学文网摘 要 本文依托龙岩龙电环保除尘设备中顶部振打控制进行优化设计测试，采用了建模和仿真手段，从荷电粉尘和振打器理论研究着手，研究了粉尘驱进过程、粉尘受力分析、顶部振打器振打锤运动模型分析等，提出了节能振打概念，采用精确过零检测SCR全桥可控驱动技术理论及采用具有自主知识产权控制技术实现该系统的设计。
【关键词】电除尘器 顶部电磁振打 SCR全桥可控驱动
环境保护对国民经济的可持续发展显得愈来愈重要。受市场经济下的利益驱动，国内许多大、中型环保产业对电除尘器进行技术研究和开发方面的投入不断加大，电除尘器的应用得到了长足的发展。我国每届***府对环境保护都非常重视，我国通过对引进技术的消化、吸收和合理借鉴，到上世纪90年代末，我国电除尘器技术水平基本上赶上国际同期先进水平。
在我国的十中提出建设美丽中国，这就要求我们对环保设备进行创新，使其达到我国经济发展的要求。目前龙岩市应经形成了以龙净环保为龙头的环保产业链，但是针对这电磁锤的测试没有形成一套自动检测系统，本项目的实施可充分发挥龙岩市在除尘行业的独特优势，以更强的实力参与国际竞争，使项目早日建成投产，更加确定龙岩作为我国最大的专业从事烟气除大气污染治理设备机电一体化的研发制造基地。
1 国内外研究现状
早在上个世纪八十年代初，国内就引进了瑞典FLAKT公司、德国LURGI公司等电除尘技术。直到九十年代初美国GE公司、RC公司EE公司才涉足中国市场。研究顶部振打控制技术发现，国内外主要控制技术归为三类：
一类是采用可控硅控制技术实现振打器矩阵的无触点控制，该技术的核心是通过控制可控硅导通角大小实现电压的连续调节。该系统存在的问题是导通角的过零出发存在滞后效应同时容易受到电网的干扰引起吴出发，从而导致振打器控制精度降低。
第二类是采用PWM控制技术，通过控制脉冲信号占空比实现电压的连续调节，但是振打器矩阵采用继电器阵列进行振打选择，由于机械类开关具有触点吸合次数有限、有火花、响应慢等缺点，从而使振打控制系统存在系统维护频繁、除尘效率较低等现象。
第三类是采用PLC技术，该技术的特点是可靠性好，成本较高，并被国外大公司技术垄断。另外，PLC在人机界面的输入端口资源显得不足，针对顶部振打多模式、多参数特点，需要丰富的人机输入界面和监控界面，所以实际选用PLC的技术部门比较少。
2 控制系统总体设计框***
顶部振打器的设计包括硬件设计和软件设计两部分。硬件设计框***如***1所示，该框***中有两部分组成，主控系统和驱动电路系统。主控系统主要负责上下位机通信、人机界面管理等工作，驱动电路负责控制振打器的正常工作。
3 系统硬件电路
本系统的硬件电路主要由振打器驱动电路、信号采集系统电路组成。
3.1 振打器驱动电路
振打器由直流驱动，要得到适当的振打力度需要控制振打锤的振打高度，而振打高度由直流电压控制，故而用相控整流电路实现输出，导通角的不同决定着直流电压的不同；电路中由光耦同时驱动两只晶闸管实现导通的变化，从而实现不同电压的输出。电路如***2所示。
3.2 信号采集系统电路
欲实现通过调节导通角来实现电压变换，则必须知道交流电源的过零点，以此为参考，才能准确控制导通的大小。过零信号采集电路原理如***3所示。保证电压、电流不过压、过流因此设计过压、过流信号采集电路。过压、过流电路如***4所示。
为保证振打器的正常工作，则由PLC构成的控制系统应时刻获取系统工作电流，以便软件判断电流是否符合工作要求，故而设计电流信号采集电路。电流经霍尔传感器转换相应的电压值，经电压变换后送给AD694转换为PLC可直接读取的4-20mA信号。
4 系统软件设计
本系统是采用PLC对信号采集系统，所采集到的信号进行相关的运算，得出相应的相控角，再把数据传给单片机，由单片机控制触发脉冲。其程序主流程***如***5所示。
5 总结
采用智能振打器不但可以有效清灰，而且可以实现定子线圈的发热和可能出现的磁饱和现象。在国家大力倡导节能环保和可持续发展的今天，本系统设计具有重要的现实意义，在将来的研究设计中，如果从控制过程优化角度对整个大型电除尘器进行节能优化设计是有重要价值的，能够在有效提高清灰效率的基础上同时达到节能的效果。
在以后的研究设计中，将着重通过对粉尘吸附力的数学建模和对顶部振打锤运动过程的数学建模分析，以便使本系统更加的完善和节能。
参考文献
[1]A.Zh.Zhussupbekov，Ye.B.Utepov， Zh.A.Shakhmov，H.I.Ling.Model testing of piles in a centrifuge for prediction of their in-situ performance.[J] Soil Mechanics and Foundation Engineering.July 2013， Volume 50， Issue 3，pp 92-96.
[2]谢友金，柯岚，谢友煌，吴志勇.再谈电除尘器顶部电磁锤振打清灰技术[A].第十四届中国电除尘学术会议论文集[C].2011.
[3]朱冲.电除尘器常见故障的分析与处理[N].中国建材报，2010.
[4]孙文杰.电除尘系统节能技术的研究与应用[D].华北电力大学，2012.
[5]马旭峰.电除尘系统节能优化研究与实践[D].浙江大学，2011.
[6]吴新***，陆向前，王良润，程万胜.PLC在静电除尘振打器控制系统中的应用[J].鞍钢技术，2003（02）.
[7]权相德，庞尊义.电除尘器顶部电磁振打控制系统[A].中国硅酸盐学会环保学术年会论文集，2001（09）.
[8]李晶。PLC在布袋除尘器清辉控制系统中的应用[J].新乡学院学报，2012（12）.
作者简介
谢煌生（1962-），男，福建省龙岩市人。大学本科学历。现为龙岩学院物理与机电工程学院副教授。研究方向为机械智能控制。
范宜标（1981-），男，福建省龙岩市人。大学本科学历。现为龙岩学院物理与机电工程学院讲师。研究方向为工业智能控制。
黄廷宇（1984-），男，福建省龙岩市人。大学本科学历。现为龙电环保除尘设备有限公司工程师。研究方向为工业智能控制。
作者单位
1、2、4.龙岩学院 物理与机电工程学院 福建省龙岩市 364012
3.龙电环保除尘设备有限公司 福建省龙岩市 364012
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