濱州學(xué)院航空工程學(xué)院 高 坤

基于PLC靜電除塵控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

濱州學(xué)院航空工程學(xué)院 高 坤

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的現(xiàn)代化快速發(fā)展，粉塵污染對(duì)人們的健康及其賴(lài)以生存的環(huán)境構(gòu)成巨大威脅。本文以PLC為控制核心，設(shè)計(jì)一個(gè)安全、便捷、高效的靜電除塵控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)靜電除塵系統(tǒng)的控制。當(dāng)系統(tǒng)電源接通后，閉合運(yùn)行開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)先進(jìn)行預(yù)加熱，之后電機(jī)的振打，保溫箱的加熱，灰斗的加熱和卸灰，消防警報(bào)等都會(huì)按照系統(tǒng)控制要求自動(dòng)運(yùn)行，進(jìn)行較高效率的除塵工作。

靜電除塵；PLC；控制系統(tǒng)

1 引言

伴隨著生產(chǎn)力的迅速發(fā)展，人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)越發(fā)頻繁，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模也越來(lái)越大，隨之產(chǎn)生的空氣、垃圾、水源等環(huán)境污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)俊。大量的工業(yè)生產(chǎn)包括采礦業(yè)、冶金業(yè)、化工業(yè)、電力等產(chǎn)生的粉塵都會(huì)直接或間接地排向大氣中，嚴(yán)重污染了空氣。最近幾年，霧霾的出現(xiàn)天數(shù)越來(lái)越多而且嚴(yán)重程度也逐漸增強(qiáng)，究其原因主要是工業(yè)粉塵的大量排放。

為了控制這種現(xiàn)象繼續(xù)惡化，降低工業(yè)生產(chǎn)向空氣中排放粉塵量，更好的維護(hù)我們賴(lài)以生存的大氣環(huán)境，人們開(kāi)發(fā)出多種靜電除塵器在煙氣排出口對(duì)塵粒進(jìn)行收集治理，從產(chǎn)生污染的根本源頭上進(jìn)行防治，減少或避免對(duì)大氣的污染。

圖1 靜電除塵器結(jié)構(gòu)

2 靜電除塵器的結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 靜電除塵器的結(jié)構(gòu)

靜電除塵器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由電源、相互錯(cuò)開(kāi)的陽(yáng)極板和陰極線（即集塵電極與放電電極）、氣流分布裝置、振打清灰電機(jī)、卸灰灰斗、灰斗和保溫箱及其加熱裝置、絕緣子等部分組成。

2.2 靜電除塵控制系統(tǒng)硬件組成

本文設(shè)計(jì)的靜電除塵控制系統(tǒng)主要由PLC控制的陰、陽(yáng)極振打電機(jī)、保溫箱和它的加熱裝置、灰斗和灰斗加熱裝置、監(jiān)控系統(tǒng)等幾部分組成，如圖2所示。

2.3 靜電除塵器的工作原理

靜電除塵器進(jìn)風(fēng)口含有濃度較高的煙塵廢氣，通過(guò)內(nèi)部高電壓產(chǎn)生的的靜電場(chǎng)時(shí)，電暈區(qū)電暈極放電使氣體產(chǎn)生電離成陽(yáng)離子和陰離子。煙氣與陰、陽(yáng)離子結(jié)合吸附于塵粒，讓塵粒本身帶電，并且?guī)щ姷姆蹓m會(huì)在靜電場(chǎng)作用下移向電場(chǎng)兩極。帶電塵粒到達(dá)極板時(shí)釋放離子并吸附于集塵板，隨著時(shí)間的推移，集塵板上的塵粒越積越多，如果不及時(shí)清理就會(huì)形成塊狀塵埃。當(dāng)集塵極收集的粉塵達(dá)到一定厚度時(shí)，及時(shí)合理的利用振打裝置進(jìn)行灰塵清理和收集，使含塵煙氣分離除去灰塵，進(jìn)而在能夠保證靜電除塵器正常工作的同時(shí)對(duì)煙氣高效率凈化。

3 靜電除塵控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)際塵粒大小，煙氣氣流速度，電暈電壓大小等因素和收塵工作時(shí)陽(yáng)極為主要收塵極（集塵極），陰極只有少量灰塵吸附（放電極）的工作狀況，設(shè)定合理的電機(jī)振打時(shí)間間隔和振打順序，以提高工作性能和靜電除塵的效率。振打過(guò)程中，為了考慮避免二次揚(yáng)塵，設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意陽(yáng)極和陰極在相同電場(chǎng)的電機(jī)不能同時(shí)進(jìn)行振打，而且相鄰電場(chǎng)的電極振打電機(jī)之間也不能同時(shí)進(jìn)行振打[10]。運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)于突發(fā)性的電機(jī)故障，監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)及時(shí)的發(fā)出聲光報(bào)警，告知維護(hù)工作人員，如圖3所示。

圖2 靜電除塵控制系統(tǒng)硬件組成

圖3 靜電除塵控制系統(tǒng)順序功能圖

4 結(jié)論

本文以PLC為控制核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)靜電除塵系統(tǒng)的控制，成功地實(shí)現(xiàn)了以下功能：系統(tǒng)電源接通后，當(dāng)運(yùn)行開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，靜電除塵器會(huì)自動(dòng)運(yùn)行工作，電機(jī)的振打，保溫箱的加熱，灰斗的加熱和卸灰，消防警報(bào)等都會(huì)有序運(yùn)行，進(jìn)行具有較高效率的除塵工作。利用GX Developer對(duì)控制程序進(jìn)行編寫(xiě)和調(diào)試。本設(shè)計(jì)能成功的滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，雖然設(shè)計(jì)的電場(chǎng)較少，由于采用的是PLC作為控制單元，可以在軟件上增加相應(yīng)的程序，硬件上增加放電極和收塵極就可以增大除塵的容積，滿(mǎn)足更多條件需求。

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高坤（1978—），男，山東高密人，講師，主要從事電路與系統(tǒng)等課程的教學(xué)與研究。