大振打力有振打錘和繞臂長度決 定，不能適應實時工況的要求，往造

41、成以清灰的粉塵因振打力過大而二 次飛揚，不以清灰的粉塵因振打力過小清灰成效不佳， 因此需要技術人員不斷調劑撓臂的長度以適應工況振打錘和轉軸在煙塵中， 工作環(huán)境惡劣，運動部件簡潔磨損，壽命短，故障率高，設備不停的情形下不能進行檢修，工作牢靠性差名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯對比表中的各項指標，頂部電磁振打方式比較優(yōu)于側部繞錘式振打，因此在設 計中采納頂部電磁振打裝置； 電磁錘振打器的工作原理：振打器在線圈通電后，線圈四周會產生磁場， 振打棒在磁場力作用下被提升， 達到肯定高度時由于線圈斷電，磁場消逝，振打棒會在重力作用下自由下落，撞擊振打桿，由振打桿將振打力傳遞到內部陰，陽極系統(tǒng)

42、或氣流分布裝置上，實現(xiàn)振打清灰的目的；本設計中直接通過 單片機的 i/o 口掌握繼電器的開斷，進而掌握振打裝置的開關，實現(xiàn)清灰以達到削減粉塵的功能；頂部電磁振打裝置如圖4.12 以及幾種電磁振打器的主要技術參數(shù)如表 4 所示；21名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯圖 4.12 頂部電磁振打裝置表 4 幾種電磁振打器的主要技術參數(shù)本設計中的頂部振打裝置采納的就是cz-800a電磁振打器，它采納了近共振原理，具有體積小，壽命長，耗電量小，結構簡潔，安裝便利的特點，電磁振打器同 附加攪拌翼；送入脈動壓縮空氣等解除，“堵塞”“搭拱”方法相比具有設備費用 低，修理量小的優(yōu)越性；22名師歸納總

43、結歡迎下載精品word學習資料可編輯4.7 報警電路設計報警電路在本設計中的作用主要是起到愛護作用，當電路中發(fā)生反常時，假如系統(tǒng)不能夠準時地發(fā)覺，必定會對系統(tǒng)產生極大的危害；因而在發(fā)生反常時，由技術人員人為地操作使其復原正常，保證電路復原正常的運行，本設計中采納一個豐鳴器作為報警信號發(fā)生器；如圖 4.13 所示為報警電路的設計；名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯4.8 系統(tǒng)總體原理圖設計圖 4.13 報警電路的設計名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯前面介紹了 gp2y1010au0f 灰塵傳感器，按鍵電路，數(shù)碼管顯示電路，在本節(jié)中需要對外圍硬件電路進行設計，依據(jù)它們之間

44、相互關系，第一進行了大致的流 程圖設計，然后對電路原理圖進行了設計；再用軟件來進行硬件原理圖的繪制；依據(jù)上述的電路設計思路，總體硬件原理圖如圖4.14 所示；23名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯圖 4.14總體硬件原理圖24名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯5 軟件總體設計5.1 系統(tǒng)的軟件設計流程圖如圖 5.1 所示為系統(tǒng)的軟件設計流程圖； 程序進入主函數(shù)后， 進行各項參數(shù)的初始化，其中會設定一個默認的粉塵粉塵濃度參考值，假如之后不用設置按鍵進行修改，就程序將會以此設定值進行比較；模數(shù)轉換器將不停的采集粉塵濃度傳感器的數(shù)據(jù)，程序會將此采集的數(shù)據(jù)與設定值進行比較；假如

45、該采集值大于等于系統(tǒng)設定的閾值，說明在收塵板上積聚的粉塵粉塵濃度過大，此時將啟動振打裝置，對收塵板進行振打清灰工作，執(zhí)行完這項操作之后會進行一段延時，然后連續(xù)判定極板上的粉塵粉塵濃度是否達到預先設定的閾值，繼而重復操作；開頭初始化粉塵濃度采樣a/d 轉換模塊n設定值嗎？y延時啟動振打裝置延時圖 5.1 系統(tǒng)的軟件設計流程圖5.2 粉塵濃度采樣設計流程圖如圖 5.2 所示為粉塵濃度采樣流程圖，在設計采樣程序時要給硬件和軟件設計一個適當?shù)谋壤蜃?，使傳感器信號再可能的變化范疇內變化值正好? 位 a/d 轉25名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯換答應的范疇 00ff 之間，同時使軟件數(shù)

46、據(jù)處理簡潔，啟動a/d 轉換進行數(shù)據(jù)采樣，可采納中斷方式，查詢方式和等待方式；因本設計程序量，運算量都不大，且采樣周期長，故采納查詢方式；開頭設采樣值地址首地址計數(shù)器賦值選通 in0啟動 adc延時n轉換終止y結果送內存y計數(shù)器為零n終止圖 5.2 粉塵濃度采樣流程圖26名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯結論隨著人類環(huán)保意識不斷地加強，除塵工業(yè)在此背景下得到了前所未有的進展；在電除塵器中，電能被直接作用在煙氣中的塵粒上，電除塵器具有耗電少，效率高等優(yōu)點，因而成為世界公認的高效除塵器，在中國得到大力的推廣；電除塵設備在諸如鋼鐵，化學，電力等領域有著特別廣泛地應用；近年來自動化技術迅猛

47、進展， 在工廠中電除塵設備的位置變得尤為重要；然而隨著國家最新頒布的污染排放標準，電除塵器的智能化和效率面臨著壓力和挑戰(zhàn)，現(xiàn)有的電除塵器難以滿意要求；從某種意義上來說這種壓力和挑戰(zhàn)也是一種進展機遇；論文從電除塵原理入手，對目前電除塵器存在的問題進行了分析；在環(huán)保日漸提上日程的今日，環(huán)保產品同時面臨著機遇和挑戰(zhàn)；隨著該高壓靜電除塵掌握器功能的逐步完善，性能的逐步優(yōu)異，競爭力將會穩(wěn)步上升，將會擁有良好的進展?jié)摿蛯掗煹氖袌隹臻g；27第 27 頁，共 29 頁名師歸納總結歡迎下載精品word學習資料可編輯致謝高校的四年生活，如白駒過隙，在這里留下了汗水，也留下了收成；第一，我們的自學才能明顯得到了提高，我要感謝我的指導老師，也特別感謝那些賜予我極大幫忙的同學，仍有我的班主任老師，以及任課老師，感謝他們的教導，讓我知道在社會上懂得怎樣去做好自己，端正自己的位置，為社會奉獻出我自己的力氣；對于我的畢業(yè)論文導師賜予了極大地幫忙；在剛接到論文題目的時候，腦海里完全就沒有一個完整的概念，每周一次的導師見面會，老師都給出一些特殊好的