CN113082869A - 一种布袋除尘器矩阵式脉冲阀喷吹控制系统 - Google Patents

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李庆芝
刘源
李强
张凯
董锋
张滨渭
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Abstract

本发明公开了一种布袋除尘器矩阵式脉冲阀喷吹控制系统，压力、压差检测及设置模块的输出端与可编程控制器相连接，可编程控制器的输出端与矩阵行选继电器电路的输入端及矩阵列选继电器电路的输入端相连接，矩阵行选继电器电路的输出端经矩阵行选续流吸收电路与就地端子箱的公共端子相连接，矩阵列选继电器电路的输出端经矩阵列选续流吸收电路与就地端子箱的阀选端子相连接，就地端子箱的输出端与矩阵式脉冲阀中各脉冲阀的控制端相连接，该系统具有线路简单、造价成本低且故障率低的特点。

Description

一种布袋除尘器矩阵式脉冲阀喷吹控制系统
技术领域
本发明属于自动控制领域，涉及一种布袋除尘器矩阵式脉冲阀喷吹控制系统。
背景技术
随着国家对环境保护要求的不断提高，燃煤机组烟尘排放指标不断减小，一般地区的烟尘排放浓度≤10mg/Nm3；重点控制地区(一类地区)的烟尘排放浓度≤5mg/Nm3，对除尘设备提出了更高的标准。为确保环保指标达到相关要求，布袋除尘器的应用越来越广泛，同时对布袋除尘器电气及控制部分的要求越来越高。
布袋除尘器有着多个除尘箱体，每个除尘箱体又设置有多个脉冲阀，整个布袋除尘器拥有几十甚至上百个脉冲阀，脉冲喷吹清灰是布袋除尘器的核心，对提脉冲阀的控制尤其重要。
传统布袋除尘器脉冲阀控制系统采用点对点控制，通过控制模块一个输出点控制中间继电器开关一个脉冲阀，由于脉冲阀数量较大，控制模块的控制点及中间继电器数量巨大，由此造成控制系统繁杂，对应的控制柜体制作元器件增多、电缆材料长度增大，施工接线数量增加等，不利于工程进度的进展，同时浪费资源，对日后设备维护增加不少工作量。同时控制脉冲阀的中间继电器不经过续流处理而长时间高频次开关动作，导致中间继电器失灵或误动作，从而严重影响布袋除尘器收尘效果。综上所述，该系统若采用常规的控制方法，就会因为输入/输出和中间继电器数量较多而使控制线路复杂、造价昂贵且故障率增大。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种布袋除尘器矩阵式脉冲阀喷吹控制系统，该系统具有线路简单、造价成本低且故障率低的特点。
为达到上述目的，本发明所述的布袋除尘器矩阵式脉冲阀喷吹控制系统包括压力、压差检测及设置模块、可编程控制器、矩阵行选继电器电路、矩阵行选续流吸收电路、矩阵列选继电器电路、矩阵列选续流吸收电路及就地端子箱；
压力、压差检测及设置模块的输出端与可编程控制器相连接，可编程控制器的输出端与矩阵行选继电器电路的输入端及矩阵列选继电器电路的输入端相连接，矩阵行选继电器电路的输出端经矩阵行选续流吸收电路与就地端子箱的公共端子相连接，矩阵列选继电器电路的输出端经矩阵列选续流吸收电路与就地端子箱的阀选端子相连接，就地端子箱的输出端与矩阵式脉冲阀中各脉冲阀的控制端相连接。
还包括压力、压差显示模块，其中，压力、压差显示模块与可编程控制器相连接。
矩阵行选继电器电路及矩阵行选续流吸收电路均内置有光耦开关及续流二极管。
矩阵行选继电器电路及矩阵列选继电器电路均内置有脉冲固态继电器。
脉冲固态继电器接通与关断的时间大于等于10ms。
可编程控制器的扫描周期小于等于5ms。
脉冲阀的关断时间100-250ms。
矩阵式脉冲阀中脉冲阀的数目为200个。
可编程控制器为S7-300可编程控制器。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的布袋除尘器矩阵式脉冲阀喷吹控制系统在具体操作时，采用矩阵式行选矩阵与列选矩阵分开线路的方式，即采用矩阵式控制方式，实现对脉冲阀阵列中各脉冲阀的控制，以降低线路的复杂度、成本及故障率，另外，本发明以矩阵行选续流吸收电路及矩阵列选续流吸收电路隔离且吸收反向电磁感应电流，从而大幅系统的增强检测能力及反应速度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为压力、压差检测及设置模块、2为压力、压差显示模块、3为可编程控制器、4为矩阵行选继电器电路、5为矩阵列选继电器电路、6为矩阵行选续流吸收电路、7为矩阵列选续流吸收电路、8为就地端子箱、9为脉冲阀。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1，本发明所述的布袋除尘器矩阵式脉冲阀喷吹控制系统包括压力、压差检测及设置模块1、压力、压差显示模块2、可编程控制器3、矩阵行选继电器电路4、矩阵列选继电器电路5、矩阵列选续流吸收电路7、矩阵行选续流吸收电路6及就地端子箱8；压力、压差检测及设置模块1的输出端与可编程控制器3相连接，可编程控制器3的输出端与矩阵行选继电器电路4的输入端及矩阵列选继电器电路5的输入端相连接，矩阵行选继电器电路4的输出端经矩阵行选续流吸收电路6与就地端子箱8的公共端子相连接，矩阵列选继电器电路5的输出端经矩阵列选续流吸收电路7与就地端子箱8的阀选端子相连接，就地端子箱8的输出端与矩阵式脉冲阀中各脉冲阀9的控制端相连接，压力、压差显示模块2与可编程控制器3相连接。
矩阵列选续流吸收电路7及矩阵行选续流吸收电路6均内置光耦开关及续流二极管。
矩阵行选继电器电路4及矩阵列选继电器电路5内置有脉冲固态继电器，其中，脉冲固态继电器接通与关断的时间大于等于10ms。
所述可编程控制器3的扫描周期小于等于5ms。
矩阵式脉冲阀中的脉冲阀9数目为200个，脉冲阀9的关断时间100-250ms。
本发明的具体过程为：
压力、压差检测及设置模块1采集布袋除尘器的压差信息及压力信息，并发送至可编程控制器3中，可编程控制器3根据当前布袋除尘器的差压信息及压力信息和压差阈值及压力阈值生成行控制信号及列控制信号，以控制矩阵行选继电器电路4及矩阵列选继电器电路5中脉冲固态继电器的开关状态，再经矩阵行选续流吸收电路6及矩阵列选续流吸收电路7通过就地端子箱8控制矩阵式脉冲阀中各脉冲阀9的开关状态，另外，通过压力、压差显示模块2显示布袋除尘器的压差信息及压力信息。
本发明采用西门子高端可编程控制器S7-300系列作为该系统的核心控制元件，相比单片机控制具有更改灵活，可靠性高，控制灵敏，精度高，由于被控制设备多达200点，用一对一的控制方式需使用7个32点的输出模块，采用矩阵式控制方式，可以将控制点直接降低到40点，因此只需2个32点的输出模块，相对应的中间继电器电路由原有的200路减少到40路，从而大幅降低器件成本。
由于脉冲阀9的开关控制输出时间短，达到100ms，一般继电器元件根本无法达到要求，因此本发明设置有矩阵行选续流吸收电路6及矩阵列选续流吸收电路7，通过光耦开关将信号送入到就地端子箱8中，从而大幅增强系统的检测能力及反应速度。
喷吹阀的气量开关时间调节要求高，脉冲阀9的开关时间需在0-250ms之间可调，且喷吹阀气量的调节与时间、直流电压大小相关，基于此，在时间上，首先通过可编程控制器3设置初始动作时间，然后通过矩阵行选续流吸收电路6及矩阵列选续流吸收电路7隔离且吸收反向电磁感应电流，从而更精确开关脉冲阀9动作时间，最后通过行选矩阵选择序号和列选矩阵选择序号二维编码定位喷吹脉冲阀9进行吹扫，实现脉冲阀9的精确微调。
可编程控制器3在电力行业里具有广泛的应用，在量产的固定模式产品上，单片机的应用优势已不言而喻，然而随着社会要求的不断提高，对控制类产品的频繁更改也越来越多，可编程控制器3的应用越来越适应现在的各种新产品上，本发明采用西门子S7-300可编程控制器，具有编程灵活、反应速度快及可靠性高的特点。在脉冲阀9喷吹控制上，要求控制输出在100ms-250ms之间，而S7-300可编程控制器在完成编程后，其扫描周期在5ms以内，完全满足控制要求。可编程控制器3的仿真技术可以在设备没有采购和到位的情况下，将测试程序预先进行模拟实验，检测程序的实现效果及输出情况。
另外，本发明采用脉冲固态继电器替代原先的电磁继电器，固态继电器具有短路保护、过载保护及过热保护功能，与组合逻辑固化封装即可实现用户需要的智能模块，同时具有逻辑电路兼容，耐振耐机械冲击，安装位置无限制，具有良好的防潮防霉防腐蚀性能，在防爆和防止臭氧污染方面的性能极佳，输入功率小，灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好，噪声低及工作频率高等特点。将固态继电器应用到矩阵式控制系统中，完全解决了原有控制系统中反应速度慢、故障率高及兼容性差的问题。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种布袋除尘器矩阵式脉冲阀喷吹控制系统，其特征在于，包括压力、压差检测及设置模块(1)、可编程控制器(3)、矩阵行选继电器电路(4)、矩阵行选续流吸收电路(6)、矩阵列选继电器电路(5)、矩阵列选续流吸收电路(7)及就地端子箱(8)；
压力、压差检测及设置模块(1)的输出端与可编程控制器(3)相连接，可编程控制器(3)的输出端与矩阵行选继电器电路(4)的输入端及矩阵列选继电器电路(5)的输入端相连接，矩阵行选继电器电路(4)的输出端经矩阵行选续流吸收电路(6)与就地端子箱(8)的公共端子相连接，矩阵列选继电器电路(5)的输出端经矩阵列选续流吸收电路(7)与就地端子箱(8)的阀选端子相连接，就地端子箱(8)的输出端与矩阵式脉冲阀中各脉冲阀(9)的控制端相连接。
2.根据权利要求1所述的布袋除尘器矩阵式脉冲阀喷吹控制系统，其特征在于，还包括压力、压差显示模块(2)，其中，压力、压差显示模块(2)与可编程控制器(3)相连接。
3.根据权利要求1所述的布袋除尘器矩阵式脉冲阀喷吹控制系统，其特征在于，矩阵行选继电器电路(4)及矩阵行选续流吸收电路(6)均内置有光耦开关及续流二极管。
4.根据权利要求1所述的布袋除尘器矩阵式脉冲阀喷吹控制系统，其特征在于，矩阵行选继电器电路(4)及矩阵列选继电器电路(5)均内置有脉冲固态继电器。
5.根据权利要求1所述的布袋除尘器矩阵式脉冲阀喷吹控制系统，其特征在于，脉冲固态继电器接通与关断的时间大于等于10ms。
6.根据权利要求1所述的布袋除尘器矩阵式脉冲阀喷吹控制系统，其特征在于，可编程控制器(3)的扫描周期小于等于5ms。
7.根据权利要求1所述的布袋除尘器矩阵式脉冲阀喷吹控制系统，其特征在于，脉冲阀(9)的关断时间100-250ms。
8.根据权利要求1所述的布袋除尘器矩阵式脉冲阀喷吹控制系统，其特征在于，矩阵式脉冲阀中脉冲阀(9)的数目为200个。
9.根据权利要求1所述的布袋除尘器矩阵式脉冲阀喷吹控制系统，其特征在于，可编程控制器(3)为S7-300可编程控制器。
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