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    布袋除尘器销灰机构控制系统及其优化设计

    作者:航海环保 日期:2017-04-01
    内容摘要:单机脉冲除尘器​的工作机理是含尘烟气通过过滤材料,尘粒被过滤下来,销灰机构将附着在过滤材料上的尘粒吹落入灰斗。

    单机脉冲除尘器的工作机理是含尘烟气通过过滤材料,尘粒被过滤下来,销灰机构将附着在过滤材料上的尘粒吹落入灰斗。880㎡的脉冲喷吹布袋除尘器共有3个滤袋除尘室,每个除尘室有两组脉冲消灰机构,每组消灰机构由4只喷吹装置,及对应的脉冲阀和1只组控制阀等构成,其功能是:定期用喷吹气将附着在过滤材料上的尘粒落入灰斗,使除尘器连续工作。全套设备的消灰机构控制元件共有6只组控制阀和24只脉冲阀,控制阀工作电压/电流:DC24V/0.2A。

    工艺要求:系统启动后,   先开通1组组控制阀(图1中F101),5s后开通该组1#脉冲阀(图1中F102),开通时间0.3s,然后每隔20s逐次开通2#,3#,4#脉冲阀(图1中F103,F104,F105),开通时间均为0.3s,4#脉冲阀开通结束20s后关闭组控制阀,约100s后开通下一组控制阀,重复上述过程,在6组粉尘清扫装置间循环运行。2011年11月初,消灰机构控制用的可编程序控制器FXON-24MR出现故障,为尽快使除尘器恢复工作,决定用现有的可编程序控制器FX1N-40MR来代换FXON-24MR(这次改造仅用2天)

    原消灰机构控制系统情况

    随该脉冲喷吹布袋除尘器附带的消灰机构控制系统由三菱FXON-24MR可编程序控制器及扩展模块FXON-16EYR,FXON-8EYR,直流24V/4 A电源等构成。PLC使用2点输入继电器X000-X001和30点输出继电器Y000-Y010,Y020-Y043.其1/O接线图  见图1.

    QQ截图20170331115058.jpg

    原控制系统PLC程序由布袋除尘器生产厂家编制,采用单序列顺序控制设计,其控制梯形图见图2.该梯形图由1个初始步和36个活动步组成,每一个动作编程1个活动步。在图2中,状态元件SO是初始步。当X000=ON时出发S20,Y000开通使1组控制阀打开,定时器TO延时5秒后出发S21,Y001=ON,1#脉冲阀打开,T1延时0.3秒Y001=OFF使1#脉冲阀关闭,T6延时20秒后触发S22,Y002=ON,2#脉冲阀打开,....S21-S24分别控制1#,2#,3#,4#脉冲阀,在4#脉冲阀关闭20秒后T9触发S25控制关断1组控制阀,通过T5延时100秒后触发S26,Y005=ON,开通2组控制阀....。1组控制阀/脉冲阀控制梯形图从15步开始,结束于82步,其它5组控制梯形图与此相同,整个梯形图共占428程序步。

    QQ截图20170331115118.jpg

    新控制系统构成

    由于该布袋除尘器在工艺上没有要求2个组以上的控制阀及脉冲阀同时工作,我们决定采用分组控制方案,即可编程序控制器用6点输出继电器选择要工作的组,5点输出继电器控制该组控制阀FK01和4只脉冲阀FK02-FK05,这样就只要11点输出继电器完成全部控制阀及脉冲阀的控制。新系统可编程序控制器I/O分配表如表1,图3所示。

    QQ截图20170331115146.jpg


    新控制系统只需要3点输入继电器和11点输出继电器,PLCFX1N-40MR有24点输入继电器和16点输出继电器,已满足要求。图2和图1相比,新控制系统使用PLC的输出继电器点数从原控制系统的30点降到的11点,不再使用PLC输出扩展模块。图3中二极管D101-D105,D201-D205...D605的作用是直流隔离,如果没有直流隔离二极管,当任1个组触点和分触点同时接通后(假设Y002,Y010=ON),除了工作的控制阀/脉冲阀(F102)两端有24V电压外,其它29只控制阀/脉冲阀由于也能形成回路(从图3中可以看出),其两端电压分别为3V(Vcc/8),9V(3Vcc/8),12V(Vcc/2),将可能导致部分控制阀/脉冲阀误动作,同时流过PLC触点的电流是正常值的2.5倍(实测值)。D1-D5的作用是续流二极管,目的是避免了PLC直接断开电磁阀这类直流感性负载时,PLC触点间产生的高反电动势并导致的电弧放电,以及由此导致的PLC触点使用寿命的降低等。

    新控制系统PLC梯形图构成及工作

    喷吹脉冲阀工作间隔选择单元   该单元在梯形图图4中由第6步-40步构成,其作用是:让用户可以根据实际情况选择脉冲阀工作间隔是20秒或30秒。开关SB3=ON时,图4中PLC梯形图第13-18步令数据寄存器D8=2,脉冲阀工作间隔是30秒,否则6-12步令D8=3(在M1=OFF时),脉冲阀工作间隔是20秒。开关SB2是PLC快速检查开关,在SB1=ON时按SB2约1秒启动检查程序,19-25步令D8=12,组控制阀,脉冲阀将以工作间隔5秒的速度全部运行一次,结束后恢复正常工作间隔。设置该检查的工作是否正常,原控制系统没有上述功能。

    喷吹工作组选择单元   该单元在梯形图图4中由第41步-83步及第157步-160步构成,其作用是:根据数据寄存器D5的值,用触点比较命令来确定工作组,当D5=0-5,PLC输出点对应的Y00-Y015开通,选择1-6组进入工作状态。每组的   后一个脉冲阀动作5秒执行程序第157-160步,D5加1,下一组进入工作状态,如果D5=6则D5将被复位(置零),进入工作状态是1组。

    QQ截图20170331115201.jpg

    组控制阀,脉冲阀驱动单元

    该单元在梯形图图4中由第86步-156步及第161步-177步构成,第84步-95步是受控的秒计数器和乘法计算器,在SB1=ON时,数据寄存器的D1开始没秒加1,数据寄存器D2=D1*D8

    第96步-156步是组控制阀,脉冲阀驱动部分(设SB3=OFF,D8-3),根据数据寄存器D2的值,用触点比较命令来确定输出继电器Y。开始计数第3秒,D2=9>6,输出继电器Y001开通,组控制阀打开,第8秒D2=24,Y002开通,1#脉冲阀打开,0.3秒后因定时器T2动作而关闭。第28秒D2=84,Y003开通,.....第68秒D2=204>203,Y002开通,4#脉冲阀动作...。4#脉冲阀动作100秒后定时器T7动作,程序执行第161步-177步,数据寄存器D1被复位,(同时如果D5=6,D5也将被复位),D1计数从零开始....上述过程重复进行。

    对脉冲喷吹布袋除尘器的消灰机构控制系统的重新设计,将使用PLC的输出继电器点数降低到   少,取消了PLC输出扩展模块。同时新设计控制系统增加了二个功能(脉冲阀工作间隔选择及PLC等的快速检查),PLC控制程序--梯形图只占用179程序步,不到原来的二分之一。电路中设计了续流二极管,避免了PLC直接断开控制阀/脉冲阀等直流感性负载时,输出继电器触点间产生的高电压,提高了PLC输出继电器触电的使用寿命,实现了PLC控制电路及控制程序优化设计。