基于PLC布袋除塵裝置控制系統(tǒng)的設計分析

基于PLC布袋除塵裝置控制系統(tǒng)的設計分析隨著科技的發(fā)展進步，布袋除塵技術不斷提高，朝著全面自動化的方向前進，實現(xiàn)環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益的共同發(fā)展。本文以某PLC布袋除塵自動控制系統(tǒng)為例，介紹了PLC布袋除塵裝置控制系統(tǒng)總體設計方案和工作原理，分析了系統(tǒng)的程序設計。標簽：PLC；布袋除塵；系統(tǒng)設計0引言布袋除塵系統(tǒng)的設計具有很大的環(huán)境價值和經(jīng)濟價值，對于我國的工業(yè)尤其是垃圾發(fā)電行業(yè)發(fā)展意義重大。系統(tǒng)設計如果能實現(xiàn)全面自動化，提升除塵能力，就能減少人工作業(yè)，降低企業(yè)成本，實現(xiàn)效益提升。1PLC布袋除塵裝置控制系統(tǒng)的總體設計1.1PLC控制系統(tǒng)概述PLC控制系統(tǒng)也可稱為可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程，也是工業(yè)控制的核心部分。PLC控制器實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，包括中央處理單元、存儲器、電源、程式輸入裝置、輸入輸出回路。當PLC控制器投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC控制器的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。分別為輸入采樣階段，用戶程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。PLC系統(tǒng)以計算機為核心技術，對于工業(yè)電氣系統(tǒng)中的繼電器進行邏輯編輯控制。PLC程序在處理數(shù)控機床的信息時，所需的時間一般為幾十至幾百毫秒之間，這樣的速度對于一般程序數(shù)據(jù)信息的處理是可以完成的，但是，一些信息的處理對于時間的要求更高，需要更快的反應速度，這就要去PLC系統(tǒng)能夠得以提升，滿足所有需求。對于PLC系統(tǒng)的設計，可分為低級與高級之分。其中低級程序設計用來滿足一般的數(shù)據(jù)程序信息的處理，而高級程序則用來應對緊急狀況和特殊要求。此外，對于PLC系統(tǒng)的參數(shù)設定也需要注意。在設定系統(tǒng)參數(shù)前，要掌握好控制中心對于機構功能的需求，根據(jù)需求設定數(shù)值，這樣既能發(fā)揮布袋除塵的性能，又能設計出合理有效的參數(shù)，保證布袋除塵控制系統(tǒng)的安全運行。1.2PLC布袋除塵裝置控制系統(tǒng)的總體工藝設計如圖1所示，為PLC布袋除塵裝置控制系統(tǒng)的工藝設計流程簡圖，該控制系統(tǒng)采用PLC系統(tǒng)，在工藝選擇上采用反吹式除塵器。如圖所示，生產(chǎn)排出的污染氣體經(jīng)過進口兩位三通閥進入該除塵控制系統(tǒng)。布袋除塵系統(tǒng)主要執(zhí)行的功能就是過濾和清灰，系統(tǒng)在運行開始后，上路開放，下路緊閉，經(jīng)過對系統(tǒng)中煙氣的過濾處理后，系統(tǒng)自動按照系統(tǒng)內(nèi)部氣壓差值進行清灰操作，兩個灰斗用來收集煙氣中的灰塵雜質(zhì)，經(jīng)過過濾和清灰處理后，再由煙氣出口閥排出，到達去引風口，完成整個布袋除塵工作。而圖下方的預熱功能主要是為了保證系統(tǒng)操作的順利方便設計的，預熱系統(tǒng)是在主系統(tǒng)內(nèi)部溫度較低時，進行自動預熱工作，指導溫度達到130攝氏度的要求，經(jīng)過加熱處理，煙氣從預加熱出口閥進入除塵系統(tǒng)，當系統(tǒng)內(nèi)部氣壓差值達到一定程度時，系統(tǒng)就會執(zhí)行清灰操作，壓縮的空氣由進口閥進入，此時8個單元脈沖閥得以開放并進行工作，敲打振動除塵布袋，除去附著在布袋上的灰塵。如果布袋料斗位置偏高，布袋進入料斗清灰系統(tǒng)，這時的布袋進入過濾模式，料斗中的灰塵經(jīng)過布袋刮板機、換向閥、公共刮板機等共同作用后排出。2PLC布袋除塵裝置控制系統(tǒng)的設計原理布袋除塵器結構主要由上部箱體、中部箱體、下部箱體（灰斗）、清灰系統(tǒng)和排灰系統(tǒng)等部分組成。布袋除塵主要原理可分為：過濾原理和清灰原理。過濾原理：含塵氣體由進風口進入，經(jīng)碰撞擋板，氣體中大部分粗顆粒粉塵受慣性作用被分離出來，直接落入煙斗，含塵氣體通過灰斗后，進入中箱體的濾袋過濾區(qū)，氣體穿過濾袋，粉塵被組路在濾袋外面。凈化后的氣體經(jīng)過濾袋口進入上箱體后，再由出風口排出。清灰原理：隨著功率時間的延續(xù)，濾袋上的粉塵層不斷積厚，除塵設備的阻力不斷上升，當設備阻力上升到設定值或運行時間達到設定值時，清灰裝置開始進行清灰。粉塵一般多附著在濾袋的表層，這是因為系統(tǒng)在工作時，含塵煙氣經(jīng)過除塵器，粉塵得以聚集在布袋的外部表層，讓凈化的空氣經(jīng)過濾料進而到達濾袋內(nèi)部。濾袋內(nèi)部還設有籠架結構，發(fā)揮支撐濾袋的作用，避免濾袋的變形，不利于更多空氣的容納，這樣的設計也有利于更大面積的粉塵收集和塵餅清除。為了達到更好的過濾效果，在除塵布袋的布料選擇上要選用便于粉塵剝離、過濾效果好且能夠經(jīng)久耐用的面料。根據(jù)系統(tǒng)的設計原理，可對系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)框架進行如下設計，圖2是該系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)框架圖。3PLC布袋除塵裝置控制系統(tǒng)的程序設計該控制系統(tǒng)的設計采用STEP7的軟件編程，系統(tǒng)由主程序和子程序兩個主要部分組成。其中，主程序中以過濾模式設計為重點，而子模塊主要是應用于系統(tǒng)因為某些原因無法在常態(tài)下進行工作時而采取預定的加熱或預噴功能來恢復系統(tǒng)的正常運作。3.1系統(tǒng)主程序設計該系統(tǒng)的主程序主要發(fā)揮三方面的作用，分別在過濾模式啟動前、運行過程中以及過濾的系統(tǒng)無法達到過濾模式的必要條件時。首先，在布袋除塵控制系統(tǒng)啟動前，主系統(tǒng)根據(jù)具體情況執(zhí)行整個程序模式的選擇；系統(tǒng)的主程序還要進行整個過濾模式下的運行控制，實現(xiàn)整個過濾程序的順利完成；在對系統(tǒng)主要運行模式進行選擇時，如果系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)和條件沒有達到過濾模式的執(zhí)行要求，主程序?qū)?zhí)行退出過濾模式的指令，利用預熱系統(tǒng)作用，完成清灰過程。3.2子程序設計該控制系統(tǒng)的子程序又是由四個部分組成，即預熱、預噴、布袋清灰以及料斗清灰系統(tǒng)，各個部分分別執(zhí)行不同的功能。其中預噴系統(tǒng)主要執(zhí)行保護功能，通過在除塵器表層噴涂熟石灰，起到保護布袋的作用，除此之外，還能提高過濾效果，減少布袋的損耗，延長除塵布袋的使用期限。而預熱系統(tǒng)的主要功能是增加除塵布袋的附著能力，主要方式是通過加熱布袋內(nèi)的煙氣。布袋清灰系統(tǒng)和料斗清灰系統(tǒng)則是在布袋內(nèi)的氣壓差值較大時，及時清除布袋上的灰塵和塵餅，以此穩(wěn)定布袋內(nèi)的氣壓值，保障系統(tǒng)的正常運行。在進行清灰系統(tǒng)的設計時，要綜合考慮多方面因素，包括溫度范圍、溫度變化、露點、濕度、煙氣成分、煙塵顆粒、以及現(xiàn)場環(huán)境等，還要根據(jù)濾料的材質(zhì)、覆膠狀況、表面處理、耐磨能力、張力大小可塑性等的分析對濾料的性能進行評價，并以此來確定清灰的方式是否采用大流量或高壓力進行。4結束語PLC布袋除塵裝置控制系統(tǒng)是現(xiàn)階段工業(yè)廢氣處理中的主要應用系統(tǒng)，對于該系統(tǒng)的設計實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的完