王保軍

摘 要：為了解決氟化鹽行業(yè)中物料輸送固氣分離難題，設計了以IC集成元件NE555和CD4017為核心元件組成的可調控制電路——脈沖控制儀。脈沖控制儀結構簡單，使用靈活方便、穩(wěn)定可靠。脈沖控制儀實現了根據物料特性的變化而可變調節(jié)的脈沖控制電路，脈沖控制儀投入使用以來，使用效果良好，徹底解決了物料輸送固氣分離難題。

關鍵詞：固氣分離 物料特性 NE555 CD4017

中圖分類號：TB47 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（b）-0112-02

Pulse Control Instrument Design and Application

Wang Baojun

（CNMC Ningxia Orient Group Co.，Ltd.，Shizuishan Ningxia，53000，China）

Abstract：In order to solve the conveying and solid gas separation problem in Fluoride salt industry. It designs the adjustable control circuit which are made of IC NE555 and CD4017 integration components as the core element named HTMC. HTMC has simple structure， convenient using， stable and reliable.It can be adjustable according to material properties. Its totally solve the conveying and solid gas separation problem after using HTMC.

Key Words：Solid gas separation；Material properties；NE555；CD4017

1 成果研究背景

在氟化鹽行業(yè)生產中，生產原料CaF2、AI（OH）3和產品AIF3都用壓力為0.5MPa的氣力方式輸送，由于是氣力輸送方式，所以必須安裝輸送終端設備即物料緩存和固體氣體分離設備。只有良好的固氣分離設備，才能保證生產連續(xù)穩(wěn)定進行，確保物料不泄露保護環(huán)境清潔。

然而，在實際生產中更換了多套固氣分離設備都達不到這一要求，給生產帶來了不小的困難：（1）固氣分離設備除塵效果差，致使物料泄漏污染環(huán)境；（2）固氣分離設備損壞頻繁，致使生產不能連續(xù)運行，影響產品質量、提高了生產單耗和增加了生產成本。同時頻繁修理、更換固體分離設備增加了維修費用。

筆者結合試驗將近用了一年的時間終于找到了固氣分離設備使用效果差的根本原因——原除塵反吹脈沖的“寬度和間隔”是固定的，原脈沖除塵設備不能滿足物理性能變化的物料特性固氣分離。

2 脈沖控制儀的構成及工作原理

固氣分離設備簡介：固氣分離設備是除塵箱上方裝有九排除塵濾筒，每排除塵濾筒上方裝有一根鋼制反吹氣管，反吹管道在每個除塵濾筒口處設有反吹嘴，反吹管道一端口封堵另一端口裝有控制氣流的脈沖電磁閥。氣力輸送物料時，在固氣分離設備中壓縮氣體通過除塵濾筒排向大氣，九路脈沖電磁閥順序循環(huán)動作將吸附在除塵濾筒上的物料反吹振動掉入緩存設備中。

原固氣分離設備固氣分離效果差的原因分析：原固氣分離設備除塵反吹脈沖“寬度和間隔”是固定的，然而一批批生產原料和生產產品由于粒度大小、水分含量、其他物料成份含量都有一定差異。因此，吸附在除塵濾筒上的物料厚度、黏貼力和吸附速度也不相同，冬季、夏季天氣溫度變化也對吸附在除塵濾筒上的物料厚度、黏貼力和吸附速度有很大影響。所以用反吹“寬度和間隔”固定的脈沖來反吹吸附在濾筒上的物料大大降低了固氣分離效果。我們在日常生產及試驗中已經證實有兩種情況會容易堵塞和損壞固氣分離設備：（1）物料粒度小（100目以下）、水分含量高；（2）冬季物料水分含量高。

為了解決這一生產難題，設計了反吹脈沖“寬度和間隔”可以方便調節(jié)的“脈沖控制儀”。因為我們的生產原料和產品每一批分析檢測中心都取樣分析，而且將化驗分析結果報送生產車間。所以生產車間根據每一批物料化驗結果及時設定“脈沖控制儀”的反吹脈沖“寬度和間隔”，從而使固氣分離設備工作在最佳的工作狀態(tài)，提高了固氣分離設備的工作效率?！懊}沖控制儀”自投入生產使用以來，固氣分離效果良好，得到了公司的一致好評?，F在“脈沖控制儀”已經推廣應用于公司所有固氣分離設備中，提高了氟化鹽工藝生產運轉率和產品質量、降低了原料單耗、降低了生產成本，節(jié)約了可觀的維修費用，保護環(huán)境不受污染。

“脈沖控制儀”是以IC集成元件時鐘電路NE555和十進制計數器CD4017為核心元件，由電阻、電容、二極管、三極管、穩(wěn)壓二級管、發(fā)光二極管、電位器、三端穩(wěn)壓器、晶閘管BT136、整流橋KB307等組成的可調控制電路?！懊}沖控制儀”的組成（見圖1）。

電路NE555的作用是信號發(fā)生器（產生周期方波）信號即電信號，輸出信號有高電平和低電平之分。方波信號在一個工作周期內，保持前a時間內為高電平，保持后b時間內為低電平。a時間的長短由電位器RP1調節(jié)，b時間的長短由電位器RP2調節(jié)。a+b的時間為NE555的振蕩周期，a時間為脈沖信號的寬度即某一路脈沖電磁閥的得電工作時間，b時間為脈沖信號的間隔即某一路脈沖電磁閥的關閉瞬間到相鄰下一路電磁閥打開瞬間時間差。在脈沖控制儀電路中通過改變電位器RP1和RP2電阻值的大小來控制“脈沖控制儀”輸出脈沖信號的工作“寬度和間隔”，從而來實現控制脈沖電磁閥的開啟和關閉時間。

脈沖控制儀的工作原理為：“脈沖控制儀”以集成時鐘電路NE555為核心器件構成自激多諧振蕩器，當電源開關SA閉合時，電源通過電阻R2、電位器RP1和VD6向電容器C3充電。當電容器C3剛充電時，由于NE555的②腳處于低電平，故輸出端③腳呈高電平；當電源經電阻R2、電位器RP1和VD6向電容器C3充電到2/3控制電壓時，輸出端③腳由高電平變成低電平，NE555內部放電管導通，電容器C3經電阻R3、電位器RP2和VD5向NE555的⑦腳放電，直至電容器C3兩端電壓低于1/3控制電壓時，NE555的③腳又由低電平變?yōu)楦唠娖?，電容器C3又再次充電，如此循環(huán)工作，形成周期振蕩。

集成電路CD4017是十進制計數器/脈沖分配器，CD4017有3個輸入端（CR、CP和EN），其中CP和EN為兩個時鐘輸入端，若用時鐘脈沖的上沿計數，則信號從CP端輸入；若用下降沿計數，則信號從EN端輸入。CR為清零端，當在CR端上加高電平或正脈沖時其輸出Q0為高電平，其余輸出端（Q1～Q9）均為低電平。

NE555的頻率可以通過改變電位器RP1和RP2的電阻值而改變，NE555時鐘輸出③腳電平直接進入十進制計數器CD4017的時鐘輸入端CP即14腳，當CD401714腳CP有高電平輸入時，CD4017把從信號源（NE555）接受到的10個連續(xù)周期依次從Q0-Q8輸出，來驅動9個LED負載及9個脈沖電磁閥。Q9輸出信號進入CD4017清零端CR即15腳，當CD4017清零端CR即15腳有高電平輸入時，使計數器CD4017又開始從Q0開始輸出。時鐘輸入端CP和清零端CR信號周期輸入高電平使計數器CD4017循環(huán)工作。

所以利用時鐘電路NE555的計時特性和十進制計數器CD4017的計數特性，通過改變電位器RP1和RP2的電阻值來改變“脈沖控制儀”輸出脈沖“寬度和間隔”來控制固氣分離設備反吹脈沖電磁閥的工作時間和間隔時間。分析檢測中心將物料特性分析結果報送車間，車間操作人員根據物料分析結果將“脈沖控制儀”反吹脈沖調節(jié)在最佳的“寬度和間隔”，讓固氣分離設備工作在最佳的工作效果下。

3 結語

“脈沖控制儀”自投入使用1年來，使用效果非常良好，得到了公司的一致好評，“脈沖控制儀”已經推廣應用于公司所有生產固氣分離設備上。

（1）經濟效益：運用“脈沖控制儀”后，一條氟化鹽生產線每年可減少4次停車，每次停車和開車水電費用、天然氣費用、不合格產品費用總合計為5萬元左右，每年可節(jié)約維修、維護費用4萬元左右。該公司3條生產線每年可節(jié)約資金72萬元左右。

（2）社會效益：“脈沖控制儀”投入使用以來，固氣分離設備工作性能良好，杜絕了以前粉塵飛揚的場景，不但解決了物料泄露，而且保護環(huán)境不受污染，給公司工作人員提供一個良好的工作環(huán)境。

參考文獻

[1] 黃曉春.555定時器原理及應用[J].電子制作，2006（10）：58-59.

[2] 吳賢英，陸運華.PCB布線常用技巧[J].電子制作，2006（9）：43-44.