濾袋式除塵系統的控制系統
摘要: 介紹了采用可編程控制器的濾袋式除塵控制系統, 主要實現溫度和差壓信號的采集, 引風機、空壓機等的控制,它采用西門子的S7—200 控制系統, 具有模擬信號采集和文本顯示功能。
關鍵詞: 濾袋式除塵系統; 控制系統; 信號采集; 文本顯示
1 除塵系統簡介
根據應用原理不同, 除塵系統可分為靜電式除塵、液式除塵和濾袋除塵。根據壓力的不同, 濾袋除塵系統又可分為正壓除塵和負壓除塵。由于正壓除塵在有些地方的使用失敗, 目前我國普遍采用的是負壓除塵。袋式除塵器有脈沖噴吹式、長袋低壓脈沖式、分室引射脈沖式、濾筒脈沖噴吹式、環隙噴吹脈沖式、扁袋脈沖噴吹式、順噴脈沖式、氣環反吹式、回轉反吹式、大氣反吹式和氣箱脈沖式等多種結構形式。經過生產實踐, 現在的鋼廠、電石廠等許多具有粉塵污染的單位多采用脈沖( 壓縮空氣) 噴吹袋式除塵器。負壓袋式除塵系統原理是采用引風機產生的負壓, 使得帶有粉塵的氣體沿著系統管道通過濾袋, 而粉塵則貼附于濾布縫隙間, 因而使粉塵從煙氣中分離出來, 清潔的氣體經抽風機、抽風管由煙囪排入大氣。負壓袋式除塵控制系統結構主要包括引風機, 空壓機, 螺旋機, 給料機。
2 S7—200 簡介
SIMATICS7—200 系列PLC 適用于各行各業, 各種場合中的檢測、監測及控制的自動化。S7—200 系列的較大功能使其無論在獨立運行中, 或相連成網絡皆能實現復雜控制功能。因此S7—200 系列具有較高的性價比。本系統采用的是CPU224:CPU 單元設計: 集成的24 V 負載電源, 可直接連接到傳感器和變送器( 執行器) , 可用作負載電源。CPU 224 具有14 個輸入點和10 個輸出點。
本CPU 采用繼電器輸出, 開關量輸入。擴展有8 入8 出模塊和模擬模塊。
中斷輸入, 允許以極快的速度對過程信號的上升沿做出響應。電池模塊, 用于長時間數據后備。用戶數據( 如標志位狀態, 數據塊,定時器, 計數器) 可通過內部的超級電容存貯大約5 天。選用電池模塊能延長存貯時間到200 天( 10 年壽命) 。
3 負壓袋式除塵系統控制原理
本控制系統采用基于S7—200 的電器控制。根據負壓袋式除塵系統的工藝要求, 其控制環節組成見圖1。
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本系統用戶主要是通過TD200 來進行操作的, TD200 文本顯示器是所有SIMATIC S7—200 系列操作員界面問題的最佳解決方法。TD200 連接很簡單, 只需用它提供的連接電纜接到CPU 22X 系列PPI 接口上即可。不需要單獨的電源。
通過TD200 我們可以設置濾袋進口溫度的上下限, 設置混風閥打開的溫度, 混風閥關閉的溫度和緊急停車溫度。還可以設置濾袋的進出口的壓差和最高壓差。系統開始是按照工藝要求給出參數, 但實際經過一段時間的運行, 我們可以得到最好的運行參數, 這樣既可以節省能源也可以延長濾袋壽命, 達到優化的目的。系統差壓的測量和溫度的測量都是通過西門子的AD 模塊來實現的, 通過它我們可以實現模擬量的采集和處理。由于工業現場的環境比較復雜, 通常采用差壓變送器和溫度變送器, 實現電流轉換, 即輸入AD模塊的是4 mA～20 mA 電流。這樣我們可以保證信號的真實性。本系統所有PLC 節點輸出均采用單獨的24 V 開關電源, 并用中間繼電器將外部電路與PLC 隔離, 以實現對PLC 的保護作用。考慮到性價比, 并保證系統運行的穩定性, 對于引風機我們采用軟啟動器來降低啟動電流。
4 負壓袋式除塵系統控制流程
( 1) 啟動流程( 見圖2) 。其中煙道閥是手動關閉, 引風機必須在閥門關閉時才能打開, 否則容易造成啟動電流過大, 或者引風機故障。在系統運行過程中, 風機閥門可以打開不同角度來控制風量。每次系統關閉時自動關閉引風機閥門。
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( 2) 空壓機流程( 見圖3) 。由于空壓機壓力較高, 一般空壓機帶有安全閥, 防止意外發生。空壓機的壓力一般要求必須在指定的范圍內, 否則, 壓力太小, 噴吹效果不明顯。所以, 當壓力到達下限時自動打開空壓機, 壓力到達上限時自動停空壓機。另外, 為了防止啟動電流過大對供電系統造成故障, 一般要等引風機啟動完成以后才能啟動空壓機。
( 3) 噴吹流程( 見圖4) 。濾袋通過差壓計來控制濾袋進出口壓差, 也就是控制系統的正常運行, 當差壓達到指定要求時, 啟動脈沖儀開始噴吹。
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為了保證系統運行, 同時采用定時系統, 當達到一定時間還沒有差壓噴吹就定時噴吹。本系統還有溫度控制, 當濾袋進口溫度達到某一溫度時, 打開混風閥來降低濾袋入口溫度, 達到對濾袋的保護作用和保證系統的運行。當溫度和差壓在指定位置持續一定時間, 則緊急停止系統檢查故障。
( 4) 溫度控制流程( 見圖5) 。控制濾袋入口溫度在指定的范圍內, 避免溫度過高對濾袋造成損傷。
( 5) 停機流程( 見圖6) 。系統停止時, 做最后一次噴吹除塵。因為對于一些特殊的灰, 長時間堆放在除塵器里, 容易對濾袋造成損壞。另外, 本系統有專門的超壓和超溫停機程序, 就是差壓太高或者濾袋入口溫度過高, 進入停車程序。
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5 結語
本系統自投入運行后, 性能可靠穩定, 較好地滿足了生產工藝的要求, 利用S7- 200 強大可靠的控制能力, 再加上工控機, 采用組態軟件和現場總線技術可以實現工業現場自動化。
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