電除塵控制系統的設計與完善

劉巖 燕芳

摘 要：本文主要是探討分析如何有效設計和完善電除塵控制系統，主要闡述了原有電除塵控制系統存在的各項問題，采取優化設計方案開發和完善部分功能，希望能夠對相關電除塵控制系統設計人員起到一定的參考價值。網絡鏈路的組成方式主要包括以下方面：電除塵器頂部電源接口為串口形式，高頻電源為并聯模式。

關鍵詞：電除塵控制系統 優化設計 電流極限值

中圖分類號：TM921.5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）05（a）-0034-02

某工廠在2017年進行了大規模的建設改造工程，主要配備了燒結機和煉鐵高爐，燒結機的電除塵器主要應用環保電源節能控制系統，作為節能高效的除塵電源，高頻電源能夠全面廣泛應用在燒結機電除塵系統當中。在應用之后也出現了較多需要解決的問題，例如，全面發揮控制系統作用，減少勞動強度，提升節能效率以及降低檢修維護費用等。

1 網絡結構

該系統網絡結構主要包括電除塵器、高頻電源、上位監控系統以及網絡設備和可編程邏輯控制器都能夠。網絡鏈路的組成方式主要包括以下方面：電除塵器頂部電源接口為串口形式，高頻電源為并聯模式，利用雙絞線能夠與智能網絡前端機進行連接，由前端機轉化TCP協議和Modbus協議，并其與以太網交換機連接。可編程邏輯控制系統以太網接口設置在配電室內部，并且與以太網直接相連。這樣能夠將設備電信號轉化為光信號，并且利用光纖連接到控制室。

2 原有控制系統方案

原有控制系統主要包括低壓控制系統、上位監控系統以及高壓控制系統等。

2.1 高壓控制系統

該系統組成設備主要包括高頻電源及其控制網絡，高頻電源控制網絡主要包含除塵器，并且所有除塵器都具備高頻電源并是使用串口并聯形式這能夠，與智能網絡前端機連接。高頻電源主要包括高頻電源整流變壓器和控制系統。其功能主要在于控制陽極和陰極振打電機運動模式，設置振打參數，自動化顯示其運行情況，有效判斷設備故障；功能在于控制瓷套和陰極磁軸保溫箱溫度，設置振打參數，自動化顯示其運行情況，判斷設備故障；實現一次過流保護、短路保護、故障保護以及油溫超限保護。除此之外還能夠對低流量，液冷系統低液位，設備開路以及故障信息等實施保護；使用單片機保護控制系統，能夠較好地實行計算機的各項指令，并且將故障信息和設備參數信息等上傳到計算機當中。

2.2 上位監控系統

（1）低壓監控系統是由專業監控軟件與除塵器可編輯邏輯控制系統當中的以太網接口進行連接，監督和控制除塵器低壓電氣設備。（2）高壓監控系統主要是由專業監控軟件提供技術支持，利用以太網與電除塵前端機柜內智能網絡前端機進行連接，并且利用智能網絡前端機當中的TCP協議與串行協議全面交換監控系統當中的數據信息。其功能主要表現在以下方面：顯示電除塵高頻電源的運行狀態，有效控制各項控制參數，監控運行參數，遠程開啟和暫停高頻電源；能夠給予多類畫面歷史趨勢圖，全面掌握和了解高頻電源的運行狀態，主要包括電源二次電流和電壓的發展趨勢；利用高頻電源的數據信息能夠進行優化處理，并且對其故障信息以及運行狀態等進行有效判斷，并且實現故障預警機制。

2.3 低壓控制系統

該系統應用可編程邏輯控制系統，中央處理器帶有以太網通信口，全面控制電除塵器低壓電氣設備。功能在于檢測瓷套和陰極磁軸保溫箱溫度，按照上位機電加熱控制方法自動控制保溫箱內部電加熱器；其次還能夠檢測振打電機控制回路開關量，按照預先設置的振打工作時間能夠自動化控制陽極和陰極振打電機，并輸出各項數據，全面控制斷電振打功能；檢測隔離開關柜的溫度開關信號，按照上位機電加熱控制方法自動控制隔離開關電加熱器，并且有效檢測隔離開關的工作狀態。

3 新型控制系統開發方案

在原有控制系統方案之上建立控制系統開發方案，全面優化和完善原控制系統當中的不足之處，主要包括以下方面：（1）設置除塵風機和高頻電源同步運行操作以及高頻電源電流極限值自動調節功能等；（2）減少低壓電氣設備操作時間和步驟，減少操作勞動強度；（3）設置振打周期停止時間自動調節功能，尋找最佳振打周期；（4）設置低壓設備和高頻設備控制對象發展趨勢圖，有助于預測和處理故障事件。

4 控制系統開發功能

4.1 高壓控制系統

（1）電流極限值自動調節功能。該優化設計主要是在原系統單閉環外圍增加專家管理系統，這樣能夠按照電場動態的二次電流值和電壓值優化高頻電源控制系統，并且在電流極限值范圍之內自動調節電流極限值，并且能夠對電場二次電流和電源變化情況實現動態跟蹤，顯著加強控制效果。

（2）電流極限值控制方式。在原系統當中，高壓控制系統主要是應用給定的控制方式進行控制，在上位機上對電流極限值進行改變，這樣就能夠確保高頻電源獨立運行并且不受上位機控制，在實施專家管理系統之后能夠有效使用可編輯邏輯控制方式以及上位機控制方式。

（3）電流極限值的一鍵操作功能。如果在可編輯邏輯控制方式下運行，電流極限值能夠按照實際大小實現一鍵操作工作模式、試車模式以及檢修模式等。能夠按照電除塵工作狀態有效切換各項工作模式，有助于開啟和關閉高頻電源，還能夠使其與低壓設備，除塵設備同步運行，避免其在實際運行期間過多消耗能源。

4.2 低壓控制系統

（1）操作方式。在設計期間需要完善和優化電除塵器陽極和陰極振打機的多種操作模式，在實際運行期間將一鍵操作功能設置在振打電機運行當中，這樣能夠有效切換工作模式和檢修模式，并且顯著減少系統停車和開車的操作時間，避免造成較大的能源浪費情況。

（2）電加熱操作系統。在設計期間需要完善和優化電加熱器的操作模式，例如，強制開啟關閉以及自動開啟關閉等。將一鍵操作功能設置在除塵器右室和左室電加熱器上，有效切換工作模式和檢修模式，并且顯著減少系統停車和開車的操作時間，降低能源浪費情況。

（3）電加熱控制方式。在原有的除塵器電加熱系統當中，控制方式主要是下限和上限，存在較長的電加熱時間，提升設備損壞率。為了有效避免同室電加熱損壞之后，剩余電加熱長時間處于運行狀態，逐漸累積較高溫度，損壞設備。在優化設計期間需要將脈沖控制方式添加到溫度控制上，這樣能夠顯著降低加熱器運行時間，防止局部長時間累積較多熱量，全面提升設備使用期限，從根本上避免備件過度損耗。

（4）振打周期停止時間自動調節功能：在設置該項功能時需要全面考慮實際運行狀況，并且需要對停止時間設計的合理性進行分析，利用該項優化設計希望能夠顯著優化收塵效果。

5 結語

綜上所述，在工廠生產期間投入電除塵控制系統之后，在較大程度上展現出高頻電源的優勢，尤其體現在專家管理系統當中，能夠全面實現電流動態值雙閉環自動調節以及電流極限值控制調節功能等，加強高頻電源節能效果，簡化各項操作，在較大程度上提升了系統各個設備的同步運行效率，減少設備運營維護費用，逐漸降低了操作人員的技術要求。

參考文獻

[1] 李建陽.基于Intouch的電除塵控制系統開發應用[J].科技創新與應用，2018，23（6）：22-23.

[2] 林福.基于PLC的濕式電除塵PID溫度濕度控制系統[J].蘭州工業學院學報，2018，25（1）：57-62.

[3] 陶雪冬.火力發電廠電除塵控制系統節能改造的實踐應用[J].電子技術與軟件工程，2017，18（22）：144.

[4] 陳明，張自貴，陳軍.TXP DCS脫硫系統與電除塵通訊模塊CM負荷與網絡優化[J].工業控制計算機，2017，30（10）：4-5，8.

[5] 李如意.濕式電除塵高頻電源控制系統納入DCS探討與實現[J].電子世界，2017，22（8）：40.