PLC在靜電除塵振打系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著國(guó)民環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，國(guó)家對(duì)粉塵顆粒排放標(biāo)準(zhǔn)的要求越來(lái)越高，迫切要求采用除塵效率較高的高壓靜電除塵技術(shù)來(lái)解決空氣污染。靜電除塵設(shè)備是利用高壓電場(chǎng)使電場(chǎng)內(nèi)的氣體游離，當(dāng)游離的正負(fù)離子與煙塵碰撞時(shí)，就附著在煙塵上使粉塵變成有不同極性的帶電體。在電場(chǎng)的作用下向電極移動(dòng)，最后吸附在電極上，這就使煙塵凈化了，為了收集塵埃，電極上方安裝有振打電機(jī)，對(duì)電機(jī)進(jìn)行定時(shí)振打，這些振打電機(jī)和振打機(jī)械就構(gòu)成了靜電除塵系統(tǒng)。本文就某冶煉廠火煉鋅設(shè)備的煙氣除塵設(shè)備的改造，談?wù)凱LC的應(yīng)用。

2 控制要求

火煉鋅作為一種冶煉鋅的技術(shù)已在水口山應(yīng)用了幾十年了。但是在煙氣排放中產(chǎn)生大量的灰塵，嚴(yán)重影響了周圍的環(huán)境，造成社會(huì)產(chǎn)業(yè)關(guān)系緊張。為了解決污染問(wèn)題,采用了高壓靜電除塵系統(tǒng)。該設(shè)備是一套75kV的三電場(chǎng)除塵設(shè)備，圖1為該裝置的示意圖。引風(fēng)機(jī)迫使煙氣進(jìn)入高壓電場(chǎng)，凈化后由褲衩煙道排出。圖中M1、M3、M5是三個(gè)陽(yáng)級(jí)振打電機(jī)，M2、M4、M6是三個(gè)陰極振打電機(jī)，M7、M8是控制兩個(gè)閥門電機(jī)。

2.1 振打或者抖動(dòng)順控

振打或者抖動(dòng)順控動(dòng)作是除塵過(guò)濾裝置的基本控制動(dòng)作。振打電機(jī)帶動(dòng)振錘周期性敲打陽(yáng)極、陰極的極板板線。使吸附在其上的粉塵清除到灰斗中加以回收利用，為了取得較好的振打效果，對(duì)振打控制系統(tǒng)的要求如下:

(1) 同一電場(chǎng)中陽(yáng)極-陰極振打不能同時(shí)進(jìn)行。
(2) 同一時(shí)間內(nèi),前后電場(chǎng)的陽(yáng)極(或陰極)振打不能同時(shí)工作。
(3) 為防止M5、M6振打時(shí),下落的粉塵被0.97m/s的煙氣帶出電場(chǎng)。M5和M7、M6和M8之間有一定的聯(lián)系，M5振打時(shí)，M7同時(shí)關(guān)閉閥門YM1，M5振打完畢后延時(shí)1.5min打開閥門YM1;同理M6 振打時(shí)，M8同時(shí)關(guān)閉YM2，M6振打完畢后延時(shí)1.5min打開閥門YM2。

2.2 振打電機(jī)的振打優(yōu)化振打時(shí)序分析設(shè)計(jì)

(1) 第一電場(chǎng)的陽(yáng)極電機(jī)M1:打5min，停5min，循環(huán);第一電場(chǎng)的陰極電機(jī)M2:停5min，打5min，循環(huán)。
(2) 第二電場(chǎng)的陽(yáng)極電機(jī)M3:先停5min，打5min，停15min循環(huán);第二電場(chǎng)的陰極電機(jī)M4，先打5min，停15min，打5min，循環(huán)。
(3) 第三電場(chǎng)的陽(yáng)極電機(jī)M5:先打5min，停25min，打5min，循環(huán);第三電場(chǎng)的陰極電機(jī)M6:先停5min，打5min，停25min，循環(huán)。各電機(jī)振打時(shí)序如圖2所示：

圖2 電機(jī)振打時(shí)序圖

3 PLC硬件設(shè)計(jì)

選用了日本三菱公司的FXN-32MR的PLC。根據(jù)上述振打的控制要求，可以方便得出PLC的I/O口分配如圖3所示。

圖3 PLC的I/O口分配

4 程序設(shè)計(jì)

為了提高系統(tǒng)可靠性、調(diào)試方便及便于控制功能的擴(kuò)充，控制程序采用摸塊設(shè)計(jì)法，整體控制梯形圖如圖4所示。按功能分為:第一電場(chǎng)M1、M2振打程序模塊，第二電場(chǎng)M3、M4振打程序模塊;第三電場(chǎng)M5、M6振打程序模塊;YM1、YM2控制模塊。如果按照?qǐng)D2的時(shí)序圖，每一個(gè)電機(jī)振打都采用定時(shí)器來(lái)控制的話，則由于定時(shí)器之間的時(shí)間誤差累計(jì), 很難保證各個(gè)電機(jī)始終滿足優(yōu)化振打邏輯關(guān)系。為此，對(duì)第一電場(chǎng)的振打時(shí)序用定時(shí)器來(lái)完成。第二、第三電場(chǎng)的振打時(shí)序用計(jì)數(shù)器來(lái)完成，各電場(chǎng)電機(jī)之間振打關(guān)系的互鎖可以通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)(文中省略)，同時(shí)也可以通過(guò)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。從而可始終保證各電機(jī)之間優(yōu)化振打邏輯關(guān)系。

圖4 整體控制梯形圖

4.1 第一電場(chǎng)M1、M2振打程序的設(shè)計(jì)

在圖5中，電機(jī)M1的第一次振打是由啟動(dòng)按鈕SB1按下后立即起動(dòng)，5min后就停止。第二次以及后面的循環(huán)就靠Y1的下降沿觸發(fā)(即M2開始停止時(shí))。而電機(jī)M2的振打觸發(fā)是由Y0的下降沿觸發(fā)，這就構(gòu)成了循環(huán)。設(shè)計(jì)的程序如圖5所示。

圖5 第一電場(chǎng)M1、M2振打程序

4.2 第二電場(chǎng)M3、M4振打程序的設(shè)計(jì)

根據(jù)振打時(shí)序圖，第二電場(chǎng)電機(jī)M3振打觸發(fā)及振打時(shí)間和電機(jī)M2相同，只不過(guò)振打與振打間停止時(shí)間長(zhǎng)，電機(jī)M3第一次振打與電機(jī)M2相同。因而為了使定時(shí)精度提高，用控制電機(jī)M2振打M102來(lái)作為記數(shù)器的記數(shù)脈沖。電機(jī)M4控制程序照此類推，設(shè)計(jì)控制程序如圖6所示:

圖6 第二電場(chǎng)M3、M4振打程序

4.3 第三電場(chǎng)M5、M6振打程序的設(shè)計(jì)

根據(jù)振打時(shí)序圖，第三電場(chǎng)電機(jī)M5振打和以后的觸發(fā)及振打時(shí)間和電機(jī)M1相同，只不過(guò)振打與振打間停止時(shí)間長(zhǎng)，為了提高控制精度，由控制電機(jī)M1振打的輔助繼電器M100來(lái)作為計(jì)數(shù)脈沖。M6的控制程序類推。設(shè)計(jì)控制程序如圖7所示。

圖7 第二電場(chǎng)M5、M6振打程序

4.4 電磁閥YM1、YM2控制程序的設(shè)計(jì)

電機(jī)M5開始振打時(shí)關(guān)閉電磁閥YM1，因而YM1關(guān)的啟動(dòng)信號(hào)和M5振打相同，都是輸出電器Y04。YM1是在M5振打完畢后，延時(shí)1.5min才打開。電磁閥YM2的控制程序照此類推，設(shè)計(jì)控制程序如圖8所示。

圖8 YM1、YM2控制程序

5 結(jié)束語(yǔ)

本設(shè)備在水口山有色金屬有限公司運(yùn)行了2年多的情況表明:PLC對(duì)靜電除塵的控制效果好，改變了過(guò)去那種灰蒙蒙的天空。使周圍居民的生活環(huán)境得到了改善。可靠性強(qiáng),控制精度高，而且每年回收的塵埃，通過(guò)冶煉，價(jià)值在20萬(wàn)元左右，因而靜電除塵設(shè)備值得推廣應(yīng)用。