基于PLC靜電除塵控制系統的設計

濱州學院航空工程學院 高 坤

基于PLC靜電除塵控制系統的設計

濱州學院航空工程學院 高 坤

伴隨著我國經濟和工業的現代化快速發展，粉塵污染對人們的健康及其賴以生存的環境構成巨大威脅。本文以PLC為控制核心，設計一個安全、便捷、高效的靜電除塵控制系統實現對靜電除塵系統的控制。當系統電源接通后，閉合運行開關，系統先進行預加熱，之后電機的振打，保溫箱的加熱，灰斗的加熱和卸灰，消防警報等都會按照系統控制要求自動運行，進行較高效率的除塵工作。

靜電除塵；PLC；控制系統

1 引言

伴隨著生產力的迅速發展，人類生產活動越發頻繁，工業生產規模也越來越大，隨之產生的空氣、垃圾、水源等環境污染問題也越來越嚴俊。大量的工業生產包括采礦業、冶金業、化工業、電力等產生的粉塵都會直接或間接地排向大氣中，嚴重污染了空氣。最近幾年，霧霾的出現天數越來越多而且嚴重程度也逐漸增強，究其原因主要是工業粉塵的大量排放。

為了控制這種現象繼續惡化，降低工業生產向空氣中排放粉塵量，更好的維護我們賴以生存的大氣環境，人們開發出多種靜電除塵器在煙氣排出口對塵粒進行收集治理，從產生污染的根本源頭上進行防治，減少或避免對大氣的污染。

圖1 靜電除塵器結構

2 靜電除塵器的結構及工作原理

2.1 靜電除塵器的結構

靜電除塵器的結構如圖1所示，主要由電源、相互錯開的陽極板和陰極線（即集塵電極與放電電極）、氣流分布裝置、振打清灰電機、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 靜電除塵控制系統硬件組成

本文設計的靜電除塵控制系統主要由PLC控制的陰、陽極振打電機、保溫箱和它的加熱裝置、灰斗和灰斗加熱裝置、監控系統等幾部分組成，如圖2所示。

2.3 靜電除塵器的工作原理

靜電除塵器進風口含有濃度較高的煙塵廢氣，通過內部高電壓產生的的靜電場時，電暈區電暈極放電使氣體產生電離成陽離子和陰離子。煙氣與陰、陽離子結合吸附于塵粒，讓塵粒本身帶電，并且帶電的粉塵會在靜電場作用下移向電場兩極。帶電塵粒到達極板時釋放離子并吸附于集塵板，隨著時間的推移，集塵板上的塵粒越積越多，如果不及時清理就會形成塊狀塵埃。當集塵極收集的粉塵達到一定厚度時，及時合理的利用振打裝置進行灰塵清理和收集，使含塵煙氣分離除去灰塵，進而在能夠保證靜電除塵器正常工作的同時對煙氣高效率凈化。

3 靜電除塵控制系統的軟件設計

根據實際塵粒大小，煙氣氣流速度，電暈電壓大小等因素和收塵工作時陽極為主要收塵極（集塵極），陰極只有少量灰塵吸附（放電極）的工作狀況，設定合理的電機振打時間間隔和振打順序，以提高工作性能和靜電除塵的效率。振打過程中，為了考慮避免二次揚塵，設計中應該注意陽極和陰極在相同電場的電機不能同時進行振打，而且相鄰電場的電極振打電機之間也不能同時進行振打[10]。運行過程中，對于突發性的電機故障，監控系統就會及時的發出聲光報警，告知維護工作人員，如圖3所示。

圖2 靜電除塵控制系統硬件組成

圖3 靜電除塵控制系統順序功能圖

4 結論

本文以PLC為控制核心，實現對靜電除塵系統的控制，成功地實現了以下功能：系統電源接通后，當運行開關閉合時，靜電除塵器會自動運行工作，電機的振打，保溫箱的加熱，灰斗的加熱和卸灰，消防警報等都會有序運行，進行具有較高效率的除塵工作。利用GX Developer對控制程序進行編寫和調試。本設計能成功的滿足設計要求，雖然設計的電場較少，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，滿足更多條件需求。

[1]趙琴霞,蔣春躍.靜電除塵技術的發展趨勢及其對策[J].機電工程,2002,19(4):68-69.

[2]劉琳,王永輝.關于靜電除塵的幾點探討[J].科技信息,2008,1:87.

[3]張勇慶,夏新濤.基于PLC靜電除塵控制系統研究[J].硅谷2010,20:91.

[4]陳鵬.靜電除塵器除塵效率影響因素的研究[D].東北大學,2009.

[5]李文國,郭瑜,董為民,許立梓.PLC在靜電除塵監控系統中的應用[J].自動化博覽,2005,2(33).

[6]郝青.基于PLC與MCGS的煤粉電除塵器控制系統設計[D].河北大學,2011.

[7]李文國,郭瑜,董為民.工廠靜電除塵監控系統的設計與實現[J].計算機測量與控制,2005,09.

[8]程周.可編程序控制器原理與應用[M].北京:高等教育出版社,2003:159-203.

[9]三菱微型可編程控制器FX系列編程手冊[M].2001,4.

[10]廖常初.FX系列PLC編程及應用[M].北京:機械工業出版社,2005,4:25-88.

[11] Ye Zhang,Yang Jim Kim,Tai Gye Lee.Pratim Biswas.Experimental and theoretical studies of ultra-fine particle behavior in electrostatic precipitators.Journal of Electr ostatics,2000,4:48-55.

[12]J.C.Hower,J.D.Robertson,Chemistry and petrology of fly ash derived from the co-combustion of western United States coal and tire-derived fuel,Fuel Proc.Technol.2004,(85):359-377.

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