電除塵器設(shè)計及控制系統(tǒng).doc

電除塵器原理及控制系統(tǒng) 摘 要 隨著環(huán)境形式的日趨嚴峻 人們越來越重視環(huán)抱問題 電除塵器作為一種高效 率氣體除塵設(shè)備得到越來越廣泛的應(yīng)用 目前 電除塵器正朝著完全自動化的方向 發(fā)展 與此相適應(yīng)必須建立一套完善的科學(xué)治理辦法和維護制度 才能發(fā)揮最佳除 塵效能和運行狀態(tài) 本文對電除塵器進行了一系列的介紹 如電除塵器利用高壓電來吸附氣體中的 微小顆粒 并從電除塵器的主要結(jié)構(gòu)的尺寸計算著手設(shè)計了一個電除塵器示例 按 照對電除塵器的各主要部件的計算結(jié)果 應(yīng)用相關(guān)制圖軟件知識對其進行了一個初 步簡單的設(shè)計 還介紹了電除塵器節(jié)能控制系統(tǒng)的構(gòu)成及其功能 從總體的控制方 法到各部位的控制方法都有詳細的介紹 并且詳細地論述了電除塵器控制軟件的程 序框圖和步驟 具體包括可靠性處理 火花檢測及其抑制 通信協(xié)議 故障和報警 電流控制算法設(shè)計 I O 的功能等 并對電除塵器安裝了粉塵探測儀 在實際應(yīng)用 中有著顯著的效果 能夠簡單清晰的了解電除塵器工作時的效率變化 在遇到故障 時 根據(jù)有條理的分析方法對故障產(chǎn)生的原因 發(fā)生的部位 并有效的排除故障 關(guān)鍵詞 電除塵器 控制 故障 電除塵器原理及控制系統(tǒng) Abstract Form as the environment is grim One more round the question to electric precipitator as an efficient gas is dusting device widely used At present electric precipitator is to fully automate the direction and it must adapt to the development of a perfect scientific management and maintenance system and to its efficiency and dusting the best form Of electric precipitator had a series of information such as electric precipitator using a piezoelectric to hold the small particles of gas and electricity from electric precipitator s main structure of computing to design the size of an electric cleaner example according to electric precipitator s on the results of the major components applications related to the drawing of software knowledge on a preliminary simple design is made to electric precipitator energy control system constitutes and its functions the overall control method to various parts of the control And elaborated on the electric cleaner control software flow chart and includes reliability Specific attention the fire detection and suppression communications protocol and the police the current control algorithm design i turned around function and so on and to electric precipitator the dust detectors in their applications have significant effects can be simple and clear understanding of electric precipitator work efficiency of the changes in the face of failure According to a coherent analysis methods for the failure of the reasons the site and effective exclusion Key Words electric precipitator example control failure 目錄 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 1 1 引言引言 1 1 2 2 電除塵器簡述電除塵器簡述 2 2 2 1 電除塵器概述 2 2 2 電除塵器結(jié)構(gòu)簡述 2 2 2 1 電除塵器的本體 2 2 2 2 電除塵器的電氣部分 5 3 3 電除塵器主要部件及設(shè)計電除塵器主要部件及設(shè)計 6 6 3 1 電除塵器的主要部件 6 3 1 1 集塵板 6 3 1 2 電暈線 7 3 1 3 集塵極及電暈線的振打 8 3 1 4 進氣煙箱和出氣煙箱 8 3 1 5 氣流分布板 8 3 1 6 灰斗和殼體 8 3 1 7 高壓供電設(shè)備 8 3 2 電除塵器主要部件設(shè)計示例 9 4 4 電除塵節(jié)能控制系統(tǒng)總體方案電除塵節(jié)能控制系統(tǒng)總體方案 1313 4 1 概述 13 4 2 電除塵器節(jié)能系統(tǒng)的主要功能 13 4 2 1 數(shù)據(jù)顯示及參數(shù)設(shè)定 13 4 2 2 專家系統(tǒng)故障診斷 14 4 2 3 參數(shù)的綜合優(yōu)化功能 15 4 2 4 其他功能 15 4 3 電除塵器節(jié)能控制系統(tǒng)構(gòu)成 15 4 3 1 數(shù)字信號處理 16 4 3 2 微控制器 17 5 5 電除塵器軟件模塊設(shè)計電除塵器軟件模塊設(shè)計 1818 5 1 數(shù)據(jù)測量與信號處理 18 5 2 可靠性處理 19 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 5 2 1 系統(tǒng)自檢概述 19 5 2 2 RAM 自檢 19 5 2 3 Watchdog 復(fù)位 20 5 2 4 FRAM 自檢 21 5 2 5 A D 自檢 21 5 3 故障與報警 21 5 4 通信協(xié)議 22 5 5 火花檢測和抑制 23 5 6 電流控制算法 25 5 6 1 目標電流的計算 25 5 6 2 電場模型 26 5 6 3 模型的在線建立 26 5 6 4 電流控制策略 27 5 6 5 極限環(huán)境的控制策略 27 5 7 VI 曲線采集 28 5 8 I O 應(yīng)用程序的 28 5 8 1 DI 功能 29 5 8 2 DO 功能 29 5 8 3 AI 功能 30 6 6 運行效果及故障分析運行效果及故障分析 3131 6 1 電除塵器除塵效果的分析 31 6 1 1 粉塵探測儀的安裝 31 6 1 2 實際應(yīng)用效果 32 6 2 實際故障 32 6 2 1 故障分析一 32 6 2 2 故障分析二 33 7 7 結(jié)論結(jié)論 3434 致謝致謝 3535 參考文獻參考文獻 3636 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 1 1 引言 隨著工業(yè)粉塵及廢氣排放量的日益增加 其對環(huán)境的污染也越來越嚴重 特別是在冶金 礦山 建材 化工等行業(yè)中 目前 電除塵器已成為對含塵氣體進行凈化的首選設(shè)備 電除塵器具有阻力小 處理煙氣量大 能耗低 適應(yīng)性廣 除塵效率高等優(yōu)勢 在冶金 化工 建材 火 力發(fā)電 電子等行業(yè)中等到廣泛應(yīng)用 電除塵器設(shè)計的合理與否 直接關(guān)系到除塵 效率的高低 生產(chǎn)工況是否正常 設(shè)備運行是否可靠 安全及使用壽命的長短 而 由于所處理的煙塵性質(zhì)和濃度不同 因此設(shè)計時在選擇每個參數(shù)時必須考慮諸多因 素對其影響 即認為電壓升得越高越好 電流越大越好 這是因為對一臺設(shè)備來說 必須綜合考慮各種因素 為保證長期穩(wěn)定可靠的運行 在不影響生產(chǎn)工況條件的前 提下 通過調(diào)整二次電壓 二次電流 一般把運行參數(shù)調(diào)整到最佳除塵效果為適度 做到高效 節(jié)能 經(jīng)濟合理運行 若達不到以上效果 應(yīng)對有關(guān)部分進行檢查 調(diào) 整及改進 有了良好的設(shè)計前提 嚴謹?shù)陌惭b和調(diào)試過程 要管好和用好電除塵 器 離不開人為因素的影響 假若電除塵器的治理和維護跟不上 就不能充分發(fā)揮 作用 因此嚴格治理和維護制度是保證電除塵器高效持久運行必不可少的條件 目 前 電除塵器正朝著完全自動化的方向發(fā)展 與此相適應(yīng)必須建立一套完善的科學(xué) 治理辦法和維護制度 才能發(fā)揮最佳除塵效能和運行狀態(tài) 電除塵器能否安全 穩(wěn) 定 高效 經(jīng)濟運行 科學(xué)合理的設(shè)計是前提 正確的安裝方面和嚴謹?shù)恼{(diào)試手段 是基礎(chǔ) 而嚴格執(zhí)行科學(xué)的治理和維護制度是保障 只有這些工作做好了 電除塵 器才能真正發(fā)揮其可觀的環(huán)境效益 經(jīng)濟效益和社會效益 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 2 2 電除塵器簡述 電除塵器是含塵氣體在通過高壓電場電離 塵粒荷電在電場力作用下 塵粒沉 積于電極上 從而使塵粒與含塵氣體分離的一種除塵設(shè)備 能有效地回收氣體中的 粉塵 以凈化氣體 使用條件合適 其除塵效率可達 99 甚至更高 目前在化工 發(fā)電 水泥 冶金 造紙和電子等工業(yè)部門已得到廣泛應(yīng)用 2 1 電除塵器概述 自 1906 年 F G Cittrell 第一次將電除塵器應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)以來 已有 90 余年歷 史 20 世紀 50 年代以前 雖有為數(shù)眾多專家學(xué)者對其理論研究和實踐應(yīng)用作了大 量工作 但受當(dāng)時條件 如供電機組和絕緣材料的可靠程度 技術(shù)和經(jīng)驗積累等 限制 在較長時期內(nèi)進展緩慢 只是在最近二三十年來 隨著工業(yè)化水平不斷提高 對環(huán)境保護要求日趨嚴格 以及人們對凈化空氣 保護環(huán)境和回收有價金屬粉 煙 塵以充分利用礦物資源有了進一步認識 理解和重視 特別是高壓供電設(shè)備不斷完 善 絕緣體耐高電壓 耐高溫研制成功與不斷提高 機械化制作極板極線設(shè)備問世 和生產(chǎn)工藝確立 電除塵技術(shù)有關(guān)學(xué)術(shù)活動不斷增多 以及實踐經(jīng)驗不斷豐富等 電除塵技術(shù)才得到非常迅速發(fā)展 當(dāng)前 理論研究是以美國為中心 試圖對 Deutsch 所代表的傳統(tǒng)除塵效率計算 理論有所突破 迄今為止 許多學(xué)者所提出的實驗或經(jīng)驗式 都是對 Deutsch 式的 修正 而這些修正式 只能適用于某些特定條件 在生產(chǎn)實踐方面 西歐處于領(lǐng)先地位 近年來日本著重對電除塵設(shè)備的結(jié)構(gòu) 諸如電極形式 振打方式 氣流分布 供電方式 控制方法 絕緣形式及材料 故 障排除等等 以謀求制造出除塵效率高 不需維護或少維護的電除塵設(shè)備 即一次 安裝投產(chǎn)后 能滿足工藝要求地使用到設(shè)計服務(wù)年限 2 2 電除塵器結(jié)構(gòu)簡述 2 2 1 電除塵器的本體 電除塵器本體主要部件包括 煙箱系統(tǒng) 電暈極系統(tǒng) 收塵極系統(tǒng) 槽形板系 統(tǒng) 儲灰系統(tǒng) 殼體 管路 殼體保溫和梯子平臺等 圖 2 1 為電除塵器結(jié)構(gòu)圖 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 3 1 灰斗 2 電場 電暈線和集塵板 3 出氣口 4 振打系統(tǒng) 5 高壓電極 6 殼 體 7 進氣口 8 支架 9 絕緣板 圖 2 1 電除塵器結(jié)構(gòu)圖 1 煙箱系統(tǒng) 煙箱系統(tǒng)包括進氣煙箱和出氣煙箱兩部分 進氣煙箱是煙道與電場之間的過渡 段 煙氣經(jīng)過進氣煙箱要完成由進氣煙箱的小管道截面到電場大截面的擴散 此時 保持煙氣流速 流場分布均勻性的平衡過渡顯得尤為重要 因此 為了達到整個電 場截面上氣流分布的均勻 進氣煙箱采用喇叭形 并在其中裝有兩層以上的氣流均 布板 同時在進氣煙箱上要有對濕度 溫度 流速 動靜壓及含塵濃度等進行監(jiān)測 的監(jiān)測孔 出氣煙箱是已經(jīng)凈化過和煙氣由電場到出氣煙道的過渡段 這里對氣流 分布的要求比較低 只需注意不要因為煙氣流速的急劇變化對電場內(nèi)的氣流分布造 成大的影響就可行了 2 電暈極系統(tǒng) 電暈極系統(tǒng)是產(chǎn)生電暈 建立電場的最主要構(gòu)件 決定了放電的強弱 影響煙 氣中粉塵荷電的性能 直接關(guān)系著除塵效率 另外 電暈線的強度和可靠性也直 接關(guān)系著整個電除塵器的安全運行 所以電暈極系統(tǒng)是電除塵器設(shè)計 制造和安裝 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 4 的關(guān)鍵部件 必須選配良好的線型 合理的結(jié)構(gòu)和適宜的振打 安裝時要保證嚴格 的極間距 保證整個電暈極系統(tǒng)與電除塵器其他部件良好的絕緣性能和足夠的放電 距離 實際運行中常發(fā)生電暈極系統(tǒng)因振打 熱膨脹 積灰等造成極板或極線略發(fā) 生變形而引發(fā)極間距變化的故障 其在運行中的直接表現(xiàn)就是二次電壓升至較低電 壓便發(fā)生閃絡(luò) 無法使二次電壓保持較高水平 除塵性能惡化 3 收塵極系統(tǒng) 收塵極系統(tǒng)是由若干排極板與電暈極相間排列 與電暈極共同組成電場 是粉 塵沉積的重要部件 直接影響著電除塵器的效率 收塵極一般由鋼材軋制 4 槽形板系統(tǒng) 排列在最后一個電場的出口端 較常見的形狀為 形與 形鋼錯落組成 的類似百葉窗的裝置 其原理是利用煙氣中殘余粉塵的慣性力對逸出電場的塵粒進 行再捕集 同時還具有改善氣流分布和控制二次飛揚的功能 所以對提高除塵效率 同樣具有顯著作用 5 儲灰系統(tǒng) 儲灰系統(tǒng)的功能是把從電極上落下來的粉塵進行集中 并經(jīng)排灰系統(tǒng)送到其他 裝置中去 一般集灰斗為四棱臺狀或棱柱狀 四棱臺狀灰斗多采用星形排灰閥順序 定時排灰 棱柱狀灰斗多采用鏈式輸送機連續(xù)排灰 電除塵器的儲灰系統(tǒng)事故較多 特別是定時排灰的灰斗 往往由于灰斗積灰過滿造成電暈極接地 連續(xù)排灰的灰斗 積灰太少或斗壁密封不嚴會使空氣泄入引起二次飛揚 此外 如果下部排灰裝置能 力不夠也容易引起運行故障 灰斗傾角過小或斗壁加熱保溫不良 會造成落灰不暢 甚至結(jié)塊堵塞 所以儲灰系統(tǒng)的設(shè)計 制造和安裝都應(yīng)引予以足夠重視 為了保證 灰斗的安全運行 有的電除塵器還采用了灰斗加熱 蒸汽加熱 電加熱或熱風(fēng)加熱 裝置和料位顯示 高低灰位報警等檢測裝置 為了防止氣流半旁路 在灰斗中要設(shè) 置若干塊阻流板 6 殼體 殼體可以分為兩部分 一部分是承受電除塵器全部結(jié)構(gòu)重量及外部附加荷載 北方地區(qū)還須考慮冬季雪載 的框架 另一部分是用以將外部空氣與電除塵內(nèi)部 隔開 獨立形成一個電除塵環(huán)境的墻板 現(xiàn)代電除塵器幾乎都采用鋼質(zhì)殼體 殼體 也有用鋼筋混凝土或磚砌筑的 當(dāng)捕集高溫及腐蝕性較大的煙氣時 則采用瓷磚或 鉛板作內(nèi)襯 一般殼體耗鋼量占除塵器總鋼量的 1 5 1 3 所以是影響電除塵器經(jīng) 濟性的重要因素 殼體不僅要有足夠的風(fēng)度 強度及嚴密性 而且要考慮工作環(huán)境 下的耐腐蝕性和穩(wěn)定性 因為在運行前后 電除塵器各構(gòu)件受熱要發(fā)生變形 所以 電除塵器殼體下部的支座不能都與基礎(chǔ)固定 而是只有一點固點 其余各點采用各 種形式的活動支座 使其沿指示方向滑動 1 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 5 2 2 2 電除塵器的電氣部分 高壓供電系統(tǒng)一般分布于電除塵器的頂部 一般為一個電場一套對應(yīng)一套高壓 供電裝置 通過除塵器頂部的絕緣子箱與電暈極相連 低壓控制系統(tǒng)即為在集控制 室的各個控制柜 與高壓供電系統(tǒng)相對應(yīng) 低應(yīng)控制系統(tǒng)同樣為一個電場對應(yīng)一套 低壓控制系統(tǒng) 一般提到的電除塵器供電控制系統(tǒng)即為高壓供電與低壓控制的總稱 兩者不可分割 1 高壓供電 電除塵器的電源控制裝置的主要功能 是根據(jù)煙氣和粉塵的性質(zhì) 隨時調(diào)整供 給電除塵器的最高電壓 使之能夠保持平均電壓稍低于即將發(fā)生火花放電的電壓 即伴有一定火花放電的電壓 下運行 國內(nèi)通常采用的可控硅自動控制高壓硅整 流機組 由高壓硅整流器和可控硅自動控制系統(tǒng)組成 可將工頻交流電變換成高壓 直流電并進行火花頻率控制 長樂電廠的火花頻率約控制在 600 次 小時 2 低壓控制 電除塵器低壓控制裝置包括溫度檢測和恒溫加熱控制 振打周期控制 灰位指 示 高低位報警和自動卸灰控制 檢修門 孔和柜的安全連鎖控制等 這些都是保 證電除塵器長期安全可靠運行所必不可少的 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 6 3 電除塵器主要部件及設(shè)計 3 1 電除塵器的主要部件 其主要部件有集塵板 電暈線 進氣煙箱與出氣煙箱 灰斗 氣流均勻分布 板等 3 1 1 集塵板 小型管式電除塵器的集塵板為直徑 15cm 長 3m 左右的管 大型的直徑可增大 到 40cm 6m 每個除塵器所含積塵管數(shù)目少則幾個 多則可達 100 個以上 板式電除塵器的集塵伴垂直安裝 電暈極至于相鄰的兩極之間 集塵板長一般 為 10 20cm 高 10 15m 板間距 0 2 0 4cm 處理氣量 1000 立方米每秒以上 效 率高達 99 5 的大型除塵器含有上百對極板 對極板的要求如下 1 具有良好的電性能 2 具有良好的電暈放電性能 么有銳邊 也沒有阿瑪尼芒刺 不產(chǎn)生尖 端放電 3 具有良好的振打傳遞性能 振打加速度分布均勻 4 具有良好的防止二次飛揚的性能 5 制造方便 鋼耗少 重量輕 集塵板結(jié)構(gòu)型式很多 常見的幾種型式如圖 3 1 極板兩側(cè)通常設(shè)有溝槽和擋 板 既能加強板的剛性 又能防止氣流直接沖刷板的表面 從而降低二次揚塵 a 平板形 b Z 形 c C 形 d 波浪形 e 曲折形 圖 3 1 集塵板的結(jié)構(gòu)型式圖 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 7 本次設(shè)計采用的為 C 型板 其具有如下特點 1 防止氣流直接吹到極板表面 2 導(dǎo)電性能好 有足夠的強度 3 板面的振打分布均勻 粉塵二次飛揚少 4 通常采用普通的碳素鋼 通常為 1 2 1 5mm 5 重量輕 耗鋼少 常規(guī)電除塵器的集塵板的間距通常采用 300mm 國內(nèi) 外研究結(jié)果表明 加大 極板板間間距 增大了絕緣距離 可以抑止電場火花放電 同時可以提高電除塵器 的工作電壓 增大粉塵的驅(qū)進速度 另外還可使電極板面積也會相應(yīng)減小 由于這 種除塵器的工作電壓比常規(guī)的高 故稱為寬間距超高壓電除塵器 寬間距電除塵器 的極板間距一般為 400 600mm 根據(jù)目前的試驗研究 采用 400mm 為好 其工作電 壓為 120 180kV 這種除塵器目前已在電站 水泥等行業(yè)應(yīng)用 3 1 2 電暈線 電暈線形式很多 目前常用的有直徑 3mm 左右的圓形線 星形線及鋸齒線 芒刺線等 其形狀如圖 3 2 電暈線固定方式有兩種 一種為重錘式 重錘重量為 5 10kg 另一種為管框繃線式 a 圓形 b 星形 c 芒刺角形 圖 3 2 電暈線形式 對電暈線的一般要求是 起暈電壓低 電暈電流大 機械強度高 能維持準 確的極距以及易清灰 本次設(shè)計采用的電暈線為芒刺電暈線 其優(yōu)點為 起暈電壓低 強度好 不 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 8 易變型 對煙氣的適應(yīng)性強 成本低 安裝方便 因此 其性能很好 集塵極與電暈極的配置 目前電廠多采用集塵極高度大于電暈極 而電暈極的寬度大于集塵極這種形式 這種配置形式餓電暈極多制成框架式 電暈極的振打可以設(shè)置在框架中部 有較好 的清灰效果 其缺點是 除塵器的長度較大 3 1 3 集塵極及電暈線的振打 集塵極板表面上的粉塵清除 以及電暈線上的粉塵清楚 靠對其進行周期性振 打 并使其產(chǎn)生一定的振打加速度實現(xiàn) 振打周期 頻率和強度與含塵氣體 粉塵 性質(zhì) 電除塵器的結(jié)構(gòu)形式等很多因素 集塵極一般采用間歇振打 振打頻率為每 分鐘 4 8 次 振打周期隨氣體含塵濃度而定 集塵板的振打結(jié)構(gòu)有捶打機構(gòu) 電磁振打等結(jié)構(gòu)形式 電磁振打裝置由于結(jié) 構(gòu)復(fù)雜 目前工業(yè)上很少使用 而繞臂錘擊結(jié)構(gòu)簡單 運轉(zhuǎn)可靠的優(yōu)點 被國內(nèi)外 的電除塵器廣泛使用 3 1 4 進氣煙箱和出氣煙箱 電除塵器的進出氣煙箱通常做成喇叭形 當(dāng)進口煙氣含塵濃度較高時 進氣箱 下部需設(shè)置灰斗 以避免由于分布板分離出的大量粉塵在進氣箱底板動堆積或大量 流入第一電場前的振打裝置 采用水平進氣方式 由于含塵濃度較高 采用雙進風(fēng)口裝置且在進氣煙箱下部 設(shè)置灰斗 出氣煙箱斷面面積與進氣煙箱相同 在出氣煙箱設(shè)一槽形板以減小氣流 的回旋渦流作用 3 1 5 氣流分布板 電除塵器內(nèi)氣流分布對除塵器效率具有較大影響 為了減少渦流 保證氣流分 布均勻 在進出口處應(yīng)設(shè)變徑通道 進口變徑管內(nèi)應(yīng)設(shè)有氣流分布板 最常見的氣 流分布板有百葉窗式 多孔板分布格子 槽型鋼式和欄桿型分布板等 而以多孔板 使用最為廣泛 通常采用厚度為 3 3 5mm 的鋼板 孔徑為 30 50mm 分布板層數(shù)為 2 3 層 開孔率需要通過試驗確定 空隙率一般在 30 40 之間 3 1 6 灰斗和殼體 殼體多采用箱形的鋼結(jié)構(gòu) 僅僅在處理高壓煙氣時才做成圓柱形 殼體的頂蓋 有戶內(nèi)式和戶外式兩種 規(guī)格在 10 平方米以上的電除塵器一般均設(shè)計成戶外式 3 1 7 高壓供電設(shè)備 高壓供電設(shè)備提供離子荷電和捕集所需要的高場強的電暈電流 為滿足現(xiàn)場需 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 9 要 供電設(shè)備操作必須十分穩(wěn)定 希望工作壽命在 20 年以上 通常高壓供電設(shè)備 的輸出峰值電壓為 70 100kV 電流為 100 200mA 為使電除塵器能在高壓下操作 避免過大的火花損失 高壓電源不能太大 必 須分組供電 大型電除塵器常常采用 6 個或更多的供電機組 但是增加供電機組數(shù) 和增加電場分組數(shù) 必然增加投資 因此電場分組數(shù)的確定必須考慮保證效率和減 少投資兩方面因素 2 3 2 電除塵器主要部件設(shè)計示例 已知其煙氣量為 48m3 s 除塵需達到的效果為 93 含塵量 38g m3 驅(qū)進速度 0 13m s 1 煙氣的預(yù)處理設(shè)計 由于煙氣的煙塵濃度大雨 30g m3 達到 38g m3 為了保證后續(xù)電除塵器的正常 運轉(zhuǎn) 必須對煙氣進行預(yù)處理 或稱前期處理或一級處理 在煙氣進入電除塵器 之前 先設(shè)置一道慣性除塵裝置 使煙氣預(yù)處理后進入電除塵器 設(shè)計慣性除塵器 除塵效率 不小于 25 2 計算所需集塵板面積 A qvln 1 k 3 1 式中 驅(qū)進速度 m s A 總除塵面積 m2 k 儲備系數(shù) 1 0 1 3 取 1 2 qv 煙氣量 m3 s 除塵效率 A k 1178 31180m2 1 qLn 3 初定電場斷面 F qv V 3 2 式中 F 初定電場斷面 m3 V 電場風(fēng)速 m s 此處假設(shè)電場風(fēng)速 v 1 2m s F qv V 48 1 2 40m2 4 電場高度 當(dāng) F 80m2 h F 當(dāng) F 80m2 h 2 F 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 10 式中 h 電場高度 m H 6 326 4mF40 5 電除塵器的通道數(shù) N F 2s h 3 3 式中 2s 相鄰兩極板中心距 0 4m 將 N 調(diào)整為整數(shù) 當(dāng)選用雙進風(fēng)口時 N 值應(yīng)取偶數(shù) N F 2s h 40 0 4 6 415 63 此處約整為 16 6 電場有效寬度 B有效 2sN 3 4 B有效 2sN 0 4 16 6 4m 7 實際電場斷面 F h B有效 3 5 F h B有效 6 4 6 4 40 96m2 大于初定電場斷面 此值可取 8 每個電場的長度 L A 2hNn 3 6 式中 n 電場數(shù)量 取 2 L A 2hNn 1180 2 2 88m2164 6 驗證實際除塵面積 A實際及實際效率實際 A實際 2 3 7 NnLh 實際 1 e qv A 3 8 A實際 2m2 等于初設(shè)面積 采用 118088 2 24 6 實際 96 經(jīng)驗算 當(dāng)實際除塵效率為 93 或 96 時 對電除塵器整體外形影響不大 故 接受上述數(shù)學(xué)計算 9 進氣箱進氣口面積 進氣箱的進氣方式采用水平進氣 進氣箱的尺寸按下式計算 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 11 F0 Q V0m2 3 9 式中 F0 進氣口面積 V0 進氣口處的流速 m s 在電場的電除塵器設(shè)計中 進氣風(fēng)速可取 8m S 左右 F0 Q V0m2 48 8 6m2 10 進氣箱長度 LZ 0 55 1 2 3 10 式中1 2 是 Fk及 F0處最大邊長 m LZ 0 55 1 2 2 5m 11 進氣箱灰斗 由于進氣煙塵濃度較高 在進氣箱末端須設(shè)置畜灰斗 設(shè)計安息角為 70 12 灰斗高 h1 1 732 B n1 B1 2 3 11 式中 h1 沿除塵器方向的斗數(shù) 取 2 B1 灰斗下灰口尺寸 mm 取 400mm h1 1 732 B n1 B1 2 1 732 6 4 2 0 4 2 2 43m 13 單區(qū)供電面積 Ai A實際 Ni 3 12 式中 Ni 供電分區(qū)數(shù) 取 2 Ai A實際 Ni 1180 2 590m2 14 氣流分布板層數(shù) 當(dāng) 6 F F0時 N 2 15 氣體分布板開孔率 多孔板阻力系數(shù)與開孔率 f 間的關(guān)系由下式確定 0 707 1 f 21 f2 3 f 1 13 N0 Fk F0 2 n 1 3 14 式中 阻力系數(shù) N0 氣流在入口處按氣流動量計算的速度場系數(shù) 對于直管 N0 1 2 n 多孔板層數(shù) 取 2 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 12 7 2 F 0 32 16 初定除塵率 0 93 17 斗排灰量 G0 3Qq入 n1 3 15 式中 q入 粉塵進口濃度 g m3 Q 煙氣量 m3 h 當(dāng)采用角錐形斗時 近似取 0 9 n1 為沿除塵器方向的斗數(shù) 取 2 G0 3Qq入 n1 3 4 3 324t h 38 75360048 9 0 根據(jù)計算結(jié)果 對計算結(jié)果運用 AUTOCAD 進行構(gòu)造示意圖 如圖 3 3 和 3 4 圖 3 3 電除塵器設(shè)計示意圖 側(cè)視 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 13 圖 3 3 電除塵器設(shè)計示意圖 正視 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 14 4 電除塵節(jié)能控制系統(tǒng)總體方案 4 1 概述 隨著人類環(huán)境保護意識的增強 電除塵器因為高效率 低能耗而得到越來越廣 泛的應(yīng)用 就其控制方式而眼 因具體應(yīng)用場合不同而形式各異 難以用一種固定 的配置覆蓋各種各樣的設(shè)計 因此 如何提高電除塵器系統(tǒng)的自動化水平及控制能 力 同時使產(chǎn)品的設(shè)計 制造更加靈活 工作量減少 是一個很有顯示意義的課題 計算機技術(shù) 電力電子技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù) 自動控制技術(shù)等的發(fā)展 使得單臺 微機控制的電除塵器高 低壓設(shè)備通過通訊電纜組成工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò) 實現(xiàn)集散控制 的設(shè)想成為可能 電除塵器節(jié)能控制系統(tǒng)實現(xiàn)了電塵塵器工藝過程的自動控制 智能化閉環(huán)控制 網(wǎng)絡(luò)化通訊和數(shù)據(jù)庫管理 使得電除塵器不僅在設(shè)備的技術(shù)水平上 而且在生產(chǎn)運 行管理和設(shè)備維護上跟上了世界最新的科技發(fā)展趨勢 享受計算機技術(shù)革命 Internet 浪潮帶來的便利 采用 分散控制 集中管理 的原則 將分散在工業(yè) 現(xiàn)場的電除塵器各電場供電電源 低壓配套設(shè)備的控制處理連接成一個分布式網(wǎng)絡(luò) 對電除塵器實施遠方監(jiān)控 實現(xiàn)遙控和集中管理 大大提高電除塵器的效率和工作 質(zhì)量 減少操作人員 降低運行維護費用 提高運行管理檔次 4 2 電除塵器節(jié)能系統(tǒng)的主要功能 4 2 1 數(shù)據(jù)顯示及參數(shù)設(shè)定 主機應(yīng)從下位機獲得電除塵設(shè)備的運行參數(shù)和狀態(tài)信息 通過各種點檢測裝置 得濁度信號 鍋爐信號 溫度 壓力和其他電除塵器的運行 管理密切相關(guān)的參數(shù) 在系統(tǒng)軟件的管理下 生成運行報表 運行趨勢 報警記錄 并能以圖形 表格 曲線 文本等方式進行存儲 顯示和打印 記錄歷史運行參數(shù)主要包括高壓運行參 數(shù) 各電場的伏安特性曲線 所有高低壓設(shè)備的故障報警 所有高低壓設(shè)備的啟停 高壓投運率 各電場運行功率及總功率 各濁度儀的濁度值 用戶操作 系統(tǒng)投運 情況等 以上各種記錄均自動完成 可以隨時提供用戶查詢 追蹤設(shè)備的運行情況 為維護和檢修設(shè)備提供依據(jù) 伏安曲線保存 可供用戶對不同階段的電場特性進行 比較 可按時間 各電場等多種方式進行查詢?yōu)g覽 并存檔打印 對于故障的歷史 記錄 可按故障發(fā)生的時間 類型 發(fā)生的頻繁次數(shù)查詢 并進行統(tǒng)計 可將選定 范圍內(nèi)的記錄進行打印 對相關(guān)的數(shù)據(jù)可做出日報表 月報表 季報表 年報表等 還可對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計 如設(shè)備的投運率 出現(xiàn)的故障次數(shù) 開機和停機時間等 生 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 15 成顯示運行趨勢曲線 報警記錄并以圖形 表格 曲線 文本等或按用戶要求打印 輸出 主要曲線有 伏安特性曲線 各電場電流及電壓曲線 出口粉塵濃度曲線 各加熱點溫度曲線 除塵效率曲線 電壓 電流的重復(fù)波形與瞬時波形 提供更多 的信號量用語專家對故障進行分析處理等 另外 系統(tǒng)可自動顯示記錄各設(shè)備的運 行參數(shù)和工作狀態(tài)并六下歷史擋案 這些記錄為設(shè)備運行狀態(tài)評價和檢修工作提供 了很好的幫助 針對不同要求可以對數(shù)據(jù)進行實時曲線顯示或歷史曲線顯示 并可 用不同的圖線類型顯示出來 如二維曲線圖 柱狀圖 三維立體圖等 系統(tǒng)還提供 數(shù)據(jù)壓縮功能 節(jié)省磁盤空間 改善系統(tǒng)性能 3 4 2 2 專家系統(tǒng)故障診斷 以信號監(jiān)測量為基礎(chǔ) 以知識庫為依據(jù) 按照一定的推理機制 提供一套診斷 型專家系統(tǒng) 首先建立預(yù)報算法對一些重要的運行參數(shù)進行在線檢測 當(dāng)檢測值異 常時可調(diào)用專家系統(tǒng)進行實時診斷 或者當(dāng)電除塵設(shè)備發(fā)生故障時 該系統(tǒng)能及時 發(fā)出警報 同時調(diào)用知識庫里的相關(guān)內(nèi)容 幫助用戶分析故障原因 指導(dǎo)運行維護 人員及時判斷和解決故障 并且將故障發(fā)生時間 類型 原因及解決方案存入故障 庫 供以后查詢 利用診斷的結(jié)果 及時給運行人員一些必要的提示和操作指導(dǎo) 這對于防止設(shè)備在運行過程中由參數(shù)異常變?yōu)槭鹿?或者避免事故進一步擴大是很 有必要的 該系統(tǒng)還可以對事故或故障原因進行分析 并給出解決辦法 同時使運 行人員從中學(xué)習(xí)達到專家系統(tǒng)的推理過程 用以提高運行人員的水平和技能 電除塵器故障診斷步驟是 通過后臺調(diào)用電除塵器實時參數(shù) 經(jīng)過一定的推理 機制和調(diào)用專家知識庫中的理論知識判斷電除塵器是否正常工作 如果有異常現(xiàn)象 則會通過故障圖標顯示出來 此時點擊故障界面可以知道具體的故障原因和處理方 法 推理機制和專家知識的調(diào)用采用動態(tài)連接庫 該庫采用 VC 語言編寫 將推理 機理與專家知識相結(jié)合 進而形成動態(tài)連接庫 被該系統(tǒng)調(diào)用 具體如圖 4 1 4 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 16 圖 4 1 專家系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng) 4 2 3 參數(shù)的綜合優(yōu)化功能 系統(tǒng)可自動測試電場動態(tài)伏安曲線 自動分析電場內(nèi)部工況特性 檢測反電暈 程度和放電能力 通過分析可選擇最佳工作方式和振打程序 實現(xiàn)優(yōu)化控制 實現(xiàn)以提高除塵效率為目的的整體參數(shù)優(yōu)化設(shè)計出效率優(yōu)化模型 以濁度儀傳 送過來的濁度信號為反饋信號 對高壓供電 低壓振打優(yōu)化組合 防止粉塵二次飛 揚 1 電機振打最優(yōu)化控制為防止二次揚塵 提高除塵效率 減少振打能量損耗 可 以選擇振打最優(yōu)化控制 當(dāng)選擇振打最優(yōu)化控制程序時 系統(tǒng)根據(jù)出口煙道濁度 數(shù)值和有關(guān)參數(shù)自動調(diào)整振打周期 時間或強度 振打時序圖可由系統(tǒng) CRT 顯示 據(jù)此來綜合判斷振打效果 最后自動調(diào)整到最佳的振打控制方式 2 斷電或減少供電功率振打根據(jù)工況及粉塵性質(zhì)當(dāng)啟動振打 可自動關(guān)閉或減小 相應(yīng)的高壓供電裝置的供電功率 振打過后恢復(fù)正常供電 保證除塵效率前提下 的節(jié)能以煙道濁度為反饋信號的閉環(huán)控制的能量管理系統(tǒng)可根據(jù)電除塵器出口煙 塵排放濃度反饋信號 通過高壓控制柜自動調(diào)整 T R 設(shè)備輸出功率 在保證煙塵 排放達標基礎(chǔ)上 降低輸入電量 節(jié)約電耗 系統(tǒng)可通過設(shè)定對話框和能量設(shè)定 滾動條 較容易地完成能量升降點和幅值的調(diào)節(jié)與設(shè)定 4 2 4 其他功能 除上述主要功能之外 系統(tǒng)還提供一些其他常用功能 包括系統(tǒng)啟動自檢查功 能 通訊和網(wǎng)絡(luò)功能 操作權(quán)限管理功能 設(shè)備啟 停及手動 自動 遠動操作功 能 控制參數(shù)的設(shè)定功能 運行狀態(tài)顯示及工作方式調(diào)整功能 缺省值庫管理功能 事件報警功能 幫助功能 統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)時間功能和系統(tǒng)組態(tài)功能等 4 3 電除塵器節(jié)能控制系統(tǒng)構(gòu)成 電除塵器節(jié)能控制系統(tǒng)由一臺工業(yè)控制機和一定數(shù)量的遠程計算機終端等組成 上位機控制系統(tǒng) 由電除塵器高 低壓控制設(shè)備及煙塵檢測儀組成下位機控制系統(tǒng) 各下位機設(shè)備通過擴展的以太網(wǎng)接口實現(xiàn)與上位機聯(lián)網(wǎng) 工控機通過以太網(wǎng)監(jiān)控各 下位機的運行 上位機通過除塵器出口的粉塵濁度檢測儀測量信號 以及下位機提 供的電場動態(tài)伏安曲線圖 實時波形等構(gòu)成電除塵器的閉環(huán)控制 實現(xiàn)除塵器最優(yōu) 化運行 各下位機設(shè)備既可在上位機監(jiān)控下運行 又可脫機自動運行 并且所有運 行參數(shù)可在本地或遠方進行設(shè)定 最終實現(xiàn)下位機實時分布控制和上位機集中管理 與優(yōu)化控制 同時 工控機以 OPC 方式與電廠 DCS 聯(lián)網(wǎng) 實現(xiàn)電廠管控一體化 遠 程計算機終端通過特定客戶端軟件 與現(xiàn)場控制機上運行的服務(wù)器程序互聯(lián) 便可 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 17 實現(xiàn)遠程監(jiān)控和技術(shù)支持 控制全部電場的中央機控制器系統(tǒng) 包括一臺工業(yè)控制機 顯示器 UPS 電源 打印機和操作鍵盤等 是該控制系統(tǒng)的中心 接受下位機的信號 除顯示 打印 存儲外 還按程序要求監(jiān)控下位機運行方式和數(shù)據(jù) 主控機抗干老能力強 具有容 量大 防塵 防震等功能 采用多處理器構(gòu)建高起點 大資源的硬件平臺 有效地解決了制約系統(tǒng)性能提 高的兩個問題 一是將高低壓控制功能合一后 由于裝置控制對象的增加 客觀上 對系統(tǒng)硬件的處理能力有更高的要求 采用多處理器構(gòu)建高起點 大資源的硬件平 臺 有效地解決了系統(tǒng)性能提升的硬件瓶頸問題 二是電除塵器電源從本質(zhì)上來講 是一個實時控制系統(tǒng) 控制的實時性是系統(tǒng)重要的性能指標 例如 火花的捕捉和 處理對電除塵器電源來講是非常重要的控制內(nèi)容 當(dāng)電廠內(nèi)產(chǎn)生火花后下一個供電 半波的供電電壓 如果電除塵器電源設(shè)備沒有捕捉到火花的產(chǎn)生或沒有及時處理 將有可能在電場內(nèi)產(chǎn)生拉弧 對本體和電源設(shè)備產(chǎn)生危害 控制方法如圖 4 2 圖 4 2 電除塵器控制系統(tǒng)示意圖 4 3 1 數(shù)字信號處理 從提高整個系統(tǒng)的控制實時性和可靠性的角度出發(fā) 將除塵器的控制器分解成 高低壓設(shè)備控制模塊和人機交互控制模塊兩個部分 各部分嚴格分工 各司其職 并獨立地進行設(shè)計 高低壓設(shè)備控制模塊采用 TI 公司的 DSP 處理器 專門用于電 除塵器高壓供電和低壓設(shè)備的控制 工作的實時性非常強 該模塊運行于高速狀態(tài) 負責(zé)初級電壓電流 次級電壓電流 溫度 放電火花及偏離磁等信號的采集處理 及相關(guān)控制算法的實現(xiàn) 輸出的控制信號控制可控硅導(dǎo)通角的大小 人機交互控制 模塊采用 ARM 處理器 用于處理模式選擇 數(shù)據(jù)存儲 網(wǎng)絡(luò)通訊 實時時鐘等事務(wù) 相對來說工作的實時性要求較弱 該模塊可工作于較低速度狀態(tài) DSP 控制器設(shè)計 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 18 如圖 4 3 圖 4 3 控制器 DSP 部分設(shè)計方案 4 3 2 微控制器 人機交互部分 在 ARM 處理器外圍擴展以太網(wǎng)控制芯片 并移植 TCP IP 網(wǎng)絡(luò) 協(xié)議棧 構(gòu)建以太網(wǎng)服務(wù)器端 上位機通過軟件的編寫 運用 socket 模塊 構(gòu)建 以太網(wǎng)客戶端程序 由此通過以太網(wǎng)這樣物理連路使得上位機和控制器之間建立連 接 通過顯示器設(shè)備將控制器采集到的實時數(shù)據(jù) 運行參數(shù)及控制器信息傳遞給用 戶 用戶可以通過鍵盤 鼠標等輸入設(shè)備設(shè)置參數(shù) 傳遞指令 ARM 控制器設(shè)計如 圖 4 4 5 圖 4 4 控制器 ARM 部分設(shè)計方案 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 19 5 電除塵器軟件模塊設(shè)計 5 1 數(shù)據(jù)測量與信號處理 電壓電流的測量及參數(shù)的設(shè)置 其中實時測量值包括一次電源端電壓有效值 電流有效值 電流平均值 有功功率 實際功率 二次電源端電壓平均值 電壓峰 值 電壓谷值 電流平均值和電流密度 二次電壓各參數(shù)如圖 5 1 圖 5 1 二次側(cè)的電壓蜂值 平均值和谷值 一次側(cè)電源輸入為 380V 交流 50Hz 工頻電壓 由兩個反極性并聯(lián)的可控硅控 制觸發(fā) 即對每個半波進行控制 控制周期縮短為 10ms 兼顧到波形擬合性和計 算的便利性 選取采樣點數(shù)為每個半波 64 個點 即每 10ms 采樣 64 個點 采集數(shù) 據(jù)包括一次側(cè)電壓 電流和二次側(cè)電壓 電流 統(tǒng)計完每個半波的數(shù)據(jù)后 在對 128 個半波的數(shù)據(jù)進行累加求和 統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)上傳到上位機 供有關(guān)技術(shù)人員監(jiān) 控 電除塵系統(tǒng)運行于復(fù)雜的工況環(huán)境 受外界信號干擾嚴重 需要對測量信號進 行濾波 1 一階滯后濾波法 取 a 0 1 本次濾波結(jié)果 1 a a 本次采樣值 上次濾波結(jié)果 對周期性干擾具有良好的抑制作用 適用于波動頻率較高的場合 但相應(yīng)滯后 靈 敏度低 滯后程度取決于 a 值大小 不能消除濾波頻率高于采樣頻率的 1 2 的干擾 信號 2 加權(quán)遞推平均濾波法 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 20 即不同時刻的數(shù)據(jù)加以不同的權(quán)重 通常是 越接近現(xiàn)時刻的數(shù)據(jù) 權(quán)取得越 大 給于新采樣值的權(quán)系數(shù)越大 則靈敏度越高 但信號平滑度越低 適用于有較 大純滯后時間常數(shù)的對象和采樣周期較短的系統(tǒng) 但對于純滯后時間常數(shù)較小 采 樣周期較長 變化緩慢的信號不能迅速反應(yīng)系統(tǒng)當(dāng)前所受干擾的嚴重程度 濾波效 果差 在控制系統(tǒng)中 需要對測量值進行加權(quán)遞推平均濾波法 設(shè)計中選取 N 4 保 存最近 4 個點的值 權(quán)重取 1 2 1 4 1 8 1 8 3 防脈沖干擾平均值濾波法 在脈沖干擾比較嚴重的場合 若采用一般的平均值法 則干擾將 平均 到計 算結(jié)束 故平均值法不易消除由于脈沖干擾而引起的采樣值偏差 防脈沖干擾平均 值法先對 N 個數(shù)據(jù)進行比較 去掉其中的最大值和最小值 然后計算余下的 N 2 個 數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值 具有計算方便 速度快 存儲量小 減少脈沖干擾等特點 在火花發(fā)生的時刻 由于二次電壓瞬時下降為 0 二次電流出現(xiàn)了巨大的跳變 比正常值偏高很多 因此需要采用防脈沖干擾平均值濾波對二次電流進行濾波 才 能獲得正確的火花電流值 8 5 2 可靠性處理 5 2 1 系統(tǒng)自檢概述 電除塵控制系統(tǒng)的可靠性是十分重要的 電除塵系統(tǒng)的失誤往往會引起生產(chǎn)停 頓 甚至造成事故而電除塵系統(tǒng)一般是安裝在工作現(xiàn)場 條件相對惡劣 干擾較強 接地情況復(fù)雜 溫度濕度變化大等 因此在設(shè)計軟件時必須把系統(tǒng)的可靠性放在重 要位置 5 2 2 RAM 自檢 系統(tǒng)中 RAM 是其中一個重要組成部分 RAM 的正常于否 直接關(guān)系到系統(tǒng)能 否正常工作 在系統(tǒng)開始正常工作之前 如能對系統(tǒng) RAM 進行自檢 則可有數(shù)地避 免因 RAM 失常對系統(tǒng)帶來的損害 因此 對系統(tǒng) RAM 進行自檢是十分重要的 常用的方法有 方法 1 首先向整個數(shù)據(jù)區(qū)寫入某一數(shù)據(jù) 再一一讀出比較 若不一樣 則出錯 方法 2 在方法 1 中 并不能完全檢查出 RAM 的錯誤 如 RAM 中某一位出現(xiàn)錯誤并使得 CPU 讀出來的數(shù)據(jù)與進出的數(shù)據(jù)不一致 則用前面給出的程序是不能檢查出來的 準確的方法是分兩步來檢查 先后向整個數(shù)據(jù)區(qū)分別寫入 5555H 和 AAAAH 再先 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 21 后讀出比較 若不一樣 則說明出錯 方法 3 采用方法 2 能夠檢查出 RAM 本身的缺陷及數(shù)據(jù)線 片選線和讀 寫信號線等出 現(xiàn)錯誤的情況 但在許多情況下對地址線發(fā)生斷路的錯誤是無能為力的 先用方法 2 中的程序檢查無誤后 再向第 0 個單元寫入立即數(shù) 00H 向第 1 個 單元送 0001H 第 256 個單元寫入立即數(shù) 00ffH 直至寫完整個 RAM 然后每 256 個 單元為一組 從 RAM 中讀書數(shù)據(jù)后并檢驗累加和是否等于 32640 如不等 則說明 低位地址線有錯 如果全部相符 則在作進一步檢查 以 256 個單元為一組 在第 一組所有單元都送立即數(shù) 00H 在第二組的所有單元都送立即數(shù) 0001H 最后一組 所有單元都送立即數(shù) 00ffH 然后在每組中任取一個單元的數(shù)作累加和 如果累加 合等于 7FS0H 則說明高 8 位地址線無誤 否則 即說明高 8 位地址線有錯誤 9 綜合以上 3 種方法的特點 按方法 3 進行 RAM 的自檢 如圖 5 2 圖 5 2 RAM 自檢流程圖 5 2 3 Watchdog 復(fù)位 Watchdog 的結(jié)構(gòu)是一個 定時器 工作時一旦啟動 就必須在溢出前對其復(fù) 位 否則將產(chǎn)生溢出信號 通常以該溢出信號作為系統(tǒng)的復(fù)位控制信號并與系統(tǒng)的 RESET 引腳相連 根據(jù)其原理 在軟件設(shè)計時 設(shè)置啟動 WTD 指令 然后在程序適 當(dāng)?shù)奈恢貌迦?WTD 的復(fù)位指令 當(dāng)指令正常運行時 由于喂狗指令對 Watchdog 的 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 22 復(fù)位作用 使其不會溢出 當(dāng) CPU 被干擾時 由于程序跑飛 Watchdog 不能及時 被喂狗指令復(fù)位 而 Watchdog 產(chǎn)生溢出使系統(tǒng)復(fù)位 從而使 CPU 恢復(fù)正常的狀態(tài) 在 DSP 系統(tǒng)中 配置看門狗定時器溢出時間為 500ms 選擇程序模塊的執(zhí)行時 間小于 500ms 并在程序模塊之間加入喂狗指針 其原理圖如圖 5 3 所示 圖 5 3 看門狗實現(xiàn)框圖 5 2 4 FRAM 自檢 鐵電存儲器 FRAM 將 ROM 的非易失性數(shù)據(jù)存儲特性和 RAM 的無限次讀寫 高 速讀寫以及低功耗等優(yōu)勢結(jié)合在一起 FRAM 通過實時存儲數(shù)據(jù)解決了突然斷電數(shù) 據(jù)丟失的問題 參數(shù)存儲用于跟蹤系統(tǒng)在過去時間內(nèi)的改變 目的包括在上電狀態(tài) 時恢復(fù)系統(tǒng)狀態(tài)或者確認一個系統(tǒng)錯誤 在工業(yè)控制中 FRAM 被廣泛用于參數(shù)存儲 因此 對 FRAM 的自檢也十分重要 一旦出錯 將使控制參數(shù)獲得非法值 對控制系統(tǒng)造成嚴重的后果 上電之前 需 要對各個重要控制參數(shù)進行范圍性的檢驗 出錯則報錯 5 2 5 A D 自檢 A D 的自檢也十分重要 關(guān)系到控制的精度 一旦 A D 采樣不準確 將影響整 個控制系統(tǒng) 嚴重的可能引發(fā)事故 在 DSP 的 A D 中 2 個通道介入 2 個基準源 一個為 1V 一個為 2V 如果采樣 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 23 值在標準值的 10 的范圍 則正常 5 3 故障與報警 電除塵器結(jié)構(gòu)復(fù)雜 運行的工況也是瞬息萬變 萬一出現(xiàn)故障 檢修困難大 如果能夠設(shè)計一套完善的故障檢測 報警提示系統(tǒng) 將在工作上給工程技術(shù)人員及 電除塵器維護人員帶來極大的方便 控制器設(shè)計了兩類報警 警告報警和跳閘報警 當(dāng)控制器檢測到有一個或多個 非嚴重的事件發(fā)生時發(fā)出相應(yīng)的警告報警信息 同時警告報警輸出有效 ALARM 燈 閃爍 警告報警不影響控制器正常運行 當(dāng)控制器檢測到一個或多個嚴重的事件時 會發(fā)出跳閘報警信號 同時控制器切斷主回路接觸器 跳閘報警輸出有效 ALARM 燈常亮 控制器能檢測多達數(shù)十種的報警 大大增加了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性 部分故障的判別方法 1 輸出開路 輸出開路處理以二次電流和二次電壓為判斷依據(jù) 在 5S 時間內(nèi) 二次電壓大于設(shè)定值 則判斷為輸出開路 2 輸出過流 過流處理以一次電流為判斷依據(jù) 在 1S 時間內(nèi) 當(dāng)一次電流大 于設(shè)定值 則判斷為輸出過流 3 可控硅溫度過高 以可控硅溫度傳感器信號為判斷依據(jù) 分為跳閘和報警 兩種 4 輸出欠壓 輸出欠壓 處理以二次電壓為判斷依據(jù) 在 20S 時間內(nèi) 二次 電壓低于設(shè)定值 則判斷為輸出欠壓 5 可控硅不平衡 在 1S 時間內(nèi) A 相的電流值明顯比 B 相的電流值偏大 或 者 B 相電流值明顯比 A 相的電流值偏大 則可判斷為可控硅不平衡 6 A B 相不導(dǎo)通 處理以二次電流為依據(jù) 當(dāng)導(dǎo)通角輸出到一定值后 A B 相 電流近似于 0 而 B A 相電流超過一定的閥值 則可判斷為 A B 相不導(dǎo)通 5 4 通信協(xié)議 在數(shù)據(jù)通信過程中 ARM 與 DSP 是雙口 RAM 進行數(shù)據(jù)交換 在通信的過程中 數(shù)據(jù)是按照幀為單位進行傳輸?shù)?因此幀協(xié)議的有效設(shè)計成為通信可靠的關(guān)鍵 幀設(shè)計格式如下 1 數(shù)據(jù)幀頭 SYN LEN LEN SYN 其中 SYN 為初始同步消息 值為定義好 的 8 位常數(shù)數(shù)據(jù) LEN 為一個字節(jié) 用以說明除幀頭以外的幀數(shù)據(jù)總長度 2 數(shù)據(jù)類型 指明數(shù)據(jù)包內(nèi)信息的類型 共三個字節(jié) 第一個字節(jié)為數(shù)據(jù)包 電除塵器原理及控制系統(tǒng) 24 的方向 即上位