專利名稱：一種除塵系統(tǒng)及其控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及除塵技術領域，具體地說是一種除塵系統(tǒng)及其控制器。
背景技術：
含塵工業(yè)廢氣或產生于固體物質的粉碎、篩分、輸送、爆破等機械過程，或產生于燃燒、高溫熔融和化學反應等過程。除塵器廣泛用于控制已經產生的粉塵和煙塵。除塵器按捕集機理可分為機械除塵器、電除塵器、過濾除塵器和洗滌除塵器等。機械除塵器依靠機械力將塵粒從氣流中除去，其結構簡單，設備費和運行費均較低，但除塵效率不高。電除塵器利用靜電力實現(xiàn)塵粒與氣流分離，常按板式與管式分類，特點是氣流阻力小，除塵效率可達99%以上，但投資較高、占地面積較大。過濾除塵器使含塵氣流通過濾料將塵粒分離捕集，分內部過濾和表面過濾兩種方式，除塵效率一般為90% 99%，不適用于溫度高的含塵氣體。洗滌除塵器用液體洗滌含塵氣體，使塵粒與液滴或液膜碰撞而被俘獲，并與氣流分離， 除塵效率為80% 95%，運轉費用較高。為此，需要一種具有運行費用低、除塵效率高、節(jié)能環(huán)保等特點的除塵系統(tǒng)?，F(xiàn)有的除塵器主要是脈沖袋式除塵器，其除塵原理當含塵氣體由進風口進入除塵器，首先碰到進、出風口中間的斜板及擋板，氣流便轉向流入灰斗，同時氣流速度放慢，由于慣性作用，使氣體中粗顆粒粉塵直接流入灰斗，起到預收塵的作用。進入灰斗的氣流隨后折而向上通過內部裝有金屬骨架的濾袋粉塵被捕集在濾袋的外表面，凈化后的氣體進入濾袋室上部清潔室，匯集到出風口排出。但是，在含塵氣體通過濾袋凈化的過程中，隨著時間的增加而積附在濾袋上的粉塵越來越多，增加濾袋阻力，致使處理風量逐漸減少，為了正常工作，需要控制阻力在一定范圍內(140-170毫米水柱)，因此，必須對濾袋進行清灰。脈沖袋式除塵器是指通過噴吹壓縮空氣的方法除掉過濾介質(布袋或濾筒)上附著的粉塵?，F(xiàn)在，脈沖除塵器多為新的袋式濾件除塵器，也稱為布袋除塵器。目前布袋除塵器上的反吹清灰系統(tǒng)種類較多，控制方式也不盡相同。國內除塵控制上主要針對布袋脈沖控制來講的，如果考慮到節(jié)能，則需要對風速進行控制，這就需要構建一個優(yōu)化控制系統(tǒng)?，F(xiàn)有的布袋除塵器基本上都用脈沖控制器對布袋進行清洗控制，基本上都沒有實現(xiàn)節(jié)能控制。雖然有些利用PLC加配上位機和壓力傳感器等分散儀器來構建集散控制系統(tǒng)，在算法上采用優(yōu)化控制，但是，該系統(tǒng)龐大，需要多類技術人員配合，軟硬件成本高，且不易推廣。

發(fā)明內容
為克服上述現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提供了一種除塵系統(tǒng)，其不僅能夠對生產過程進行除塵過程實行優(yōu)化控制，而且能夠達到節(jié)能且降低設備損耗的目的。本發(fā)明還提供了一種控制器，其不僅能夠優(yōu)化控制除塵過程，達到節(jié)能且降低設備損耗的目的，而且具有成本低、功能強、高節(jié)能和安裝方便等特點。本發(fā)明解決其技術問題所采取的技術方案是一種除塵系統(tǒng)，包括進氣管道、布袋除塵器、出氣管道、引風機和控制系統(tǒng)，所述進氣管道的兩端分別與生產工藝室和布袋除塵器的進氣口連通，所述出氣管道一端與布袋除塵器的出氣口連接，所述引風機設置在出氣管道的管道內，其特征是，所述控制系統(tǒng)包括控制器以及分別與控制器連接的溫度傳感器、壓差傳感器和變頻器，所述控制器分別與生產工藝控制系統(tǒng)和布袋除塵器的脈沖控制閥電氣連接；所述溫度傳感器設置在進氣管道內，用以采集進口氣體溫度信息；所述壓差傳感器分別設置在進氣管道和出氣管道內，用以采集進口氣體和出口氣體的氣體壓力信息；所述變頻器與引風機連接，用以控制引風機的風速。進一步地，所述的除塵系統(tǒng)還包括凈化空氣測量儀，所述凈化空氣測量儀的氣體采集裝置設置在出氣管道的出口處，用以采集除塵后凈化空氣并進行檢測，并把檢測的數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器。優(yōu)選地，所述凈化空氣測量儀包括在線凈化空氣測量儀或離線凈化空氣測量儀，所述在線凈化空氣測量儀與控制器連接，用以實時將檢測的除塵后凈化空氣數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器；所述離線凈化空氣測量儀通過計算機與控制器連接，用以定期通過計算機將檢測的除塵后凈化空氣數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器。 本發(fā)明所述除塵系統(tǒng)的一種控制器，其特征是，包括殼體，設置在殼體內電路主板上的中央處理器、電源模塊、存儲模塊、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、動作電流檢測模塊、控制信號輸出模塊、I/o輸出電路、D / A轉換電路、顯示信號輸出電路和通訊接口電路，以及設置在殼體上的顯示模塊和鍵入模塊，所述電源模塊、存儲模塊、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、動作電流檢測模塊、控制信號輸出模塊、I/O輸出電路、D / A轉換電路、顯示信號輸出電路和通訊接口電路分別與中央處理器連接，所述顯示模塊與顯示信號輸出電路連接；所述中央處理器采用ST系列的工業(yè)級STM32F107VCT6單片機；所述模擬量輸入模塊分別與溫度傳感器和壓力傳感器連接，用以采集氣體壓差和溫度信號；所述開關量輸入模塊分別與鍵入模塊和生產工藝控制系統(tǒng)連接，用以獲取生產工藝控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)信息，并發(fā)送給中央控制器且將鍵入模塊的操作指令發(fā)送給中央控制器；所述動作電流檢測模塊與脈沖控制閥電氣連接，用以檢測脈沖控制閥門線路故障并將故障信息發(fā)送給中央控制器；所述通訊接口電路包括主RS485接口和從RS485接口，所述主RS485接口與凈化空氣測量儀連接，用以獲取檢測除塵后凈化空氣數(shù)據(jù)信息，所述從RS485接口與生產工藝控制系統(tǒng)連接，用以獲取生產工藝控制系統(tǒng)的工作模式；所述D / A轉換電路的輸入端通過光電隔離電路與中央控制器連接，輸出端與變頻器連接，用以向控制變頻器發(fā)送4-20mA的電流信號；所述中央控制器對接收到的數(shù)據(jù)信息和工作指令進行分析處理，并通過控制信號輸出模塊發(fā)送脈沖除塵器操作命令指令，通過I/O輸出電路向外部報警設備發(fā)送報警信息并通過變頻器控制引風機的啟停操作，通過顯示信號輸出電路將數(shù)據(jù)信息和操作信息發(fā)送給顯示模塊進行顯示，同時中央處理器將數(shù)據(jù)信息發(fā)送給存儲模塊存儲。進一步地，所述的控制器還包括蜂鳴器，所述蜂鳴器設置在殼體內電路主板上且與中央處理器連接。優(yōu)選地，所述電源模塊包括基于T0P246的單端反激式雙輸出開關電源模塊，用以將交流85 265V的寬電壓輸入轉換為直流12V和24V電壓的雙電源輸出，并將DC12V穩(wěn)壓后變成DC5V電壓為中央控制器提供工作電壓。優(yōu)選地，所述存儲模塊包括鐵電存儲器和EEPROM存儲器，所述鐵電存儲器應以存儲實時數(shù)據(jù)記錄，所述EEPROM存儲器用以參數(shù)掉電保護。優(yōu)選地，所述開關量輸入模塊包括鍵入接口電路和2路I/O輸入電路，所述鍵入接口電路的輸入端與鍵入模塊連接，輸出端與中央處理器連接，用以接收鍵入模塊的操作指令并發(fā)送給中央控制器；所述的一路I/o輸入電路的輸入端與氣體壓差開關連接，輸出端通過光電隔離電路與中央處理器連接，用以根據(jù)氣體壓差信號自動啟動智能控制器工作；所述的另一路I/o輸入電路的輸入端與生產工藝控制系統(tǒng)連接，輸出端通過光電隔離電路與中央處理器連接，用以獲取生產工藝控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)信息。優(yōu)選地，所述控制信號輸出模塊包括16路固定脈沖閥控制電路、8路提升閥脈沖控制模塊和三組可擴展8路脈沖閥控制模塊，所述16路固定脈沖閥控制電路通過光電隔離電路與中央控制器連接，所述8路提升閥脈沖控制模塊和三組可擴展8路脈沖閥控制模塊分別與中央控制器連接。
優(yōu)選地，所述I/O輸出電路包括4路I/O輸出電路，其中，一路I/O輸出電路為級聯(lián)鏈路信號輸出，一路I/o輸出電路為報警信號輸出，另外兩路I/O輸出電路分別連接兩個互鎖繼電器，所述的兩個互鎖繼電器與變頻器連接，用以通過控制變頻器的通斷來控制引風機的啟停操作。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明所述的除塵系統(tǒng)，通過檢測生產工藝室粉塵氣體在布袋除塵器進口處的氣體溫度、壓力與除塵器出口處的氣體壓力，以粉塵氣體進口壓力或溫度或生產過程控制系統(tǒng)的工作模式來做給定值控制變頻器實現(xiàn)風機轉速控制，并可與在線或離線凈化空氣檢測儀相連來實現(xiàn)風速的閉環(huán)控制；控制器以除塵氣體進、出口壓差和壓差變化時間來控制脈沖除塵閥的啟停，實現(xiàn)布袋除塵的離線、在線、分倉、級聯(lián)等高智能控制形式。該除塵系統(tǒng)適合水泥、煤炭、冶鋼、電廠等行業(yè)的除塵加工處理工藝，具有運行費用低、除塵效率高、節(jié)能環(huán)保等特點。本發(fā)明所述的控制器通過對脈沖除塵器的進風口和出風口的氣體壓差進行精確監(jiān)測，實現(xiàn)自動除塵，達到延長布袋壽命、節(jié)省壓縮空氣即節(jié)約電能的目的；同時將目前流行的各種脈沖控制器功能集于一體，在結構上做優(yōu)化處理；氣體壓差、溫度檢測和控制路數(shù)均采用模塊式，根據(jù)實際需要量配置；控制器增加氣體壓差上下限、溫度上下限及脈沖閥故障報警功能；控制方式多元化；具有氣體壓差歷史記錄，可與上位機進行通訊；可根據(jù)歷史的壓差變化進行優(yōu)化參數(shù)設定和控制方式分析；機殼選用具有抗振動、抗沖擊、耐腐蝕、防塵、防水、防輻射，堅固耐用性能，適合室內、外安裝。本發(fā)明可以取代當前用可編程序控制器(PLC)、壓差變送器、數(shù)字壓差顯示儀表等儀器組合實現(xiàn)的除塵控制系統(tǒng)，且具有傳統(tǒng)系統(tǒng)實現(xiàn)不了的上述許多功能，本發(fā)明所述的控制器極大地降低了控制設備造價，節(jié)省了人力成本，優(yōu)化的控制方案節(jié)省了能源、延長了除塵布袋的使用壽命。本發(fā)明具有除塵系列一體化、內部結構模塊化、功能多元化、控制方式智能化和性能/價格比最優(yōu)化的特點，適用于多種場合多。


下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明圖I是本發(fā)明所述除塵系統(tǒng)的一種結構示意圖；圖2是本發(fā)明所述除塵系統(tǒng)的另一種結構示意圖3是本發(fā)明所述控制器的原理框圖；圖中，I進氣管道、2布袋除塵器、3出氣管道、4引風機、5生產工藝室、6控制器、7溫度傳感器、8第一壓差傳感器、9第二壓差傳感器、10變頻器、11生產工藝室控制系統(tǒng)、12脈沖控制閥、13在線凈化空氣測量儀、14氣體采集裝置、15離線凈化空氣測量儀、16計算機。
具體實施例方式如圖I和圖2所示，本發(fā)明的一種除塵系統(tǒng)，包括進氣管道I、布袋除塵器2、出氣管道3、引風機4、控制系統(tǒng)和凈化空氣測量儀13。所述進氣管道I的兩端分別與生產工藝室5和布袋除塵器2的進氣口連通，所述出氣管道I 一端與布袋除塵器2的出氣口連接，所述引風機4設置在出氣管道的管道內；所述控制系統(tǒng)包括控制器6以及分別與控制器連接的溫度傳感器7、第一壓差傳感器8、第二壓差傳感器9和變頻器10，所述控制器6分別與生 產工藝控制系統(tǒng)11和布袋除塵器的脈沖控制閥12電氣連接；所述溫度傳感器7設置在進氣管道內，用以采集進口氣體溫度信息；所述第一壓差傳感器8和第二壓差傳感器9分別設置在進氣管道I和出氣管道3內，用以采集進口氣體和出口氣體的氣體壓力信息；所述變頻器10與引風機4連接，用以控制引風機的風速。所述凈化空氣測量儀包括在線凈化空氣測量儀13或離線凈化空氣測量儀15，所述在線凈化空氣測量儀13與控制器6連接，所述離線凈化空氣測量儀15通過計算機16與控制器6連接，所述在線凈化空氣測量儀13或離線凈化空氣測量儀15的氣體采集裝置14設置在出氣管道I的出口處，用以采集除塵后凈化空氣并進行檢測，并把檢測的數(shù)據(jù)實時實時或定期發(fā)送給控制器。如圖3所示，本發(fā)明所述的一種控制器，包括殼體，設置在殼體內電路主板上的中央處理器、電源模塊、存儲模塊、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、動作電流檢測模塊、控制信號輸出模塊、I/o輸出電路、D / A轉換電路、顯示信號輸出電路和通訊接口電路，以及設置在殼體上的顯示模塊和鍵入模塊，所述電源模塊、存儲模塊、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、動作電流檢測模塊、控制信號輸出模塊、I/O輸出電路、D / A轉換電路、顯示信號輸出電路和通訊接口電路分別與中央處理器連接，所述顯示模塊與顯示信號輸出電路連接；所述中央處理器采用ST系列的工業(yè)級STM32F107VCT6單片機；所述模擬量輸入模塊分別與溫度傳感器和壓力傳感器連接，用以采集氣體壓差和溫度信號；所述開關量輸入模塊分別與鍵入模塊和生產工藝控制系統(tǒng)連接，用以獲取生產工藝控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)信息，并發(fā)送給中央控制器且將鍵入模塊的操作指令發(fā)送給中央控制器；所述動作電流檢測模塊與脈沖控制閥電氣連接，用以檢測脈沖控制閥門線路故障并將故障信息發(fā)送給中央控制器；所述通訊接口電路包括主RS485接口和從RS485接口，所述主RS485接口與凈化空氣測量儀連接，用以獲取檢測除塵后凈化空氣數(shù)據(jù)信息，所述從RS485接口與生產工藝控制系統(tǒng)連接，用以獲取生產工藝控制系統(tǒng)的工作模式；所述D / A轉換電路的輸入端通過光電隔離電路與中央控制器連接，輸出端與變頻器連接，用以向控制變頻器發(fā)送4-20mA的電流信號；所述中央控制器對接收到的數(shù)據(jù)信息和工作指令進行分析處理，并通過控制信號輸出模塊發(fā)送脈沖除塵器操作命令指令，通過I/O輸出電路向外部報警設備發(fā)送報警信息并通過變頻器控制引風機的啟停操作，通過顯示信號輸出電路將數(shù)據(jù)信息和操作信息發(fā)送給顯示模塊進行顯示，同時中央處理器將數(shù)據(jù)信息發(fā)送給存儲模塊存儲。
優(yōu)選地，所述電源模塊包括基于T0P246的單端反激式雙輸出開關電源模塊，用以將交流85 265V的寬電壓輸入轉換為直流12V和24V電壓的雙電源輸出，并將DC12V穩(wěn)壓后變成DC5V電壓為中央控制器提供工作電壓。優(yōu)選地，所述存儲模塊包括鐵電存儲器和EEPROM存儲器，所述鐵電存儲器應以存儲實時數(shù)據(jù)記錄，所述EEPROM存儲器用以參數(shù)掉電保護。優(yōu)選地，所述開關量輸入模塊包括鍵入接口電路、I/O輸入電路I和I/O輸入電路2，所述鍵入接口電路的輸入端與鍵入模塊連接，輸出端與中央處理器連接，用以接收鍵入模塊的操作指令并發(fā)送給中央控制器；所述的I/O輸入電路I的輸入端與氣體壓差開關連接，輸出端通過光電隔離電路與中央處理器連接，用以根據(jù)氣體壓差信號自動啟動控制器工作；所述的I/O輸入電路2的輸入端與生產工藝控制系統(tǒng)連接，輸出端通過光電隔離電路與中央處理器連接，用以獲取生產工藝控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)信息。優(yōu)選地，所述控制信號輸出模塊包括16路固定脈沖閥控制電路、8路提升閥脈沖 控制模塊和三組可擴展8路脈沖閥控制模塊，所述16路固定脈沖閥控制電路通過光電隔離電路與中央控制器連接，所述8路提升閥脈沖控制模塊和三組可擴展8路脈沖閥控制模塊分別與中央控制器連接。優(yōu)選地，所述I/O輸出電路包括4路I/O輸出電路，其中，一路I/O輸出電路為級聯(lián)鏈路信號輸出，一路I/o輸出電路為報警信號輸出，另外兩路I/O輸出電路分別連接兩個互鎖繼電器，所述的兩個互鎖繼電器與變頻器連接，用以通過控制變頻器的通斷來控制引風機的啟停操作。下面對本發(fā)明所述控制器的各個部分進行詳細介紹一、殼體設計由于脈沖除塵控制器環(huán)境比較惡劣，有的需要在室外安裝，所以選取應具有良好的技術性能結構較好地剛度和強度，以及有良好的電磁隔離、接地、噪聲隔離、通風散熱等性能。此殼體由鋁合金沖壓制成，具有抗振動、抗沖擊、耐腐蝕、防塵、防水、防輻射等性能，這樣確保設備穩(wěn)定可靠地工作。二、電源模塊設計電源模塊采用基于T0P246的單端反激式雙輸出開關電源設計，用交流85 265V的寬電壓輸入，實現(xiàn)直流12V/0.5A、24V/1A雙輸出。DC12V在經過穩(wěn)壓后變成DC 5V供單片機系統(tǒng)使用。這樣充分保證單片機電源系統(tǒng)的穩(wěn)定。三、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊和動作電流檢測模塊等輸入通道模擬量輸入模塊主要是進行氣體壓差和溫度檢測。氣體壓差檢測采用美國MOTOROLA的MPX系列壓力傳感器，溫度傳感器采用PT100鉬電阻，電路采用恒壓中間分壓方式。壓力傳感器的工作原理是依據(jù)內部的電阻應變片的變化來反應壓差的大小。采用平衡電橋電路來測量氣體壓差，一旦進出口的氣體壓力不平衡，則平衡電橋平衡破壞，輸出電壓信號。氣體壓差信號和溫度信號進入模擬信號采集芯片MAXlll。模擬信號采集芯片MAXl 11為2個差分通道、14位串行A / D0模擬信號采集芯片MAXlll的一個通道作為氣體溫度測量，另一通道作為氣體壓差檢測，溫度值作為除塵設備布袋使用溫度范圍的保護，同時作為氣體壓差的溫度補償。該模塊是分散的模塊結構，用戶可根據(jù)需要配備。開關量量輸入模塊主要由按鍵接口電路和兩路I/O輸入電路組成。本發(fā)明的控制器在鍵入模塊設有5個按鍵，用來修改設定值，實現(xiàn)自動、手動及各種功能的操作。本發(fā)明的控制器設有2路I/O輸入口，一路是生產過程控制系統(tǒng)工作狀態(tài)；另一路有兩個功能，I、可以和差壓開關相連，外接的氣體差壓開關信號動作可以啟動控制器工作；
2、作為級聯(lián)時的動作信號，實現(xiàn)超過該儀器控制路數(shù)的諸多閥控制。動作電流檢測電路用于檢測閥門線路故障并將故障信息發(fā)送給STM32F 107VCT6單片機進行報警。四、控制信號輸出模 塊、I/O輸出電路、4_20mA電流信號輸出和顯不信號輸出電路輸出通道I、控制信號輸出模塊包括一組16路固定脈沖閥控制電路、一組8路提升閥脈沖控制模塊和三組可擴展的8路脈沖閥控制模塊。16路固定脈沖閥控制電路焊接在控制器的電路主板上，是控制器固有的，在除塵設備小于等于16路時候，可以不用配備擴展脈沖控制的模塊。8路提升閥脈沖控制模塊設定為分倉控制方式使用，可以選擇配備該模塊?？刂破骺梢赃B接三組8路脈沖閥控制模塊。當除塵設備脈沖閥大于16個時候，可以根據(jù)需要增加該脈沖控制模塊，來進行控制。控制器在設計上控制脈沖閥的路數(shù)總共為40路，如果不用分倉控制方式，則可以把提升閥脈沖控制模塊作為脈沖控制模塊使用，這樣可以增加到48路的脈沖控制。單片機通過光電隔離來控制達林頓三極管MJD122G的開關，實現(xiàn)閥的開停。MJD122G耐壓到100V，輸出電流8A，足以啟動脈沖閥。2、該控制器有4路I/O輸出，兩路是繼電器輸出，用于控制變頻器的通斷；另兩路一路作為級聯(lián)聯(lián)絡信號輸出，一路為外部報警信號。3、4_20mA電流信號輸出，該控制器根據(jù)溫度、進口壓差、壓差變化規(guī)律及生產過程工作模式、狀態(tài)，經PID及優(yōu)化運算通過D/A轉換電路輸出4-20mA電流給變頻器來控制引風機的風速。4、該控制器接6個數(shù)碼管，其中2個為路數(shù)顯示、四個為閥的開啟時間及氣體壓差等參數(shù)顯示。五、中央處理器中央處理器采用ST系列的工業(yè)級STM32F107VCT6單片機。該單片機具有極強的抗干擾能力，寬電壓2. 96-5. 5V電壓范圍，適合較惡劣的環(huán)境。該芯片具有80個管腳，具有68個I/O接口，不用擴展即滿足設計要求。單片機外接一片該芯片為256KB的FM25256鐵電存儲器作為實時氣體壓差數(shù)據(jù)記錄，通過上位機可設置控制器對壓差記錄數(shù)據(jù)的時間間隔。如果設置I小時記錄一次，可實現(xiàn)7200天的數(shù)據(jù)記錄。將此數(shù)據(jù)通過RS485傳輸?shù)缴衔粰C進行優(yōu)化分析，則可找推斷氣體壓差最佳設定值，對布袋進行故障診斷，確定脈沖閥等開停時間。該單片機采用EEPROM 24C02存儲器作為參數(shù)掉電保存。六、通訊接口電路通訊接口電路采用主、從RS485通訊電路，主RS485可在線、離線接收凈化空氣檢測儀指標參數(shù)，整定給定值，離線空氣檢測儀檢測的空氣指標可輸入到計算機，應用系統(tǒng)軟件傳輸；用該接口通過上位機可對控制器進行參數(shù)設置及差壓歷史數(shù)據(jù)的獲?。粡? 485接口接收生產過程工作模式標志，該控制器預設10種工作模式。本發(fā)明的控制器具有以下優(yōu)點1、提高了功率因數(shù)，大大降低了起動電流，實現(xiàn)了最佳的軟起動。2、除塵設備功耗根據(jù)加工處理生產工藝變負荷運行，提高了系統(tǒng)效率，實現(xiàn)顯著的節(jié)能效果。3、降低了除塵系統(tǒng)用電負荷，減少了直接起動對電網的電流沖擊，同時也減少了對電機、除塵風機的沖擊，延長了除塵器、除塵布袋、除塵風機、除塵電機、煙道等設備的使用壽命。4、對降低爐內熱量損失，合理控制過程溫度，做到爐溫控制的最優(yōu)化。5、對除塵系統(tǒng)進行變頻調節(jié)，縮短加工處理時間，提高產品品質。應用該控制器控制除塵的突出特點是節(jié)能效果十分明顯，風機調速節(jié)能效果是十分明顯的，理論上如果風速降低50%，節(jié)能可達到87.5%。所以在保證凈化空氣指標情況下，控制轉速是節(jié)能根本。以拋丸機處理工件為例，假設該拋丸機可加工處理6種工件，每個工件產生煙氣粉塵均不一樣，這就要求風機耗能都不一樣，此生產過程溫度變化不明顯，可以采用粉塵氣體進口壓力來控制風速，隨著生產工藝不同，壓力也不同，一般生產工藝按數(shù)學加權平均來計算至少節(jié)能40%。以30KW的風機為例，按每天運行20小時，一年運行300天，按目前電價O. 75元/度來計算，一年可節(jié)省約5萬元；以冶煉廠為例假設某60T的冶鋼廠需要1000KW的引風機來除塵，其生產工業(yè)工藝煉鋼80分，裝料8分，送電熔化25分，吹氧28分，還原15分，沖渣出鋼6分。這6段工藝煙氣和粉塵的濃度不一樣，我們可以根據(jù)溫度來分段控制風速，按數(shù)學加權平均粗略算也能節(jié)省50%電能，若每天運行20小時，一年運行300天，按目前電價O. 75元/度來 計算，一年可節(jié)省約200多萬元。
權利要求
1.一種除塵系統(tǒng)，包括進氣管道、布袋除塵器、出氣管道、引風機和控制系統(tǒng)，所述進氣管道的兩端分別與生產工藝室和布袋除塵器的進氣口連通，所述出氣管道一端與布袋除塵器的出氣口連接，所述引風機設置在出氣管道的管道內，其特征是，所述控制系統(tǒng)包括控制器以及分別與控制器連接的溫度傳感器、壓差傳感器和變頻器，所述控制器分別與生產工藝控制系統(tǒng)和布袋除塵器的脈沖控制閥電氣連接；所述溫度傳感器設置在進氣管道內，用以采集進口氣體溫度信息；所述壓差傳感器分別設置在進氣管道和出氣管道內，用以采集進口氣體和出口氣體的氣體壓力信息；所述變頻器與弓I風機連接，用以控制引風機的風速。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種除塵系統(tǒng)，其特征是，還包括凈化空氣測量儀，所述凈化空氣測量儀的氣體采集裝置設置在出氣管道的出口處，用以采集除塵后凈化空氣并進行檢測，并把檢測的數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種除塵系統(tǒng)，其特征是，所述凈化空氣測量儀包括在線凈化空氣測量儀或離線凈化空氣測量儀，所述在線凈化空氣測量儀與控制器連接，用以實時將檢測的除塵后凈化空氣數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器；所述離線凈化空氣測量儀通過計算機與控制器連接，用以定期通過計算機將檢測的除塵后凈化空氣數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種控制器，其特征是，包括殼體，設置在殼體內電路主板上的中央處理器、電源模塊、存儲模塊、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、動作電流檢測模塊、控制信號輸出模塊、I/O輸出電路、D / A轉換電路、顯示信號輸出電路和通訊接口電路，以及設置在殼體上的顯示模塊和鍵入模塊，所述電源模塊、存儲模塊、模擬量輸入模塊、開關量輸入模塊、動作電流檢測模塊、控制信號輸出模塊、I/O輸出電路、D / A轉換電路、顯示信號輸出電路和通訊接口電路分別與中央處理器連接，所述顯示模塊與顯示信號輸出電路連接；所述中央處理器采用ST系列的工業(yè)級STM32F107VCT6單片機；所述模擬量輸入模塊分別與溫度傳感器和壓力傳感器連接，用以采集氣體壓差和溫度信號；所述開關量輸入模塊分別與鍵入模塊和生產工藝控制系統(tǒng)連接，用以獲取生產工藝控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)信息，并發(fā)送給中央控制器且將鍵入模塊的操作指令發(fā)送給中央控制器；所述動作電流檢測模塊與脈沖控制閥電氣連接，用以檢測脈沖控制閥門線路故障并將故障信息發(fā)送給中央控制器；所述通訊接口電路包括主RS485接口和從RS485接口，所述主RS485接口與凈化空氣測量儀連接，用以獲取檢測除塵后凈化空氣數(shù)據(jù)信息，所述從RS485接口與生產工藝控制系統(tǒng)連接，用以獲取生產工藝控制系統(tǒng)的工作模式；所述D / A轉換電路的輸入端通過光電隔離電路與中央控制器連接，輸出端與變頻器連接，用以向控制變頻器發(fā)送4-20mA的電流信號；所述中央控制器對接收到的數(shù)據(jù)信息和工作指令進行分析處理，并通過控制信號輸出模塊發(fā)送脈沖除塵器操作命令指令，通過I/O輸出電路向外部報警設備發(fā)送報警信息并通過變頻器控制引風機的啟停操作，通過顯示信號輸出電路將數(shù)據(jù)信息和操作信息發(fā)送給顯示模塊進行顯示，同時中央處理器將數(shù)據(jù)信息發(fā)送給存儲模塊存儲。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種控制器，其特征是，還包括蜂鳴器，所述蜂鳴器設置在殼體內電路主板上且與中央處理器連接。
6.根據(jù)權利要求4所述的一種控制器，其特征是，所述電源模塊包括基于T0P246的單端反激式雙輸出開關電源模塊，用以將交流85 265V的寬電壓輸入轉換為直流12V和24V電壓的雙電源輸出，并將DC12V穩(wěn)壓后變成DC5V電壓為中央控制器提供工作電壓。
7.根據(jù)權利要求4所述的一種控制器，其特征是，所述存儲模塊包括鐵電存儲器和EEPROM存儲器，所述鐵電存儲器應以存儲實時數(shù)據(jù)記錄，所述EEPROM存儲器用以參數(shù)掉電保護。
8.根據(jù)權利要求4所述的一種控制器，其特征是，所述開關量輸入模塊包括鍵入接口電路和2路I/O輸入電路，所述鍵入接口電路的輸入端與鍵入模塊連接，輸出端與中央處理器連接，用以接收鍵入模塊的操作指令并發(fā)送給中央控制器；所述的一路I/O輸入電路的輸入端與氣體壓差開關連接，輸出端通過光電隔離電路與中央處理器連接，用以根據(jù)氣體壓差信號自動啟動控制器工作；所述的另一路I/O輸入電路的輸入端與生產工藝控制系統(tǒng)連接，輸出端通過光電隔離電路與中央處理器連接，用以獲取生產工藝控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)息。
9.根據(jù)權利要求4所述的一種控制器，其特征是，所述控制信號輸出模塊包括16路固定脈沖閥控制電路、8路提升閥脈沖控制模塊和三組可擴展8路脈沖閥控制模塊，所述16路固定脈沖閥控制電路通過光電隔離電路與中央控制器連接，所述8路提升閥脈沖控制模塊和三組可擴展8路脈沖閥控制模塊分別與中央控制器連接。
10.根據(jù)權利要求4所述的一種控制器，其特征是，所述I/O輸出電路包括4路I/O輸出電路，其中，一路I/o輸出電路為級聯(lián)鏈路信號輸出，一路I/O輸出電路為報警信號輸出，另外兩路I/O輸出電路分別連接兩個互鎖繼電器，所述的兩個互鎖繼電器與變頻器連接，用以通過控制變頻器的通斷來控制引風機的啟停操作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種除塵系統(tǒng)及其控制器，它通過檢測生產工藝室粉塵氣體在布袋除塵器進口處的氣體溫度、壓力與除塵器出口處的氣體壓力，以粉塵氣體進口壓力或溫度或生產過程控制系統(tǒng)的工作模式來做給定值控制變頻器實現(xiàn)風機轉速控制，并可與在線或離線凈化空氣檢測儀相連來實現(xiàn)風速的閉環(huán)控制；控制器以除塵氣體進、出口壓差和壓差變化時間來控制脈沖除塵閥的啟停，實現(xiàn)布袋除塵的離線、在線、分倉、級聯(lián)等高智能控制形式。本發(fā)明具有除塵系列一體化、內部結構模塊化、功能多元化、控制方式智能化和性能/價格比最優(yōu)化的特點，適用于多種場合。
文檔編號B01D46/44GK102921247SQ201210454979
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權日2012年11月13日
發(fā)明者李聰, 張瑞芳, 李春梅, 王峰, 劉輝 申請人:濟南大學