PLC在電除塵高壓控制系統(tǒng)中的研發(fā)及應(yīng)用

1、煤化工在電除塵高壓控制系統(tǒng)中的研發(fā)及應(yīng)用李雪梅山西大學(xué)工程學(xué)院，3，13成和功能特點(diǎn)設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問以及該產(chǎn)品的用戶使用效果，并討論了產(chǎn)品可靠性對(duì)于新產(chǎn)品推廣應(yīng)用的重要性。中分類號(hào)18文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼高壓供電設(shè)備是電除塵器兩大組成部分之，其供電質(zhì)量的好壞直接影響到電除塵器的工作性能，不同的供電和運(yùn)行方式以及控制管理水平的高低，對(duì)除塵運(yùn)行的效果能源的利用率運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性等都具有重要的影響。高壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必須以電除塵器實(shí)際運(yùn)行時(shí)的負(fù)載特性為依據(jù)，才能使機(jī)電體化獲得最佳收塵效率。電除塵器作為高壓控制整流設(shè)備的負(fù)載，其負(fù)載特性很復(fù)雜，可能處于正常運(yùn)行狀態(tài)，也可能處于短路開路或偏勵(lì)等故障狀態(tài)

2、，由于工況及粉塵特性的不同，其負(fù)載抗值起暈電壓閃絡(luò)電壓火花頻率等均有很大差異。電除塵高壓供電系統(tǒng)采用可編程邏輯控制器控制，其控制精度高可靠性好通訊能力強(qiáng)，使得電除塵高壓控制水平和自動(dòng)化程度都較過去發(fā)生了質(zhì)的飛躍。1電除塵高壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成部接口和擴(kuò)展能力強(qiáng)。在編程語言方面，它具有豐富靈活的1型功能，可以完善火花探測(cè)技術(shù)及內(nèi)絡(luò)處理功能。由于丁型運(yùn)行速度快，更能實(shí)時(shí)跟蹤控制電場(chǎng)內(nèi)的瞬時(shí)變化，同時(shí)，主機(jī)上可以擴(kuò)展5422接口，可方便地?cái)U(kuò)展為計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)。1.2信號(hào)處理單元采用使用比較成熟的電量信號(hào)變送器和隔離單元完成，它共有路，其中路是電量變送單元交流電壓變送器和交流電流變送器；另路是直

3、流信號(hào)隔離變送器。1.3可控桂體化觸發(fā)單元尻，34系統(tǒng)采用KM182可控硅移相觸發(fā)瓷片厚膜電路核心為德國(guó)西門子公司丁0785，它的路輸出可以可靠地驅(qū)動(dòng)路大功率可控硅元件，根據(jù)控制電壓可使觸發(fā)脈沖在0180之間移動(dòng)，為了減少磁芯脈沖變壓器的體積和功耗，提觸發(fā)可靠性，輸出采用脈沖1調(diào)制波實(shí)現(xiàn)，脈沖寬度為55如2系統(tǒng)的功能特點(diǎn)和技術(shù)指標(biāo)本系統(tǒng)主要由可編程邏輯控制器信號(hào)處理單元可控桂體化觸發(fā)單元組成。1.1可編程邏輯控制器主機(jī)采用日本菱公司FXO4MT編程邏輯控制器，它可靠性好，內(nèi)部資源豐富，運(yùn)行速度快，外收稿日期2004，07大學(xué)，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事計(jì)算機(jī)開發(fā)應(yīng)用以及教學(xué)工作。2.1系統(tǒng)功能2.1.

4、1電流極限控制及穩(wěn)流特性電除塵器在實(shí)際運(yùn)行中，擊穿電壓是由極間距及粉塵特性等所限定的，使用者首先希望得到最高的運(yùn)行電壓，然后再追求最佳的電暈電流。除塵器的阻抗隨不同工況不同極距配合不同使用年限而異，所以要求自控電壓整流設(shè)備在自動(dòng)搜索最高運(yùn)行電壓時(shí)其電流不能超過額定容量，在負(fù)載短路時(shí)亦如此，這就意味著自控電壓整流設(shè)備應(yīng)具有電流極限控制特性。同時(shí)設(shè)備在預(yù)先設(shè)定的電流下運(yùn)行時(shí)，如除塵器阻抗變化，只允許電壓隨之變化，不應(yīng)使電流偏離設(shè)定值，這才能保證設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。2.1.2火花檢測(cè)及分級(jí)恢復(fù)控制方式電除塵器經(jīng)常運(yùn)行在火花狀態(tài)，所以要求控制設(shè)備有理想的火花檢測(cè)特性，以準(zhǔn)確判斷除塵器穿電的時(shí)間位置及擊穿電壓

5、值，并作為跟蹤控制的起始點(diǎn)和恢復(fù)電壓的依據(jù)。本設(shè)備在實(shí)現(xiàn)火花檢測(cè)的基礎(chǔ)上，又能對(duì)火花的強(qiáng)度幅度寬度進(jìn)行區(qū)分，以選擇跟蹤控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)分級(jí)控制，使性能更佳。本設(shè)備設(shè)計(jì)了以下兩種檢測(cè)和控制程序檢測(cè)出小火花，不完全閉鎖可控硅，快速恢復(fù)；檢測(cè)出閃絡(luò)點(diǎn)，保持個(gè)電流過沖，閉鎖半個(gè)周波。2.1.3跟蹤控制方式2.1.3.1粉塵介質(zhì)恢復(fù)跟蹤方式粉塵介質(zhì)產(chǎn)生火花，介質(zhì)擊穿后，其絕緣強(qiáng)度有恢復(fù)過程，恢復(fù)時(shí)間和原火花強(qiáng)度及電場(chǎng)風(fēng)速有關(guān)，火花產(chǎn)生后，有可控硅進(jìn)行降壓保護(hù)，以避免過早地引起第次火花。2.1.3.2峰值跟蹤方式在實(shí)際運(yùn)行中以某次電壓的最高平均值為目跟蹤控制。實(shí)施中以自動(dòng)調(diào)節(jié)恢復(fù)速率，即調(diào)整火花率為手段，在

6、段統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)計(jì)算平均值的方法實(shí)施控制。2.1.3.3閃頻跟蹤控制如果希望除塵器運(yùn)行在某設(shè)定的火花頻率下，此時(shí)以自動(dòng)維持某設(shè)定率為目的，以自動(dòng)調(diào)節(jié)恢復(fù)速率為手段進(jìn)行跟蹤控制。2.1.3.4間歇供電和脈沖供電控制當(dāng)粉塵比的電阻過高時(shí)，除塵效率大幅度降低，為此設(shè)計(jì)了特殊的供電特性，即間歇供電和工頻半波脈沖式供電，以使極板上積塵電荷有足夠的釋放時(shí)間。2.1.3.5聯(lián)網(wǎng)控制功能本設(shè)備具備有標(biāo)準(zhǔn)的艮5422串行通訊接口，最遠(yuǎn)通訊距離為仆1可連接成微機(jī)集散控制系統(tǒng)。0向上位機(jī)通訊的內(nèi)容有運(yùn)行的實(shí)時(shí)次電壓次電流次電壓次電流可控硅導(dǎo)通角火花率除塵器故障信號(hào)變壓器故障信號(hào)，上位機(jī)可對(duì)設(shè)備實(shí)施升壓控制降壓控制調(diào)整參

7、數(shù)和停止高壓等。2.1.3.6保護(hù)及報(bào)警功能超限設(shè)備過流和可控硅偏勵(lì)的報(bào)警及保護(hù)功能。2.2系統(tǒng)的特點(diǎn)電除塵電源控制器具有多種控制特性，可根據(jù)不同工況不同粉塵特性，使設(shè)備自動(dòng)選擇供電方式及控制參數(shù)，以期得到最佳收塵效果，精確地控制供電電壓。采用9制單元，運(yùn)行速度快，控制線性好，可靠性高，使該設(shè)備的控制特性更適合于在惡劣工況或高比電阻粉塵煙氣條件下工作，對(duì)于提高除塵效率效果明顯。本設(shè)備適用于國(guó)內(nèi)各廠家生產(chǎn)的各種規(guī)格型號(hào)2.3電除塵電源控制器技術(shù)指標(biāo)交流輸入電壓?jiǎn)蜗?80+1沉50輸出電壓調(diào)節(jié)范圍介100輸出電流調(diào)節(jié)范圍，100工作方式連續(xù)交直流輸入輸出指標(biāo)電源設(shè)備容量0.12.0交流輸入電流60

8、kV23.5A470.0A 3設(shè)備研制中幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問3.1對(duì)于小火花的探測(cè)與處理火花控制特性是電除塵器供電技術(shù)中的關(guān)鍵問微機(jī)的快速邏輯運(yùn)算和存儲(chǔ)記憶能力，同時(shí)結(jié)合些硬件電路和軟件就可以根據(jù)電場(chǎng)內(nèi)的工況變化電場(chǎng)動(dòng)態(tài)阻抗變化，探測(cè)到電場(chǎng)中的小火花，從而精確地判斷出火花的強(qiáng)弱，并分級(jí)區(qū)別對(duì)待，進(jìn)行控制處理?？蓪?shí)現(xiàn)基本無火花運(yùn)行，從而提高除塵效率，節(jié)省能源和延長(zhǎng)設(shè)備壽命。這在模擬機(jī)中是很難實(shí)現(xiàn)的。3.2關(guān)于設(shè)備的故障報(bào)警和保護(hù)功能3.2.1要求檢測(cè)及保護(hù)動(dòng)作要快捷準(zhǔn)確和可靠，并且免調(diào)試。本設(shè)備與常規(guī)控制設(shè)備在實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能方面最大的區(qū)別就是不需要增加專用硬件電路，全部由軟件功能實(shí)現(xiàn)。只要當(dāng)計(jì)算機(jī)內(nèi)部處

9、理參數(shù)與運(yùn)行參數(shù)相符之后，由軟件決定的故障保護(hù)功能即能可靠的工作，無需人工調(diào)整。這個(gè)特點(diǎn)在實(shí)際使用中很受用本設(shè)備具有除塵器開路短路故障變壓器油溫戶和調(diào)試人員的歡迎。3.2.2在這些保護(hù)功能中，偏勵(lì)磁保護(hù)是難點(diǎn)。由于偏勵(lì)磁發(fā)生時(shí)，次側(cè)過電流主要現(xiàn)為有較大直流分量的過電流，但這種直流分量在電流互感器的次側(cè)卻不能現(xiàn)出來，由于信號(hào)檢測(cè)不準(zhǔn)確，所以原來老式產(chǎn)品的偏勵(lì)磁檢測(cè)常常難以奏效。我們認(rèn)真分析了偏勵(lì)磁發(fā)生時(shí)，信號(hào)在相位上的特點(diǎn)，采用種特殊的軟件處理方法，通過檢測(cè)電壓與導(dǎo)通角關(guān)系的方法來判斷，效果果然不錯(cuò)，既能做到及時(shí)檢出，又不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作。3.2.3間歇供電條件下的故障檢測(cè)，這也是個(gè)難點(diǎn)，與全波供電

10、時(shí)的差異很大。為此我們?cè)O(shè)計(jì)了間歇供電專用的軟件，其基本方法是根據(jù)間歇供電的占空比，設(shè)定不同的檢測(cè)點(diǎn)和不同的檢測(cè)電頻，這個(gè)檢測(cè)電頻是通過理論計(jì)算和實(shí)測(cè)相結(jié)合得出的。在檢測(cè)過程中，同樣運(yùn)用了軟件濾波技術(shù)，同時(shí)為了避免誤動(dòng)作，增加可靠性，還設(shè)計(jì)了全波狀態(tài)下重試過程。即如果在間歇供電狀態(tài)下檢測(cè)到故障，設(shè)備能自動(dòng)轉(zhuǎn)到全波狀態(tài)下重試加以確認(rèn)，如果確認(rèn)為故障，設(shè)備則跳閘報(bào)警；否則設(shè)備又會(huì)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到間歇供電狀態(tài)。這樣的雙重實(shí)驗(yàn)功能可保證設(shè)備不因?yàn)槟承簯B(tài)因素而誤動(dòng)作，從而保證了可靠性。4電除塵電源控制器的可靠性電除塵電源控制器自研制成功投入使用以來，經(jīng)過了相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間和較廣范圍的使用，用戶普遍反映是

11、良好的。致認(rèn)為該設(shè)備的可靠性高，能經(jīng)受各種苛刻的工況條件和煙氣變化的考驗(yàn)，許多單位還專門為此寫了用戶報(bào)告，均給予設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性以很高的評(píng)價(jià)。從國(guó)內(nèi)現(xiàn)有某些電除塵器供電設(shè)備運(yùn)行的情況來看，存在設(shè)備故障率高維護(hù)工作量大等問，因此設(shè)備的可靠性問是比技術(shù)問更急待解決的主要矛盾，在對(duì)許多用戶的調(diào)訪過程中，我們發(fā)現(xiàn)用戶對(duì)提高設(shè)備的可靠性的需求迫切，事實(shí)上，可靠性己成為新產(chǎn)品推廣中的個(gè)最關(guān)鍵的問。5結(jié)束語電除塵電源控制器是10技術(shù)在電除塵器自動(dòng)控制應(yīng)用中質(zhì)的飛躍，它的成功應(yīng)用使電除塵器的運(yùn)行管理水平上了個(gè)新的臺(tái)階，并且它在節(jié)省人力節(jié)約能源保護(hù)電除塵器長(zhǎng)期高效地運(yùn)行，保護(hù)環(huán)境等方面都有廣闊的應(yīng)用前景。王幸之，王雷，翟成，等。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)。北京北京航空航天大學(xué)出版社，2001.何立民。單片機(jī)高級(jí)教程叫。北京北京航空航天大學(xué)出版社，200，簡(jiǎn)訊天脊煤化工集團(tuán)4060工程開工2004年7月29日，由天脊煤化工集團(tuán)和中國(guó)中化集團(tuán)共同投資興建的年產(chǎn)36萬合成氨4萬1甲醇60萬1尿素工程4060工程正式開工