自動控制系統在除塵系統中的應用研究

摘 要：當下科技的飛速發展，使許多以前不曾有的技術得到了很大的革新，其中很重要的一個技術就是自動控制系統。對于除塵系統來講，自動控制技術對它的意義仍然很大。在對除塵系統的特點和要求進行深入的分析之后，需要將自動控制技術完美的融入進去，從而設計出一種可以基于PLC和組態軟件進行除塵的運行監控系統。此外，還需要配備十分完善的控制系統和比較簡易的操作方法，再加上堅固實用的硬件。這樣就可以實現在近程操作的同時，在遠程也可以進行控制，將這幾個功能進行集合。不僅可以提高除塵系統的效率，而且對于工人的勞動強度也可以大大的降低，從而更快的達到工程的預期目標，為生產提供便利，為企業降低成本，實現一種全方位的優化。

關鍵詞：自動控制系統;除塵系統;應用研究

對許多大型的鋼鐵企業而言，在鋼鐵煉制的過程當中，除塵系統是相當重要的一個環節。因為在這個過程中，會有許多的粉塵，以及對人體有害的如一氧化碳、二氧化碳等物質散入空氣當中。這些物質不僅對空氣有很大的破壞，而且會影響到工人們的生命健康，因此需要極大的關注。除此之外，國家近年來對于環境的建設給予高度的重視，對于環境的監控力度也是越來越強。因此，鋼鐵企業在面對現有的除塵設備更新的同時，急需要進行妥善的改造，以達到國家的排放標準，同時也可以保障工人們的生命健康。而在除塵設備的更新當中，目前比較新穎的方法可以采取袋式除塵方式，并且還要配備比較先進的自動控制系統，比如PLC自動控制技術。這樣才可以完善對煉鋼尾氣的凈化，只將干凈的空氣排放到大氣中。

1 除塵系統流程及要求

在鋼鐵煉制之后，尾氣會排放出來。這個時候煙塵最開始會從各種設備當中排出來，通過管道才可以進入風機。風機在進行運作之后，將一些廢氣運入到除塵器當中。一般的除塵系統中，除塵器會設置若干個除塵室，煙塵會在這若干個除塵室中得到逐步的凈化，最終會通過煙囪排放到空氣當中。而粉塵則會在這個過程當中被濾袋吸附，最終都會集中在卸灰倉。之后，再通過罐車將粉塵送到指定的地方進行處理。而在整個除塵系統當中，最需要考慮的就是濾袋所承受的溫度。由于濾袋的材質所限，它的溫度承受能力是比較小的，大概為100℃左右。但煙在煉制過之后，它的溫度就會達到將近300℃。因此，需要對煙進行降溫才可以進行處理。而如何對煙的溫度進行實時的控制，以及更加科學合理的將其進行降溫，則是自動控制系統的關鍵所在。尤其是風機和電爐是同步開始運作的，所以還需要對風機進行十分嚴格的控制才可以完成。

2 自動控制系統的應用

2.1 除塵系統控制

2.1.1 除塵進口處溫度的控制

除塵系統在使用的過程當中，其風機的功率會達到相當大的程度，而功率大也就意味著風量很大。所以只要控制好風量，就可以有效的降低系統本身的能耗。這個系統它主要的除塵部件就是布袋，因此需要考慮到它的正常承受溫度在100℃左右，最高不應該超過130℃，否則就會出現燒袋的現象，從而使得布袋失去除塵作用。在煉鋼煉鐵的過程當中，由于粉塵和熱的產生，使得風機溫度也會急劇的升高。為了可以在這些溫度當中到達一個平衡點，需要通過自動控制設備，在溫度升高時用冷空氣進行快速的降溫。

這就需要在除塵系統的吸風通道里面安裝一個電動蝶閥，并且其前后兩端還需要各安裝一個溫度的監控器，以檢測各端的溫度。而這個溫度監控器需要采用鉑熱電偶作為測溫的部件，且需要用線性電路消除在這個過程當中可能出現的誤差。之后將這些信號輸入到一個編程控制器當中，從而控制電動蝶閥的開啟以降低溫度。

2.1.2 風機的控制

在煉鋼煉鐵的過程當中，當煙氣產生的時候，是由風機將其放入到除塵室當中，因此風機可謂是除塵系統當中相當重要的一個動力。在系統運行的時候，風機由于其電機軸的高速旋轉，會產生極高的熱量。如果持續工作，則會出現燒毀部件的情況，影響正常的運行。因此對于風機的控制，需要從風機的選型和風機軸的溫度控制兩個方面進行。

在選取型號的時候，除塵系統要用比較常見的Y160M-

4型風機，這種風機的動力比較合理，功率為11kW。而在風機的軸上面也要安裝一個溫度變送器，進行溫度的傳感，并且最終通過PLC控制系統完成斷電、警報等功能。

2.1.3 進煙閥和反吸閥的控制

在除塵系統的運行過程當中，進煙和噴吹的控制需要有進煙閥和反吸閥實現。將它們進行控制的手段，大概可以分為四種：手動、自動、定時、壓差。而控制這兩個部位的主要概念，是將他們的開關時間進行合理的分配。這樣就可以讓煙氣充分的進入除塵室，以達到凈化的效果。同時還可以在條件允許的情況下，及時的噴吹出來，將粉塵放到卸灰裝置當中，以免堵塞濾袋。

在進行手動控制的時候，需要人工進行按鈕控制煙閥和反吸閥的開關。而自動控制，則是在除塵系統自動運作情況下，來控制這兩個部位的開關狀態。在定時控制方法下，是通過設定具體的時間，讓其達到循環不斷的噴吹。而壓差控制，則是在進出口的壓差達到固定的值時進行噴吹，這需要在其內部安裝壓差傳感器，從而控制壓差值。

2.1.4 卸灰閥控制

對于卸灰閥的控制，基本上采取的是定時卸灰的方式。而實現其的手段只是需要通過對PLC內部的定時器進行軟件編程，從而控制具體的時間間隔，以固定的時間清理灰塵。

2.2 控制方式與操作方式

對于除塵系統的控制，基本上采取的是兩個方面，一個是PLC控制，另一個是上位機控制，可以對于整個系統進行調節。在現場操作的時候，可以在控制面板上進行操作。除塵系統的操作站一般會設置在爐前操作室，這樣可以進行現場的操作和監控。而對于現場具體的開關按鈕，則應當設置在單獨傳動設備的現場控制箱上。這種獨立傳動設備的控制操作有以下兩種方式：第一種方式是現場操作方式。在現場控制箱上，可以將開關進行選擇手動操作或者是遙控。這種模式一般下只用于維修目的，可以直接通過現場開關控制運行和停止;第二種是遙控模式，則是在人機接口系統的主控制臺上，通過進行軟手動或是自動的控制。在軟手動操作模式下，對于除塵系統的調節以及輸灰系統的閥門控制等，采取自動和手動操作結合，并且可以在微機界面上進行操作。在自動模式之下，一般是安全連鎖在運行，在設備部當中用PLC控制程序，最終在人機界面上可以進行顯示。

2.3 硬件及軟件的選擇

為了符合以上的設計要求，因此在對系統選擇的時候，最好選用SLC500系列的產品。這種產品在處理的時候會有相當快的速度，并且功能強大;它不需要任何通訊模塊，只需要將電纜進行擴展就可以實現。此外，它的現場總線的形式會多種多樣，模塊較為靈活，使用過程當中可以根據情況來組成控制系統。它還可以適用各種溫度和濕度，有較好的抗震、減震功效。

在軟件的選擇過程當中，需要按照具體的控制流程和算法來進行編寫程序系統，從而控制整個除塵系統。而在對于PLC與上機位的通信過程當中，需要通過組態軟件來進行實現。這種技術會將流程和設備狀態等，以形象的方式展現出來。并且在具體的運行過程當中，組態軟件還可以在驅動程序和外部設備之間交換數據，而實現數據的采集和指令的發放。此外，還可以實現檢索和警報等功能。

3 結束語

除塵系統的運行對于煉鋼之后尾氣的處理，有著極其重要的作用。而在其中融入自動控制系統既是時代的需求，也是當下對于環境控制必不可少的一項環節。因此在運用的時候，最好采取兩級控制的方法：通過上機位對計算機進行監控，并對具體的環節進行操作;而在下機位，則采取對現場設備的控制，將信息進行采集和處理。從而使得整個系統可以成為完善的整體，實現功能多樣、性能保障、方便維修等等，達到整體的控制效果。如此，便可以減少員工的工作強度，還能避免一些事故的發生。

參考文獻：

[1]謝坤.自動控制技術在除塵系統中的應用[J].自動化應用， 2020（01）：144-146.

作者簡介：

吳鵬（1984- ），男，漢族，籍貫：安徽安慶，學歷：大學本科，職稱：助理工程師，研究方向：除塵設備。