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1、. . . . .电炉除尘器自动控制系统摘要 本文主要介绍了电炉除尘控制系统的组成，该项目采用炉盖四孔直排和屋顶罩相结合的除尘工艺，电炉产生的烟尘，绝大部分通过直排系统，即经过电炉第四孔，水冷滑套，燃烧沉降室，水冷管道，再经增压风机排出；另一小部分通过屋顶罩排出，两股烟尘在除尘器前汇合，经除尘器净化后由主风机排出。整个工艺过程根据电炉工况采用自动控制，大大降低了工人的劳动强度，彻底改变了冶炼时厂房内的烟尘污染状况，除尘效果十分明显。关键词：单片机 温度传感器 烟雾传感器1、 需求分析目前，火电厂燃煤电炉、水泥工业的粉尘、烟尘浓度排放国家标准修订为50mg/m3。部分沿海经济发达地区的地方标准修
2、改到30mg/Nm3，甚至10mg/Nm3，标准的提高降低了粉尘和烟尘的排放总量，也有效地推动袋式除尘行业的发展.袋式除尘技术的发展主要体现在：主机、滤料、自动控制的质量和技术水平的提高。拥有技术研发能力和技术创新能力，拥有自主知识产权对企业未来的生存、竞争、发展起到关键的核心作用。 袋式除尘器是一项科技含量高，价格贵的产品，其对后期的服务要求也高。袋式除尘行业的营利好的企业，其非常重视后期的服务工作，包括设备的开机、关机、日常维护保养，粉尘收集、运输、处理，管道的疏通等。企业服务的质量和相关配套服务也成为袋式除尘器需求企业所看重的地方。二、设计原则(1)选用处理工艺成熟，效果好，能保障除尘系
3、统长期运行。(2)投资省，运行费用低，占地面积小，管理方便。(3)除尘装置的负荷适应性强，设备的各部分均应体现技术上的可行性和经济上的合理性，装置要易安装和检修。烟气性质烟 气 成 份 ()烟气量烟气温度烟气含尘CO2SO2O2H2ON26.060.6514.855.1573.29750060018.5三、系统工艺流程图结构说明布袋式除尘器： 袋式除尘器结构图烟气袋式除尘器吸收塔烟囱 脉冲袋式除尘器由框架、箱体、滤袋、清灰装置和压缩空气装置、差压装置和电控装置组成，如图1所示.脉冲袋式除尘器与其他袋式除尘器的主要区别是清灰装置 工作原理:脉冲阀一端接压缩空气包,另一端接喷吹管,脉冲阀背压室接控
4、制阀,脉冲控制仪控制着控制阀及脉冲阀开启.当控制仪无信号输出时,控制阀喷口处于关闭状态;当控制仪发出信号时控制排气口被打开,脉冲阀背压室外的气体泄掉压力降低,膜片两面产生压差,膜片因压差作用而产生位移,脉冲阀喷吹打开,此时压缩空气从气包通过脉冲阀经喷吹管小孔喷出(从喷吹管喷出的气体为一次风).当高速气体通过文氏管诱导器诱导于数倍于一次风的周围空气(称二次风)进入滤袋,造成滤袋内。 瞬时正压,实现清灰 学习好帮手四、总电路原理图设计（一）温度及烟雾传感器原理及应用 1、温度传感器及测温原理模块 图1热电现象 图2接触电势形成的过程 左图闭合回路中总的热电势 热电偶原理热电偶测温是依据热电效应将温
5、度转换为电动势的传感器，可用于测量气体和液体的温度，测量温度可高达2800。热电偶电路构成如图所示。回路的热电势由两部分组成，即接触电势和温差电势。由于温差电势与接触电势比较，数值甚小，可以忽略，所以在工程技术中，可认为热电势等于接触电势。图3热电偶的结构热电偶结构 2、烟雾传感器及测量原理模块 烟雾传感器与运算放大器电路原理图烟雾传感器输出信号一般比较微弱，需要经过前置电路对其进行放大、滤波、电平调整，满足单片机对输入信号的要求。本系统采用的半导体烟雾传感器属于电阻型，因此只需串联一个参考电阻，再经过一个放大电路即可发送给ADC采集。由于系统采用的是单极性供电，所以采用同相比例放大电路，可以
6、减少硬件开销；反之，如果采用反相放大，则一般需要利 用双极性供电，这就需要系统额外的利用变压芯片产生一个负压，这显然 会造成浪费。常见的运算放大器中，LM324价格低廉、使用简单等优点 比较突出，所以本设计中的前置放大电路采用LM324作为电路的运算放大器。 LM324是单片高增益四运算放大器，可在较宽电压范围内的单电源 或双电源下工作，其电源电流很小且与电源电压无关，四个运放一致性好；其输入偏流电阻是温度补偿的，也不需外接频率补偿，可做到输出电平与 数字电路兼容。 下面详细介绍运算放大电路： 如图所示，从传感器的上端出来的信号Vi经过运算放大器的同相 输入端，但是为保证引入的是负反馈，输出电
7、压Vo通过电阻R4接到反相输入端，同时，反相输入端通过电阻R3接到参考电压Vref。 同相比例运算电路中反馈的组态为电压串联负反馈，同样可以利用理想运放工作在线性区时的两个特点来分析其电压放大倍数。 在图中，根据运放的“虚短”和“虚断”的特点可知，I- = I+ = 0，所以V- = Vo*R3/R3 + R4 +Vref*R4/R3 + R4 (3-1)而且V- = V+ = ViVo = Vi*（R3 + R4）/R3 由以上两式可求出Vo=Vref-R4/R3 所以本放大电路的放大倍数A =1+ R4 R3 ，此放大电路为同相比例放大电路，它的放大倍数总是大于或等于1。（二）OCL准互补
8、功率放大电路图模块电路结构：T1、T2为差放输入级，T4为共射放大级和T7T9、T8T10组成准互补功率输出级。静态电流：R1和D1、D2先确定了基准电压并与T3、T5组成恒流源。T3提供差放级静态电流，T5是共射放大级的有源负载。T6、R2、R3组成VBE恒压偏置电路，为准互补电路设置静态工作点，克服交叉失真。RB1和Rf分别构成T1、T2管的基流回路，且Rf构成直流负反馈，使整个电路的静态工作点稳定。Rf和C1、RB2又形成了交流电压串联负反馈，使电压放大倍数稳定，输入电阻增大，输出电阻降低，非线性失真减小。输出端串接一熔丝BX用来保护功率管、使它们在输出短路时不至于烧毁。为了得到较大输出
9、功率，就需要有较大幅值的电压信号和一定数值的电流才能推动功放。前置放大器可以用分立元件组成，也可用集成运放来实现。该电路与实例二主要区别T7T10的偏置电压采用T6、R2、R3恒压偏置电路。提高推动级集电极电压振幅不是采用自举电路，而是对推动级的集电极负载用D1、D2、T5管构成有源负载，对直流呈现直流负载很小，而对交流呈现很大的负载。输出端串接一熔丝BX用来保护功率管、使它们在输出短路时不至于烧毁。OCL准互补功率放大电路图（3） ADC0809引脚图与接口电路及功能介绍A/D转换器芯片ADC0809简介 8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道抵制锁存用译码电路，其转
10、换时间为100s左右。图1ADC0809引脚图1. ADC0809的内部结构ADC0809的内部逻辑结构图如图2所示。 图2ADC0809内部逻辑结构 图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换，这是一种经济的多路数据采集方法。地址锁存与译码电路完成对A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出，因此可以直接与系统数据总线相连。2信号引脚 ADC0809芯片为28引脚为双列直插式封装，其引脚排列见图2。 对ADC0809主要信号引脚的功能说明如下： IN7IN0模拟量输入通道 ALE地址锁存允许信
11、号。对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。 START转换启动信号。START上升沿时，复位ADC0809；START下降沿时启动芯片，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持 低电平。本信号有时简写为ST.A、B、C地址线。 通道端口选择线，A为低地址，C为高地址，引脚图中为ADDA，ADDB和ADDC。CLK时钟信号。ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。通常使用频率为500KHz的时钟信号EOC转换结束信号。EOC=0,正在进行转换；EOC=1,转换结束。使用中该状态信号即可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用
12、。D7D0数据输出线。为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。D0为最低位，D7为最高OE输出允许信号。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=0，输出数据线呈高阻；OE=1，输出转换得到的数据。Vcc +5V电源。Vref参考电源参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。其典型值为+5V(Vref(+)=+5V, Vref(-)=-5V).（四）温度传感器与单片机电路原理图/烟雾传感器与单片机电路原理图 温度控制程序原理图 烟雾控制程序原理图野风阀控制的意义：根据野风阀前烟气温度，控制野风阀的开关，从而控制进入除尘器的烟气温度，保护除尘器布袋不被高温
13、烟尘烧坏。增压风机控制的意义：根据电炉冶炼工况模式的不同，控制风门阀和二次阀的开度，调节系统风量。同时通过液力偶合器调节增压风机的转速，达到节能降耗的效 总电路控制原理图五、设计总结虽然完成此次设计我投入了很多，但看到这几周不断探索所取得的成果，心中总有种说不出的成就感。对于科学研究，很多时候提出问题要比解决问题更有价值。毕业设计正是一个发现问题并解决问题的过程。从刚开始的无从下手，到一知半解，再到最后的豁然开朗，学习过程中从不缺乏坎坷但又隐藏了大量惊喜。正是在遇到无数的坎坷，我们的知识才得以巩固，能力得到提高.很难说完成了毕业设计，我们就掌握了所设计的一种或几种工艺，但它为我们日后从事环保工
14、作打下了基础。通过毕业设计，我们再次巩固了所学的知识、提高了电脑操作水平、锻炼了搜集信息的能力，最为重要的是，它让我们学到了许多课本上没有的东西。此次设计中，首先要感谢我的指导老师-郭晓明老师，正是郭老师的帮助，使我省出了大量摸索的时间，以保证此次设计按时、以较好的质量完成。当然，也不能忘了同组其他成员，通过互帮互助不仅加深了同学之间的友谊，还达到了共同进步的目的。可以说，这必将是一段刻骨铭心的记忆。受知识水平限制，本设计中难免有不足之处，个别地方不乏出现错误，还望各老师批评指正。六、参考文献 1.刘天齐 三废处理工程技术手册（废气卷） 北京 化学工业出版社 1999 2.郝吉明 大气污染控制工程
