基于PLC与WinCC的干法除尘控制系统的设计及应用
(福建省三钢（集团）有限责任公司，福建三明365000) 摘要：本文介绍了一种基于PLC与WinCC的高炉煤气干法除尘自动化控制系统的设计及应用。该控制系统采用在Profibus-DP现场总线控制，中间增加两个中继器来对信号进行有效放大和再生处理，从而达到扩展网络规模，保证了控制系统可靠、及时、高速的数据通信；采用了WinCC监控软件设计的HMI监控画面，利用其全局C脚本自动生成EXCEL文件格式的生产日报表。
关键词：PLC；WinCC；Profibus-DP；干法除尘；HMI监控画面；
0 引言
炼铁高炉煤气干式布袋除尘由于节水、一次性投资后运行维护费用低，已经成为高炉重要的煤气除尘方式，同时可以开发干式高炉煤气余压发电（TRT发电）, 利用高炉煤气余压余能奠定了基础, 是目前国内外高炉煤气除尘应用热点。
2012年5月，福建省三钢( 集团) 有限责任公司4#高炉1050m3干法除尘设施进行全面改造，其电气自动化控制系统结合之前运行维护经验进行全面升级改造。本套基于PLC与WinCC的干法除尘自动化控制系统的设计，从节约成本考虑，需要将原先的现场控制箱及开关量输入输出模块应用到新系统中，并采取新增4个BL67仪表站点全面取代原先集中回控制室的仪表模拟量信号。这样即节省了中控室控制柜的数量，减少了其占地面积，为与高炉其他辅助设施控制全面集中到一个控制室奠定了基础，又使得整个采用Profibus-DP现场总线控制的PLC系统更加有利于日常的检修维护。
1系统工艺流程简介
图1 干法除尘工艺流程图
如图1所示，本套干法除尘控制系统的高炉煤气先经过重力除尘器将大颗粒
粉尘因自身重力作用自然沉降，再由荒煤气总管通过进口蝶阀和进口盲板阀分配到装有若干布袋除尘器的14个箱体中，在箱体中荒煤气颗粒较大的粉尘再因重力作用自然沉降，颗粒较小的粉尘随煤气继续上升。荒煤气经过滤袋时，粉尘被阻留在滤袋的外表面，煤气此时得到净化。净化后的煤气进入箱体上部，再通过出口盲板阀和出口蝶阀进入净煤气总管，并最终经过TRT发电机组或减压阀组输送到煤气总管网。
当荒煤气温度大于260℃或低100℃时，系统将自动关闭所有箱体进口蝶阀，同时打开荒煤气顶部放散阀组，进行荒煤气放散，该过程为无扰切换，并可以有效控制高炉炉顶压力。随着过滤过程的不断进行，滤袋上的粉尘越积越多，过滤阻力不断增大。当阻力增大或时间到一定值时，电磁脉冲阀启动，进行脉冲喷吹清灰，喷吹气采用氮气，清理的灰尘落入箱体下部。当箱体下部中的灰尘累积到一定量由料位计控制或时间控制时，启动刮板机卸输灰系统。灰尘经星型卸灰阀卸入输灰管道，由刮板机将灰尘输送至大灰仓，最后粉尘经加湿机加湿再由运灰汽车运走。
2 PLC控制系统
2.1 控制系统硬件组成
图2 干法除尘控制系统总硬件图
如图2所示，干法除尘控制系统设备控制级采用西门子S7系列的PLC, PLC控制器采用STEP7 V5.4软件进行组态编程，CPU使用高性能的414-2 DP型处理器, 确保了控制系统的稳定性和快速性。PLC和现场各远程站之间采用Profibus-DP通信网络连接, PLC与ET200工作站之间通过Profibus-DP 进行通讯，通讯速率12 M，保证了控制系统可靠、及时、高速的数据通信。电气控制、仪表控制和计算机控制采用“三电合一”，即电气控制、仪表控制、计算机全部采用一套PLC控制系
统。低压配电部分设计有电源自动切换柜，并通过UPS电源保证了PLC 主站与现场分布式I/O站电源系统的稳定性和可靠性。PLC控制柜主要硬件构成如表1所示。此外，采用图尔克BL20系列产品通过两个电机控制柜控制14个箱体的仓壁振动器与星卸电机的启停。电动设备仓壁振动器、星卸电机和刮板机，采用机旁、远程上位机两种操作方式来进行控制，机旁操作仅用于调试和检修设备时使用，远程上位机操作为正常生产时使用的操作方式。其他A、B蝶阀、C、D盲板阀和上下球阀等只采用远程上位机操作方式。
2.2 Profibus-DP现场总线通讯方式
图3 中继器
Profibus-DP现场总线采用RS-485差分平衡传输方式，最大的优点是可抑制噪声，但在现场设备过多、传输线路距离过大、外部环境电磁干扰严重情况下，控制系统就可以通过增加中继器来对信号进行有效放大和再生处理，从而达到扩展网络规模、保证良好通信质量的目的。中继器如图3所示，它的总线接口为一进三出，并分为Segment1和Segment2两段，其中Segment2具有信号放大功能，而Segment1没有。因此，在实际应用中，距离短的用Segment1或Segment2都可行，但到下一个距离远的站点通常用Segment2，这样可以防止距离远的站点丢失，有效降低总线故障。检修人员在处理总线故障时，切记不要将原先接Segment1和Segment2的总线接头位置调换，否则可能将总线故障进一步扩大丢失更多站点，查找总线故障时最好使用终端电阻，从前端站点开始逐级查找。在调试现场总线通讯过程中，由于现场电气施工人员水平参差不齐，在总线联接施
工过程中存在着一些问题，调试人员可以通过终端电阻逐级查找总线故障点。本系统由于PLC柜与现场站点的距离较远，从PLC控制柜两DP口出来的总线分别进干法现场东西两边的中继器IN端口，在由三个OUT端口分别连接现场箱体其它几层的站点，现场各个模块之间现场总线通过总线T型头串联起来，此外，中继器不需要在STEP7硬件中进行组态。
2.3 控制方式的实现
干法除尘控制系统中每个箱体设有一套脉冲氮气反吹系统。包括:氮气包、脉冲阀、喷吹管、球阀等。每个喷吹包各安装15个脉冲阀。反吹介质为氮气，脉冲用氮气压力为0.3～0.4MPa，小时用量约为1000m3。反吹方式：在线反吹、半闭线反吹和单体反吹，可连续周期性进行反吹，也可实现定时或定压差的间歇反吹操作制度。脉冲反吹系统主要包括喷吹气包、脉冲阀、喷吹管、阀门、喷嘴等。工作原理：脉冲阀开启后，高压氮气通过喷吹管从喷嘴里喷出，形成高速气流进入滤袋，并从周围引射数倍于喷射气量的净煤气冲进滤袋，使滤袋急剧膨胀，引起一次冲击振动。并在瞬间产生由里往外的逆向气流。在冲击振动和逆向气流的作用下，滤袋表面的粉尘被抖落。整个过程约为0.1秒。卸灰系统采用中间灰斗加三阀的形式，即布袋除尘器筒体下设气动锁紧式卸灰钟阀，中间灰斗下设气动锁紧式卸灰钟阀，再设星形给料阀。卸灰时，先将箱体灰斗中的灰尘卸到中间灰斗中，然后再由中间灰斗卸到刮板输送机中运出。箱体灰斗的容积大于中间灰斗的容积，以保证箱体卸灰时，能保证部分灰封，防止煤气窜入中间灰斗中。两个过程分开进行，保证煤气在卸灰过程不泄露。
现场14个布袋除尘器和其他设备的控制硬件组成如表3所示。
除脉冲反吹需要氮气气源外，气动阀门驱动、氮气炮也需要氮气。因此应设置氮气储存罐，用来暂时存储氮气。在除尘器装置中设1个10m3氮气储气罐，氮气气源压力应不小于0.8MPa。除尘器本体上面主要阀门设备为气动，气动阀门的操作采用计算机系统控制气动阀门线圈状态的方法来控制气动阀门。机旁操作通过计算机系统选择，由机旁按钮信号反馈到PLC，由PLC输出指令操作电气柜内的接触器来达到动作设备的目的。设备的现场限位开关信号均须输入计算机系统。
1、布袋除尘器荒煤气总管温度检测、报警，净煤气总管温度检测。
2、压力检测11个点，分别为荒、净煤气总管压力检测，大灰仓两个进口，1个出口压力检测，四个氮气调压阀组后压力检测和一个煤气调压阀组后压力检
测。
3、差压变送16个点。分别为14个布袋除尘箱体荒、净煤气管压差检测，1个荒净煤气总管差压检测，5个氮气调压阀组前后差压检测。
4、含尘量检测15个点，分别为14个布袋除尘箱体净煤气支管含尘量检测，1个净煤气总管含尘量检测。
5、灰位检测20个，分别为每个除尘器箱体灰斗上各2个热电偶，共20个检测点；大灰仓3个射频导纳检测灰位。
6、流量检测4个点，分别为脉冲反吹、气力输灰、氮气炮和气动阀门四个氮气支路的流量检测。
7、除尘器脉冲反吹系统的脉冲阀顺序控制。
自动反吹程序设计，从1至14号箱体依次反吹
自动切瓦与引瓦程序，
3 WinCC组态软件系统监控画面
3.1 监控画面的总体设计
图4 干法除尘控制系统主画面
如图4所示干法除尘控制系统主画面，上位机监控软件平台使用Simatic WinCC 7.0, 通过该软件设计实现以下功能:
（1）上位机Simatic WinCC 7.0与下位机Siemens PLC的通信。上位机和下位机
之间通过工业以太网进行实时数据交换，这样既可以满足操作管理人员或检修人员对现场设备的运行情况的实时监控，也可通过操作界面完成对现场设备的远程操作。上位机、工业交换机与下位机之间通过工业以太网以100Mb/s的速度进行高速通信, 确保了监控画面模拟设备的快速响应性。2台上位机互为备用, 使得监控系统安全可靠, 最大程度上保障了生产的连续性。工业交换机通过工业以太网连接上位机和下位机之间的高速通信,实现控制程序的上传下载，完成HMI画面组态程序的正常工作。
（2）画面整体设计。用其简单的自带画图工具，根据干法现场设备实际的分布情况，画出主体设备合理布置图及走向，使用不同的颜色表示各类设备，以达到画面整体美观的效果，画面中固定不变的机构使用比较暗的颜色，开关、阀门等活动部分使用比较鲜亮的颜色。在主画面设计好以后，在设备相应的位置上标记出限位开关信号、温度、压力、含尘量等状态信息。在主画面下端布置上选择分窗口的若干按钮，在右边空白处将其他一些公共仪表量信息归类显示在一处。（3）主画面能够基本反映工艺流程总貌及设备运行状态显示。监控程序主画面动态显示工艺流程图、运行设备阀门的开关位，箱体的温度、压力、含尘量及箱体反吹运行状态, 供操作人员了解系统生产状况。主监控画面还提供其他子系统的图形界面, 包括：氮气调节阀窗口、反吹画面、刮板机画面、放散调节阀画面、切引瓦画面、仪表画面、现场照明画面、用户归档画面、报警画面、参数设定画面、报警消音等。通过按钮可以切换至不同的窗口, 来展现各个生产工艺部分的生产实际情况和其他记录报警功能等。
（4）控制方式选择。系统提供两种控制方式：远程计算机控制和现场机旁操作。操作人员正常情况下都在上位机上进行远程计算机控制，当需要到现场调试检修时，可以设置为现场机旁操作（屏蔽远程控制），提高了现场检修人员的安全性。氮气反吹控制方式提供三种远程控制方式: 在线反吹、半闭线反吹和单体反吹，操作人员可以根据实际需要，在监控主画面上自由选择。
（5）参数趋势显示图。监控程序提供了每个箱体温度、含尘量、压力（压差）等实时趋势曲线的显示，通过点击主画面上任意箱体的仪表量数据即可显示出对应箱体相关数据趋势曲线，通过编写C脚本可以在仪表量趋势曲线窗口画面上对14个箱体间任意切换观察，从而使管理与技术人员及时有效地把握设备的运行状况。过程值归档中无法建立关系和对字符串进行归档。这些功能使用用户归档可以实现。
（6）参数值设置。根据设备生产工艺的实际情况, 在线调整温度控制值、各类报警值上下限设置等参数值。
（7）系统报警及消音。系统报警包括：文字报警和语音报警。现场有大量的检测仪表信号，开关信号的丢失和故障信号反馈等，其中有些信号在生产过程中的可能出现很短暂异常，这些短暂出现的故障信息就需要被报警记录画面记录下来，这方面的功能WinCC也为设计人员提供了现成的控件，按照向导把所有需要监测的点加到控件里。所有记录均要求是长期记录，并且报警记录的到达、离开、确认各状态需要用不同颜色来显示。在现场设备出现异常时，操作人员通过系统弹出的报警画面可以详细地了解故障信息，同时根据操作人员的需要将一些重要故障报警同时设置了语音报警，起到了更好的提示效果。在听到语音报警后，通过消音按钮暂时消音，及时通知相关人员对故障进行处理。
3.2 复杂报表的自动生成
在干法除尘自动控制系统中，操作管理人员需要记录每个小时现场公共设备
仪表值和各个箱体的温度、压差、含尘量等。虽然可以利用WinCC直接做复杂报表，但WinCC自带的报表编辑器功能有限，在实际应用中存在一些不便。因此，本系统充分发挥WinCC的强大功能，通过C脚本来完成复杂报表的自动生成。
首先，利用excel工具做一个干法除尘实际需要的报表的空白模板，保存在G:\\GF_DayReport.xls中。充分利用excel强大的数据处理功能，可以预先设置好各单元格之间的求和、平均、最大值、最小值等计算，甚至更加复杂的运算，并将运算结果存放在对应的单元格内。其次，在WinCC 项目中编写一个全局脚本命名lingdiancf.pas。它的功能包括：实现每天的00:00:01触发（周期性触发），并执行复制GF_DayReport.xls文件并以此刻的年月日加载到模板文件名后，将复制新产生的“GF_DayReport_*年*月*日.xls”的文件存盘到指定的目录下。最后，在WinCC 项目中再编写一个全局脚本zhengdiancf.pas。它的功能包括：实现每天的整点触发（使用系统小时变量触发），把需要记录的变量值写到
“GF_DayReport_*年*月*日.xls”相应的单元格里面并存盘。在实际的应用中，还存在一个二十四点即第二天零点数据记录的问题，如果还是按照整点零点记录，数据会记录到第二天零点表格里，这可能会与操作管理人员的习惯不符，因此，通过再编写一个全局脚本ershisicf.pas,实现在每天的23:59:59周期性触发，记录在当天24点数据表格中。如果有条件配置打印机，还可直接触发打印机，每天定时打印一份报表。
4结语
本套干法除尘控制系统采用Profibus-DP现场总线控制，保证了控制系统可靠、及时、高速的数据通信，增加的两个中继器对信号进行有效放大和再生处理，从而达到扩展网络规模、保证良好通信质量的目的。采用的机旁与远程上位机两种操作方式来进行控制，机旁操作仅用于调试和检修设备时使用，远程上位机操作为正常生产时使用的操作方式，这样极大地方便了检修人员与操作人员控制。采用的WinCC监控软件设计的HMI画面对设备的操作和实际过程实施监控，利用其自带的功能对生产需要关注的数据进行采集和归档处理，并采用全局C脚本生成生产日报表等功能。本套系统自2012年8月投产后，系统运行稳定，故障率低，很好地服务了高炉炼铁生产。
参考文献
[1] 李娜，王薇，买波，何东. Profibus 诊断中继器及其工程应用中的关键技术[J].2012(24):59-62.
[2] 李奇勇. 1050m3 高炉煤气干法除尘技术应用 [J].冶金能源，2005（4）：9-12.
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用DCS顺控实现电除尘自动控制
用DCS 顺控实现电除尘自动控制 丁明华 （山东海化集团股份纯碱厂仪表车间，山东 潍坊 262737） 摘 要： 文中介绍一种对电除尘工序进行远程自动控制的方法。使用DCS 顺序控制图，通过模块组态和内部编程，实现多台设备的自动控制，优化了工艺过程，提高了该工序的自动化水平，使该岗位无人值守成为现实。 关键词：DCS ；电除尘；顺控；DeltaV 系统；模块组态；自动控制 1． 概述 电除尘工序隶属于石灰工段，主要是利用高压静电吸附原理，对工艺气体介质中含有的固体小颗粒杂质进行吸附过滤，以达到除尘的目的。运行过程中电除尘塔内部电极产生上万伏的电压，灰尘被吸附在电极上，时间长了越积越多，影响除尘效果，因此需定期对电极进行清洗。我厂共使用了六个电除尘塔，该工序的控制一直采用传统的手动方式，劳动强度大，环境恶劣，需单独设岗位。由于该工序的特殊性，采用自动控制难度大，其他各大碱厂也很少有实现全自动控制的，因此，将该工序相关仪表及设备接入DCS （分散控制系统），通过组态编程实现自动控制，解决了我厂该工序的自动化控制难题，也为兄弟厂家提供了借鉴。 2． 工艺控制方案 该工序主要是将从泡沫塔经 过一次除尘后的窑气进行二次再 除尘，处理后的窑气进压缩工段。 主要仪表设备有：除尘塔入口 窑气调节阀、入口窑气压力、冲水 调节阀、音叉液位检测仪。如图1： 控制过程如下： 电极送电→开窑气阀→运行4 小时→关闭窑气阀→电极断电→ 打开水阀→冲水3分钟→关闭水
阀→（确认冲水管中无水后）电极送电 如此周而复始。 在以上控制过程中，考虑到阀门在长期使用过程中可能有打不开或关不死的情况，通过入口压力指示和音叉液位检测仪可分别反馈窑气阀和水阀的开关情况。 水阀关闭后，虽然对电极的冲水停止，但电极周围气体湿度很大，如立即给电极送电灰产生漏电现象，电极电流达不到设定值，且容易损坏相关设备。因此，在实际应用中，应根据实际情况在冲水完成后进行适当的延时。我厂6个电除尘当中，1#~5#延时5分钟，6#延时10分钟。 根据工艺要求，正常生产时不希望有两个或两个以上电除尘塔同时停的情况，这不利于对生产的平稳控制。另外，当一个塔由于故障必须大修时，其他五个塔同时也只能停一个。 3．DCS控制方案介绍 我厂石灰车间使用了艾默生公司的DeltaV系统，实施DCS微机改造后，使电除尘工序的自动控制成为了可能。DCS将所有过程仪表和控制参数纳入微机控制系统，通过方便灵活的组态和编程，能够实现各种控制方案，并对过程进行优化，对各种数据进行集中显示。大大解放了劳动力，提高了生产效率。 DCS对控制过程的组态方式目前一般有以下几种方式：添表式，模块图式，顺控图式，梯形逻辑图式。其中模块图主要用来对监视点和简单的回路控制进行组态，而顺控图则倾向于对生产过程的顺序控制。在对电除尘工序的控制组态中，采用了模块图和顺控图结合的方式，即采用模块图进行输入输出点和6个塔的总体控制，采用顺控图进行单个电除尘塔的顺序控制。 入口窑气调节阀、入口窑气压力、冲水调节阀、音叉液位检测仪等信号通过DCS的I/O 卡件接入，电除尘电信号的开停控制通过继电器控制现场设备，开停状态分别取自现场设备的继电器输出，保证了高低压系统的物理隔离，保证了系统的安全可靠性。 3．1顺控组态 顺控图（SFC）是模块算法中的一类，用来控制时间事件的顺序，例如控制过程的开始与结束。SFC由步骤和转移组成。步骤包含一系列的动作，转移是指转移的条件成立时，过程的顺序可以从某一步骤前进到下一步骤。 本文顺控组态主要用来对单塔的工艺过程实现顺序控制，控制流程图如图2。
课程设计任务书 课程名称：大气污染控制工程 题目：车间布袋除尘系统设计 学院：环化学院系：环境工程系 专业班级：环工121班 学号：5802112002 学生姓名：杨强 起讫日期：2015-06-29——2015-07-03 指导教师：李丹职称： 学院审核（签名）： 审核日期：
目录 一、概述 (3) 1、大气污染的概念 (3) 2、大气污染的分类 (3) 3、大气污染的危害 (3) 4、治理大气污染的必要性 (4) 5、除尘的必要性 (4) 二、课程设计题目描述和要求 (5) 1、设计目的 (5) 2、设计任务 (5) 3、设计课题与有关数据 (5) 4、局部排气通风系统的组成 (6) 5、管道设计的原则 (7) 三、袋式除尘器除尘方式的选取与布置 (8) 1、袋式除尘器的原理 (8) 2、袋式除尘器的优点 (9) 3、袋式除尘器的缺点 (10) 4、袋式除尘器方案设计 (10) 4.1进气方式的确定 (10) 4.2进气过滤方式的确定 (11) 4.3滤料的确定 (11) 四、集气罩的设计 (11) 1、控制点控制速度Vx的确定 (11) 2、集气罩排风量、尺寸的确定； (12) 3、集气罩设计小结 (13) 五．袋式除尘器设计计算 (13) 1、过滤面积的确定 (13) 2、滤袋的排列和平面布置的确定 (13) 2.1滤袋长度的确定 (13) 2.2滤袋的排列与间距 (13) 3、清灰装置的确定及计算 (14) 4、灰斗高度的确定 (16) 5、袋式除尘器压力损失的计算 (16) 六、管道设计及风机选择 (17) 1、管道的初步设计及压损的确定； (17) 2、选择风机和电机 (23) 七、主要参考资料 (24)
自动控制基础知识 15.评定定值控制系统动态过程品质有哪些指标?调节器控制作用强弱对这些指标有何影响? 答：(l)最大动态偏差m ax e ，这是动态精度指标，调节作用强，m ax e ↓，动态精度高； (2)衰减率?，这是稳定性指标，调节作用强，?↓，稳定性降低； (3)振荡次数N 。这也是稳定性指标，调节作用强，N ↑，稳定性降低； (4)过渡过程时间ts:这是系统反应快慢的指标，调节作用太强或太弱都会使ts ↑。 (5)静态偏差ε，这是静态精度指标，调节作用强，ε↑，静态精度高。 16.评定改变给定值的控制系统动态过程品质有哪些指标?调节器控制作用强弱对这些指标有何影响? 答：(1)超调量P σ,这是稳定性指标，调节作用强,P σ↑，稳定性降低。 (2)上升时间tr,这是系统反应快慢的指标，调节作用强，系统反应快，tr ↓； (3)峰值时间tp,这也是系统反应快慢的指标，调节作用强，系统反应快，tr ↓； (4)振荡次数N 。这是稳定性指标，调节作用强，N ↑，稳定性降低; (5)过渡过程时间ts 。这是系统反应快慢的指标，调节作用太强或太弱，都会使ts ↑； (6)静态偏差ε，这是静态精度指标，调节作用强，ε↑，静态精度高。 17. 有一单容控制对象，被控量是h ，试分别写出它受到一个Δu 的阶跃扰动瞬间，输出量Y 及输出量变化速度的表达式，并说明这两个表达式的物理意义，画出飞升曲线。 答： (l)输出量：)1()(T t e K t h --??=μ 意义：由于t=0时，h=0，这说明，在对单容控制对象施加扰动瞬间，不管扰动量有多大，初始时刻，输出都没有变化，这表明了控制对象具有惯性的特点； （2）扰动瞬间变化速度： 0t dh K dt T =??μ=
电除尘电气控制设计探讨胡骞明 发表时间：2017-11-28T16:02:33.157Z 来源：《电力设备》2017年第21期作者：胡骞明杨维君 [导读] 摘要：近年来，电除尘电气控制设计问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。 （浙江菲达环保科技股份有限公司浙江诸暨 311800） 摘要：近年来，电除尘电气控制设计问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了电除尘电气控制设计的意义。在探讨电除尘电气自动化控制系统设计的同时，结合相关实践经验，就其综合自动化设计展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。 关键词：电除尘；电气控制；设计；探讨 1 前言 作为一项实际要求较高的实践性工作，电除尘电气控制设计的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对电除尘电气控制设计的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化电除尘在实际工作中的最终整体效果。 2 概述 电除尘电气控制近年来在国际社会得到了非常广泛的研究，在保证提高了生态环境水平的前提下，也收获了可观的经济效益，具有着积极意义。在国内外的高度重视下，电除尘电气控制技术不断提高，它可以为环保产业服务，在大气控制上也有着十分重要的作用，所以进行充分的研究以实现良好的运用电除尘技术，提搞其效率，减少其成本是有必要的[1]。目前，国内外研究的重点分为以下两个方面，首先，部分国外研究人员着重分析在模拟电场下不同的粉尘对于除尘率的影响差别；再有，电除尘电气控制实现高度自动化也是国内外的研究重点，实现电除尘电气控制的自动化可以为企业减少人力资源与财力资源的消耗，提高企业的工作效率。总而言之，电除尘电气控制涉及对于经济发展和生态建设均有举足轻重的意义，值得我们给予广泛关注。 3 电除尘电气控制设计的意义 环境问题随着经济社会的不断发展逐渐浮出水面，在经济增加的同时，污染也越来越严重，这着实影响到了我们的日常生活，对我们的生活质量是一大挑战。因此，对污染进行有效的排解便显得尤为重要。改革开放以来，大气质量就一直在大幅下降，直到当今我们深受雾霾的危害，都是由于工业的高速发展引起的大气质量下降导致的。所以，对于电除尘器需求就不断增加，这促使着电除尘电气控制技术的不断发展。我国也对电除尘器进行了有效的运用，它逐渐在我国市场中占据了很大的份额，技术也日趋成熟。 时至今日，随着技术水平的不断发展，电除尘电气控制技术在新技术的影响下不断的更新换代，其除尘效果也不断提高[2]。总结来说，电除尘电气控制是有社会需求的，不仅市场广泛需求，它在技术上的不断改革创新也使其充分体现出价值来。这种技术在我国的运用，达到了保护环境、净化环境的目的，也达到了节约能源、创造经济利益的目的，是有着非凡意义的。 4 电除尘电气自动化控制系统设计 4.1 电除尘电气自动化控制系统设计特点 电除尘电气自动化控制系统的出发点便是充分解放人力，依靠机器自动化的操作实现电除尘器的平稳运行。电除尘电气自动化控制系统的特点包含以下几个方面：人力操作卷入度较低、被控制对象数量少、精确度较高以及工作效率较高等等。想要达到上述特点，自动化控制系统的设计就要遵循反应灵敏、具备高度抗干扰能力以及操作便捷化等原则来实现。 4.2 电除尘电气自动化控制系统设计方式 4.2.1 集中监控方式 电除尘电气控制的自动化可以通过集中监控方式来实现。所谓集中监控方式，就是通过一个集中式系统，对电除尘器的运行、检修与维护进行全方位监控管理，集所有的管理工作于一身，能够对电除尘器在不同工作阶段产生的问题进行数据归纳与分析，减少了分散监控方式存在的数据不统一状况的发生。但是这种监控方式相对于自动化控制系统的技术要求较高，由于需要将不同的监督管理功能集中到同一个系统中，对于系统本身的承载力、运行速度以及灵敏度提出了较高的要求。对于经济效益较高的企业来说，可以选择这种功能强大的集中监控方式，可以省却分散控制的复杂性。但是对于一些经济效益较低的企业来说，这种对电除尘实行电气自动化控制的方式则较难落到实处。 4.2.2 远程监控方式 为了节省对电除尘器的管理控制场地，可以考虑使用远程监控的方式来实现电除尘电气控制的自动化。这种系统设计是基于互联网的支持下，通过计算机控制，可以及时了解电除尘器的运行状态，避免了时间与空间限制，能够将自动化控制落实到各个方面。而且，在电除尘器的运行产生问题时，若企业内部技术人员无法对问题进行排查分析与解决，企业可以通过聘请外部专业技术人士，通过远程操纵来分析电除尘器存在的问题并进行远程问题解除。这种电除尘电气控制自动化的实现方式对于带宽的要求较高，因此，一些带宽无法达到此要求的企业，在选择这种自动化控制方式时应该慎重，避免由于硬件配置的不足影响电除尘电气控制自动化的效率。 4.2.3 现场总线监控方式 现场总线监控方式也是一种基于计算机技术的支持衍生出来的自动化控制方式，这种自动化控制方式具备高度的智能性，将其运用到对电除尘器的电气控制环节中，可以将电除尘电气控制的自动化发挥到极致。这种自动化控制方式集中了远程控制方式的所有优势，而且有效避免了集中监控方式存在的控制漏洞。因为现场总线监控方式具备高度的针对性，在对电除尘器进行自动化控制的过程中，对于不同的运行环节会分别采取不同的控制措施，不会受到集中化的限制，使得一个环节的问题影响到其他环节的运行。因为现场总线监控方式在进行自动化电气控制的系统设置时，分别针对不同的装置设置了不同的运行语言，各个环节之间并不存在必然的联系，不会对电除尘器的整体运行造成牵连性的影响。 5 电除尘电气集中控制系统的综合自动化设计 5.1 计算机监控系统 想要利用计算机技术实现对电除尘器的自动化电气控制，就需要严格地遵循电除尘器的种类、自身配置标准以及工作运行流程等，来进行自动化控制系统的设计。当前，大多数的企业都会采用计算机监控系统作为对电除尘器的电气自动化控制的承载方式，这主要是由于计算机技术的可靠性较高而且资金投入较低。计算机控制系统包括集中监控方式以及分散监控方式两种，其中，分散监控方式由于其工作
除尘控制系统电气操作说明 一、系统简介 1、此系统采用西门子S7-200 PLC和显控触摸屏，具有良好的可操作性和可靠性。 2、本系统采用硬接线和DCS进行通讯，在满足独立监控的同时，也可以实现DCS远程监 控。 二、系统触摸屏操作简介 1、PLC控制柜触摸屏分为4个操作画面，其分别为： 1）启动画面； 2）清灰手动； 3）参数设定。 4）主监控。
2、在系统上电，触摸屏启动完成后，首先出现的是“启动画面”。点击启动画面中右下角的 “进入系统”按钮即进入到“主监控”画面。 3、在“主监控”画面的右下角有“参数设定”“清灰手动”画面选择按钮，点击即可进入对 应的参数设定画面和清灰手动画面。在参数设定画面与清灰手动画面中，可选择主监控画面。 三、清灰控制简介 1、、此除尘系统分为本柜手动、本柜自动和远程自动操作。 2、当PLC柜上电后，“主监控”中有“定时开”“定阻开”按钮及相应的指示，点击“定时 开”按钮后，系统会自动按照设定的系统周期时间运行，点击“定阻开”按钮后系统会根据压差的设定作为运行启动条件同时切除系统周期时间。当系统处于定时开的状态如果压差达到设定值后系统会执行定阻开的运行模式，当压差小于设定值后系统会自动重新执行定时开运行模式 3、当PLC柜上电后，“主监控”中出现“清灰电源备妥”指示时，点击触摸屏操作画面下 方的“在线离线”按钮，当清灰状态指示为“离线清灰”时，即可在清灰手动画面上进行手动操作： 1）将在线按钮点击一次时离线阀即关闭。 2）离线打开后，提升阀和脉冲阀才可以在自动与手动的方式下工作。
4、当PLC柜上电后，“主监控”中出现“清灰电源备妥”、“定时”或者“定阻”、及“离线 清灰”指示后，将第一个三位选择开关旋至“就地”位置，将第二个三位选择开关旋至“手动”位置。当面板上的“手动状态”指示灯点亮时，在触摸屏上点击相应的阀门下面的按钮，即可进行手动清灰操作；将第二个三位选择开关旋至“自动”位置后，系统将运行自动清灰程序，此时面板上的“自动运行”指示灯点亮；当将第一个三位选择开关旋至“远程”位置后，即可通过DCS远程启停自动清灰程序。 5、当在清灰电源未上电时，自动启动清灰会有“清灰电源未备妥”报警状态和“故障”指 示出现；当清灰电源从新上电，电机画面上的“故障复位”按钮即可复位此报警，即可重新启动自动清灰。 四、模式转换及参数设置简介 1、清灰系统可以对在线/离线模式进行手动转换也可以根据系统压差自动切换： 1）在“清灰操作”画面中，通过“清灰离线选择”按钮即可对在线/离线模式进行切换，按钮的上面即有相应的状态指示； 2）当除尘器压差大于“清灰离线模式联锁切换差压上限”时，除尘器联锁切换到离线清灰模式；当除尘器压差小于“清灰在线模式联锁切换差压下限”时，除尘器联锁切换到在线清灰模式，在此期间，也可以手动对清灰模式进行切换。 3）当除尘器温度大于“温度上限”时，除尘器联锁打开进风阀和旁路阀同时停止清灰，当其小于“温度下限”时，除尘器联锁关闭进风阀和旁路阀同时启动清灰；在此期间，也可以手动对进风阀和旁路阀进行操作控制。 2、在“参数设定”画面中对除尘器温度、压力的各个参数进行监视和设定。 1）可以对温度及除尘器压力的量程、温度打开关闭冷风阀旁路阀的上下限和除尘器压差切换清灰模式的上下限进行设定； 2）首先点击“登录”按钮，输入密码“6789”，即可进行相应参数的设定；当设定完成后，点击“注销”按钮，即可取消参数设定权限。当点击相应参数的输入框，即可输入相应的参数。 3、清灰时间的设定同上所述。 脉冲阀运行时间：脉冲阀喷吹的时间； 脉冲阀间隔时间：当前脉冲阀工作完到下一脉冲阀开始喷吹的间隔时间；
湖南科技大学 化学化工学院TechnologyScience and Hunan University of 《大气污染控制工程》课程设计报告题目：某厂原料车间除尘系统工程初步设计
专业班级：环境工程二班学生姓名：1206050201 学号：指导老师：28月日62015提交日期：年 目录． 第一章：概述 1 1.1设计目的概述 2 1.2设计要求概述 1.3某厂原料车间原煤破碎工段概述 2 第二章：净化系统设计方案的分析确定2 2.1该厂车间粉尘 2 2.1.1该厂厂车间粉尘的来源 2 2.1.2该厂车间粉尘的种类 2 2.1.3该厂车间粉尘的危害 2 2.2该厂车间粉尘净化系统的设计 3 第三章：除尘系统的设计 4 3.1集气罩选用及计算 4 3.1.1集气罩的种类 4 3.1.2集气罩的选用 4 3.2管道的设计及运用 6 3.2.1管道的布局 6 3.2.2各管道压损计算 6
3.3通风机及电动机的计算和选择8 3.4除尘器的选择8 第四章：总结10 第五章：参考文献11 某厂原料车间除尘系统工程初步设计 第一章：概述 1.1设计目的概述 “大气污染控制工程课程设计”是《大气污染控制工程》课程的重要实践性环节，是环境工程专业学生在校期间一次较全面的大气污染控制设计能力的训练，在实现专业总体培养目标中占有重要地位。 通过课程设计，旨在使学生掌握和巩固《大气污染控制工程》课程的基本原理和设计方法，培养学生正确查阅和使用技术资料、确定大气污染控制系统的设计方案、进行工艺设计计算，绘制工程图纸，编写设计说明书的能力，为以后从事
本工程领域的设计工作打下基础。使学生得到一次综合训练并达到以下教学要求： 1、通过课程设计，树立正确的设计思想，培养综合应用《大气污染控制工程》课程和其他先修课程的原理、方法与技能来分析和解决大气污染控制工程设计问题的能力。 2、学习大气污染控制工程设计的基本方法、步骤，掌握大气污染控制工程设计的一般规律，学会净化系统的布置设计、主要污染物的净化原理与主要工艺流程，净化设备的选型设计、基本计算方法和绘图能力的训练。 3、进行大气污染控制工程设计基本技能训练，如设计手册与技术资料的查找应用、系统平衡与设计计算，绘制工程图纸、标准规范应用，编写设计说明书。 1.2设计要求概述 1、运用所学知识，根据有关设计手册、资料进行设计，做到有据可查，切实可靠。 2、设计说明书按设计程序编写，主要包括方案的确定，设计行算，设备选型，有关的设计简图等内容，设计说明书应有封面、目录、概述、正文、小结、参考资料等部分。各种计算以及必要的插图、说明等要求书写整洁、层次分明、条理清楚，行文流畅简捷，各计算公式，数据、图表及引用的有关重要定论均应注明出处，各符号、单位及代表意义均应注明。 3、设计图纸是设计意图的重要表现形式，是工程师的语言，因而应特别注意其质量。一般布图合理、比例适当、图面整洁，应达到以下要求：课程设计图纸应能较好地表达设计意图 构图、投影正确，各类线条分明、均匀，尺寸齐全，字迹工整，符合制图标准及有关规范。 （1）除尘系统图1张，系统图应按比例绘制，标出设备、管件编号并附明细表。 （2）除尘系统平面、剖面布置图2张（3号图或4号图），图中设备、管件应标注编号，编号应与系统图对应，布置图应按比例绘制。 4、设计成果提交：合订时，说明书在前，附表和附图分别集中、依次放在后面。 1.3某厂原料车间原煤破碎工段概述 某厂原料车间原煤破碎工段担负着全厂造气原料煤破碎筛分的繁重任务。如图1所示：该工段厂房长30m、宽15m、高3.6m，在厂房东北角长7.4m、宽6.6m范围内分布有原煤给料、破碎机、振动筛、皮带转载点等尘源，其相对位置见图2，由于建厂时未对破碎、筛分等设备及尘源点采取任何防尘、除尘和密闭措施，生产时煤粉从破碎机、振动筛、给料、转载及3，～400mg/m皮带机等处向外突出，飘扬，导致整个车间浓烟滚滚。实测空气中粉尘浓度1503破碎机周围10m范围内空气中粉尘浓度一般都大于1000mg/m（尘源密闭后实测管道内粉尘初3）。始浓度1941.7mg/m请为该厂房设计一套粉尘净化系统，该系统净化装置、风机、排气筒等只能集中布置在车间西侧中部长10m、宽7.5m的空地范围（图1），要求工程后粉尘污染源得到有效控制，车3；《生产性粉尘作业分级≥Ⅰ级，即粉尘浓度≤8640 mg/m间内粉尘浓度达到国标GB5817—经净化后由排气筒外排废气要符合国标GB16297—96《大气污染物综合排放标准》要求，即3，煤尘回收利用。排尘浓度≤150 mg/m
目录 1引言 (3) 1.1编写目的 (3) 1.2背景 (3) 1.3技术简介 (4) https://www.doczj.com/doc/ad12224938.html,简介 (4) 1.3.2SQL Server2008简介 (5) 1.3.3Visual Studio2010简介 (5) 1.4参考资料 (6) 2总体设计 (8) 2.1需求规定 (8) 2.2运行环境 (8) 2.3数据库设计 (8) 2.3.1数据库的需求分析 (9) 2.3.2数据流图的设计 (9) 2.3.3数据库连接机制 (10) 2.4结构 (11) 2.5功能需求与程序的关系 (11) 3接口设计 (12) 3.1用户接口 (12) 3.2外部接口............................................................................................错误！未定义书签。 3.3内部接口............................................................................................错误！未定义书签。4运行设计.....................................错误！未定义书签。 4.1运行模块组合....................................................................................错误！未定义书签。 4.2运行控制............................................................................................错误！未定义书签。 4.3运行时间............................................................................................错误！未定义书签。5测试 (13)
气流除尘机电气控制系统设计说明书
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设计说明书《电气控制与仪表》课程设计 设计题目气流除尘机电气控制系统设计所在系信息与机电工程系 姓名 学号 指导老师 专业年级电气工程及其自动化 2011年12月25 日
气流除尘机电气控制系统设计 一、设计的任务 （一）基本情况介绍 气流除尘机是制革业中一种专用于皮革除尘的先进设备。皮革经过磨革工序后，要清除附着在皮革表面的皮屑微粒，除尘原理如图8-12所示，当皮革通过该机时，利用高速气流和吸尘装置即可清除附着在皮革两面的皮屑微粒以满足下道喷浆工序的工艺要求。这种先进的除尘工艺，取代了老式毛刷辊除尘的弊病，即由于静电附着效应，除尘除不干净，使下道工序涂层质量难于保证。本机适用于牛、猪、羊等毛皮加工，输送速度为30m/min,46m/min 两种，每小时能通过500张皮革，生产效率很高。本机还配有布袋滤尘器，体积小，除尘效率高，并有电动抖灰尘机构，能确保操作工人身体健康和防止环境污染。 图8-12气流除尘机原理 气流除尘机设有三组气室2（见图8-12），两组气室喷气口向下，一组向上。由鼓风机产生的低压清洁空气，以15m3/min的排气量，经三根直径为15cm的管道3，通过机内空气过滤器，进入气室，再从狭窄的喷气口（长1850mm,宽0.1mm）喷出，形成高压气幕，将附着在皮革表面的灰屑吹扬起来，然后通过吸尘系统经离心风机，进入布袋滤尘器，滤尘后排出清洁气流。 (二) 拖动情况介绍 气流除尘电力拖动方式介绍皮革传送带有两种传送方式：一种是采用双速异步电动机JD02-32-6/4(1/1.3kw\2.84/3.4A)拖动，以便根据不同类型皮革，选择不同的进料速度；令一种是根据需要才用直流电动机无级调速控制。两种拖动方式均采用单向起停控制。 高压气流由LG15/02 – 08 – 1 罗茨泵产生，其拖动电机为Y160L – 4型（15kw、30.3A、1450r/m）三相异步电动机单独起停控制。同时由4 – 62 – 1/4离心风机吸尘，离心风机拖动电机为Y132S2 – 2（7.5kw、15A、2900r/m）。 布袋滤尘器抖尘电机，采用AO6324（250kw、0.806A、1400r/m）拖动。按需要，每隔一定时间手动控制抖尘一次（短时工作），大批量生产中也可以用自动定时抖尘控制。
《轮机自动化》课程导学 一、课程与其他课程的联系 《轮机自动化》是一门综合性、实践性很强的课程，是学生在完成船舶柴油机、船舶辅机、船舶动力装置、现代轮机监控技术等课程，并完成为期一个月的上船认识实习后，对船舶机械的理论、工作原理和感性认识培养之后，进一步进行船机自动化设备管理与设计能力培养的一门重要专业基础课，是学生后续进行轮机模拟器训练、陆地机舱综合训练、毕业实习等综合实践性课程学习所必需的自动控制理论与实践的技术基础。 二、课程学习目标 轮机自动化属于轮机管理专业的专业课性质。其目的是讲解轮机自动化所涉及的基本控制理论和船舶机舱典型自动控制系统的组成、结构、工作原理、管理要点和故障分析方法，为学生能够适应现代船舶机舱的管理奠定基础。通过学习，学生应对船舶轮机设备有一个总体的、全貌的了解；掌握反馈控制系统的基本原理和调节器的作用规律，具有应用基本理论知识分析和解决生产技术问题的基本能力；掌握实船各种设备与系统的自动化设备原理和管理方法，具备分析解决现场工程问题的能力。 三、课程内容及学时分配 《轮机自动化》课程是大连海事大学轮机工程学院轮机工程专业的一门主干专业基础课，它包括船舶机舱各种控制、监视系统及各种自动化仪表、控制元件和逻辑元件包括计算机在内的工作原理及操作管理的内容，是轮管专业学生必须重点掌握的专业基础课，在轮管专业教学培养计划中占有非常重要的地位。随着船舶自动化的不断发展.课程内容和实验设备得到了不断的更新.其中教材每当4-5年更新一次,每次都由我教研室主编,而且都是全国通用教材,实验设备先进。课程目标是讲解轮机自动化所涉及的基本控制理论和船舶机舱典型自动控制系统的组成、结构、工作原理、管理要点和故障分析方法，为学生能够适应现代船舶机舱的管理奠定基础。 课程教学计划学时为54，其中理论教学内容占48学时，实验教学内容占6学时。课程内容包含14个部分，其中的课程内容和对应的学时分配如下：反馈控制系统的基本概念4学时、调节器基本作用规律6学时、传感器和变送器4学时、执行机构2学时、船舶冷却水温度自动控制系统4学时、燃油粘度自动控制系统4学时、分油机自动控制系统2学时、船用燃油辅锅炉的自动控制系统4学时、阀门遥控及液舱遥测系统2学时、主机遥控系统基础
电炉除尘自动控制系统 赵玉波王萍 摘要 （东北特钢集团大连金牛股份第二炼钢厂）（东北特殊钢集团计控处） 本文主要介绍了电炉除尘控制系统的组成和调试过程。系统投运至今，运行稳定，收到很好的经济效益和社会 效益。 关键词自动控制PLC调试 1 引言 大连金牛股份有限公司环保治理工程——电炉除尘项目，由日本新日铁株式会社和无锡东方环境研究所合作完成。过程根据电炉工况采用自动控制，大大降低了工人的劳动强度，彻底改变了冶炼时厂房内的烟尘污染状况，除尘效果十分明显。 该项目采用炉盖四孔直排和屋顶罩相结 合的除尘工艺，电炉产生的烟尘，绝大 2自动控制系统的组成 部分通过直排系统，即经过电炉第四孔，水冷滑套，燃烧沉降室，水冷管道，再经增压风机排出；另一小部分通过屋顶罩排出，两股烟尘在除尘器前汇合，经除尘器净化后由主风机排出。整个工艺 除尘自动控制系统共分三大部分，分别由现场级（检测仪表、传感器和执行装置），基础自动化（PLC）和上位机组成。系统组态如图1 所示。 图1现场仪表主要检测工艺过程参数和设备运行状态参数，PLC 及分布式I/O通过数据扫描采集信号并进行数据处理，然后控制系统组态图 根据控制要求向现场执行装置发出控制信 号，完成控制功能。上位机一方面接收 PLC 的输入信号，另一方面根据控制要求 向PLC发出控制指令，对工艺过程实现监
控，同时实现过程数据管理功能。 2.1 现场级 该系统中需要检测的工艺参数较多， 包括温度、压力、流量、转速、振动等等， 其中参与控制的主要参数有风门阀入口温 度，野风阀前烟气温度，除尘器差压等， 另外还有一些设备运行状态参数，主要是 二次阀 屋顶罩 增压风机 监视和报警作用。系统工艺控制流程图如 图 2 所示。系统根据检测到的工艺状态参 数以及电炉工况模式，通过 PLC 或现场操 作箱对现场的执行机构进行自动或手动控 制，如控制滑套、风门阀、二次阀、野风 阀等的开度，控制主风机和增压风机组的 转速以及除尘器清灰等动作. 气源处理 主风机 电炉 室 电机 液力偶合 器 野风阀 电机 液力偶合 器 图 2 除尘系统工艺控制流程图 2.2 基础自动化 该系统共有数字量信号 180 多个，模 拟量信号 30 多个，采用西门子 SIMATIC S7-300 可编程控制器（CPU315—2DP ）， 由于现场信号 0#中央机架 1#中央机架 比较分散，并且有些信号距离主站 PLC 柜 较远，故现场另设一个分布式 I/O 站，通 过 Profibus —DP 总线与主站进行通讯，系 统 PLC 硬件配置如图 3 所示。 分布式 I/O 站 燃 烧 排 气 筒 除 尘 器 电 源 接 口 模 块 通 讯 模 块 DI 模 块 DI 模 块 DI/ DO 模 块 通 讯 模 块 通 讯 模 块 DO 模 块 C P U 接 口 模 块 DO 模 块 DO 模 块 DO 模 块 AI 模 块 AI 模 块 AO 模 块 预 留 预 留 电 源 E T 200M 20 DI 模 块 AI 模 块 AI 模 块 AI 模 块 AO 模 块 DI 模 块 预 留 ` P r o f i b u s ---D P
目录 1 绪论 (1) 1.1 课程设计的目的 (1) 1.2 课程设计的任务 (1) 1.3设计的内容 (1) 1.4 设计课题与有关数据 (2) 2 集气罩的设计 (5) 2.1 集气罩 (5) 2.2 设计计算 (5) 3 管道、弯头及三通的设计 (7) 3.1 管道的设计 (7) 3.2 集气罩和弯头的确定 (8) 3.3 三通的确定 (8) 4 阻力平衡校核 (9) 4.1 设计说明 (9) 4.2 管段①的阻力计算 (9) 4.3 管段②的阻力计算 (9) 4.4 管段③的阻力计算 (9) 4.5 管段④的阻力计算 (10) 4.6 管段⑤的阻力计算 (10) 4.7 并联管压力平衡 (10) 4.8系统总压力损失 (11)
5 风机、电机选择及计算 (12) 6 厂房设计 (14) 7 设计小结 (15) 参考文献 (16) 附录 (17) 图1 车间除尘系统平面布置图 (17) 图2 立面布置图 (17) 图3 轴测图 (17)
1 绪论 1.1 课程设计的目的 课程设计的目的在于进一步巩固和加深课程理论知识，并能结合实践，学以致用。 本设计为车间除尘系统的设计，能使学生得到一次综合训练，特别是： 1、工程设计的基本方法、步骤，技术资料的查找与应用； 2、基本计算方法和绘图能力的训练； 3、综合运用本课程及其有关课程的理论知识解决工程中的实际问题； 4、熟悉、贯彻国家环境保护法规及其它有关政策。 1.2 课程设计的任务 学生在有限的时间内，必须在老师的指导下独立、全面地完成此规定的设计。 其内容包括： 1、设计说明书和计算书各一份； 2、平面布置图一份； 3、立面布置图一份； 4、轴侧图一份。 1.3设计的内容 1、罩的设计 控制点速度Vx的确定； 集气罩排风量、尺寸的确定。 2、道的初步设计 管内流速的确定； 管道直径的确定； 弯头设计；
电除尘系统PLC自动控制 摘要：从plc控制在济钢炼铁厂400㎡烧结机机头除尘系统的应用中可以看出，plc系统可使电除尘系统自动化水平、控制性能、智能化等方面都有显著提高，现场操作和维护工作量大大减少，设备故障率也大大降低。 1 引言 自1907年第一台电除尘器成功地用于工业生产以来，电除尘器以其除尘效率高、阻力损失少、处理烟气量大、能处理高温烟气和腐蚀性烟气、日常运行费用低等众多优点，使用领域不断扩大。到目前为止，电除尘器已经是电力、冶金、建材、化工等众多行业除尘设备的首选。电除尘器的结构、性能和控制方式等也日臻完善，plc控制在电除尘系统各部分的控制中都有不同程度的应用，作用显著。 2 电除尘系统工艺流程及基本原理 电除尘器是在两个曲率半径相差较大的金属收尘极(阳极)和电晕极(阴极)上通过高压直流电，并维持一个足以使含尘气体(指一般的含尘烟气，不含腐蚀性和剧毒)电离的静电场(见图1)。含尘气体在静电场中电离后所生成的电子、阴离子和阳离子吸附在通过电场的粉尘上，而使粉尘获得电荷自身带电。荷电粉尘在电场力的作用下向电极性相反的电极(收尘极和电晕极)运行而沉积在电极上，从而达到粉尘和气体分离的目的。当沉积在电极上的粉尘达到一定厚度时，借助于收尘极、电晕极振打机构使粉尘落入下部的灰斗中，再经过卸灰输灰系统将粉尘排出，而净化后的气体从电除尘器出口处排入大气中。 图1 电除尘基本原理示意图 3 系统组成
图2 系统构成图 以济钢炼铁厂400m2烧结机机头电除尘系统为例，整套400m2烧结机机头电除尘自动控制系统由2台ablogix50001756-l55plc和2台上位机组成，其中1台ablogix5000plc设置了1台远程i/o站，2台上位机分别用于操作员站和工程师站(见图2)。 4 控制功能 plc在电除尘系统中主要作用是控制所有低压设备自动运行和远程监控高压整流供电设备，对低压设备的控制一般都有现场手动和远程自动两种控制方式，所控制的设备包括阴极振打、阳极振打、灰斗卸灰阀电机、仓壁振动器、绝缘子保温梁电加热器、灰斗保温电加热器、灰斗料位计、烟气进出口温度显示、绝缘子保温梁温度显示、声波清灰装置、输灰系统、高压供电设备安全联锁以及远程监控等(见图3)。下面对自动控制方式进行简要介绍。 图3 控制功能图 4.1阴、阳极振打的控制 电除尘器的阴、阳极振打都是由电机通过传动轴将动力传给阴、阳极振打机构，使阴极线、阳极板上的积灰振落到灰斗中。plc系统通过控制器中的时间继电器控制阴、阳极振打电机按照一定的时间规律相互配合运行，并根据振打电机对应的接触器和热继电器的返回信号对电机状态进行监控和保护。阴、阳极振打的一般控制规律为：一电场的阴、阳极振打周期最短，以后的各个电场振打周期逐渐加长，具体时间需根据电除尘器刚投产时的测试情况及工艺参数进行确定;以24小时为总振打周期，夜间运行周期要比白天运行周期短[3];阴、阳极振打相互配合运行，但振打周期各自独立计算，阳极振打要比阴极运行时间长、强度大;振打反馈信号只起状态监视和保护作用，不加入周期运行控制当中;为节约能源，振打运行反馈信号与高压整流供电设备有联锁，当大量振打运行时，高压整流供电设备低电压运行或
旋风除尘器设计计算说明书 1、旋风除尘器简介 旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的，用来分离粒径大于5—10μm以上的的颗粒物。工业上已有100多年的历史。 特点：结构简单、占地面积小，投资低，操作维修方便，压力损失中等，动力消耗不大，可用于各种材料制造，能用于高温、高压及腐蚀性气体，并可回收干颗粒物。 优点：效率80%左右，捕集<5μm颗粒的效率不高，一般作预除尘用。 旋风除尘器的结构形式按进气方式可分为直入式、蜗壳式和轴向进入式；按气流组织分类有回流式、直流式、平流式和旋流式多种 1.1 工作原理 （1）气流的运动 普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成；气流沿外壁由上向下旋转运动：外涡旋；少量气体沿径向运动到中心区域；旋转气流在锥体底部转而向上沿轴心旋转：内涡旋；气流运动包括切向、轴向和径向：切向速度、轴向速度和径向速度。 图1 （2）尘粒的运动： 切向速度决定气流质点离心力大小，颗粒在离心力作用下逐渐移向外壁；到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗；上涡旋－气流从除尘器顶部向下高速旋转时，一部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，最后从排出管排出。 1.2 影响旋风器性能的因素 （2）二次效应－被捕集粒子的重新进入气流 在较小粒径区间内，理应逸出的粒子由于聚集或被较大尘粒撞向壁面而脱离气流获得捕集，实际效率高于理论效率； 在较大粒径区间，粒子被反弹回气流或沉积的尘粒被重新吹起，实际效率低于理论效率； 通过环状雾化器将水喷淋在旋风除尘器内壁上，能有效地控制二次效应；
临界入口速度。 （2）比例尺寸 在相同的切向速度下，筒体直径愈小，离心力愈大，除尘效率愈高；筒体直径过小，粒子容易逃逸，效率下降； 锥体适当加长，对提高除尘效率有利； 排出管直径愈少分割直径愈小，即除尘效率愈高；直径太小，压力降增加，一般取排出管直径d e =（0.6～0.8）D ； 特征长度（natural length ）-亚历山大公式： 2 1/3e 2.3()=D l d A 排气管的下部至气流下降的最低点的距离 旋风除尘器排出管以下部分的长度应当接近或等于l ，筒体和锥体的总高度以不大于5倍的筒体直径为宜。 （3）运行系统的密闭性，尤其是除尘器下部的严密性：特别重要，运行中要特别注意。 在不漏风的情况下进行正常排灰 （4） 烟尘的物理性质 气体的密度和粘度、尘粒的大小和比重、烟气含尘浓度 （5）操作变量 提高烟气入口流速，旋风除尘器分割直径变小，除尘器性能改善 ；入口流速过大，已沉积的粒子有可能再次被吹起，重新卷入气流中，除尘效率下降；效率最高时的入口速度，一般在10～25m/s 范围。 2、设计资料 （1）所处理的粉尘为某水泥干燥窑的排烟，主要成分为水泥粉尘； （2）平均烟气量为2300 m 3/h ，最大烟气量为3450 m 3/h （3）烟气日变化系数K 日＝1.5 （4）气温293 K,大气压力为101325 Pa （5）烟气颗粒物特征： 粒径范围： 5～80m μ 中位径：36.5m μ 主要粒径频数分布： 颗粒物浓度：3000 kg/m 3 空气密度：1.205 kg/m 3 空气粘度：1.81×10-5Pa ﹒s （6）作为后继处理的前处理器，要求颗粒物的总去除效率不低于90％。压力损失不高 于2500Pa. 3、旋风除尘器的选型设计
选择题（每题2分，共20分） 1.采用比例调节器的定值控制系统，要减少稳态误差，不可行的措施 (1)减少时间常数（2）增大放大系数（3）减小放大系数（4）增大比例带（5）减小比例带 A. （1）（3）（5） B. （1）（3）（4） C. （2）（4）（5） D. （2）（3）（4） 2.气动功率放大器的起步压力是指 A. 输入信号为0.02 MPa的输出信号 B. 输入信号为0的输出信号 C. 输出信号为0的输入信号 D. 输出信号为0.02MPa的输入信号 3.在喷嘴挡板机构中，喷嘴孔径为D,恒节流孔孔径为d，正常工作时挡板开度变化量为h，它们之间关系应满足 A. h>D>d B. h
4.节流元件的作用是: A.降压 B.改变气体流量 C.改变功率输出 D.A+B 5.用电动仪表组成的控制系统，其统一的标准信号是 A0.02～0. 1 mA B.0～1 mA C.1～20 mA D. 4～20 mA 6. 对于自动控制系统，最不利的扰动形式是 A．阶跃输入B．速度输入C．加速度输入D．脉冲输入 7. 在燃油粘度控制系统中，其控制对象是 A．燃油加热器B．蒸汽调节阀C．燃油泵D．柴油机 8. 在柴油机冷却水温度控制系统中，其控制对象是 A．淡水泵 B.柴油机C．淡水冷却器D．三通调节阀
9. 在定值控制系统中，若动态过程第一个波峰值为A第二个波峰值为B，最终稳态值为ε，则衰减率等于 A．(A—ε)／A B．(A-B)／A C．(B一ε)／B D．(A-B)一ε／A 10. 在浮子式锅炉水位控制系统中，两个永久磁铁是____极性，当水位在允许的上下限内波动时调节板: A. 同/动作 B. 异/动作 C. 同/不动作 D. 异/不动作 填空题（每空2分，共20） 1.主机自动遥控系统的主要功能应包括五个方面，即操作部位切换功能，逻辑程序控制功 能_，____转速与负荷功能____，安全保护与应急操作功能，以及模拟实验功能。 2.在监视点参数处于正常范围时，开关量传感器的触点__闭合___，输入回路不输出报警 信号，因此，报警指示灯处于熄灭状态。当发生故障时，开关量传感器的触点_断开____，输入回路输出报警信号。 3.警报控制单元有____开关量报控制____单元和__模拟量报控制______单元，这两种单元 的工作原理基本相同，指示越限报警值的调整方法不同。 4.根据安装区域和探测介质的不同，船舶上的火灾自动报警系统主要分为三种： ________________，________________以及________________。 5.OCD-1型油分浓度报警器在使用管理中应注意的事项有：保持清水管路的通畅，检测