自動控制系統(tǒng)在除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

摘 要：當(dāng)下科技的飛速發(fā)展，使許多以前不曾有的技術(shù)得到了很大的革新，其中很重要的一個技術(shù)就是自動控制系統(tǒng)。對于除塵系統(tǒng)來講，自動控制技術(shù)對它的意義仍然很大。在對除塵系統(tǒng)的特點和要求進(jìn)行深入的分析之后，需要將自動控制技術(shù)完美的融入進(jìn)去，從而設(shè)計出一種可以基于PLC和組態(tài)軟件進(jìn)行除塵的運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)。此外，還需要配備十分完善的控制系統(tǒng)和比較簡易的操作方法，再加上堅固實用的硬件。這樣就可以實現(xiàn)在近程操作的同時，在遠(yuǎn)程也可以進(jìn)行控制，將這幾個功能進(jìn)行集合。不僅可以提高除塵系統(tǒng)的效率，而且對于工人的勞動強(qiáng)度也可以大大的降低，從而更快的達(dá)到工程的預(yù)期目標(biāo)，為生產(chǎn)提供便利，為企業(yè)降低成本，實現(xiàn)一種全方位的優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：自動控制系統(tǒng);除塵系統(tǒng);應(yīng)用研究

對許多大型的鋼鐵企業(yè)而言，在鋼鐵煉制的過程當(dāng)中，除塵系統(tǒng)是相當(dāng)重要的一個環(huán)節(jié)。因為在這個過程中，會有許多的粉塵，以及對人體有害的如一氧化碳、二氧化碳等物質(zhì)散入空氣當(dāng)中。這些物質(zhì)不僅對空氣有很大的破壞，而且會影響到工人們的生命健康，因此需要極大的關(guān)注。除此之外，國家近年來對于環(huán)境的建設(shè)給予高度的重視，對于環(huán)境的監(jiān)控力度也是越來越強(qiáng)。因此，鋼鐵企業(yè)在面對現(xiàn)有的除塵設(shè)備更新的同時，急需要進(jìn)行妥善的改造，以達(dá)到國家的排放標(biāo)準(zhǔn)，同時也可以保障工人們的生命健康。而在除塵設(shè)備的更新當(dāng)中，目前比較新穎的方法可以采取袋式除塵方式，并且還要配備比較先進(jìn)的自動控制系統(tǒng)，比如PLC自動控制技術(shù)。這樣才可以完善對煉鋼尾氣的凈化，只將干凈的空氣排放到大氣中。

1 除塵系統(tǒng)流程及要求

在鋼鐵煉制之后，尾氣會排放出來。這個時候煙塵最開始會從各種設(shè)備當(dāng)中排出來，通過管道才可以進(jìn)入風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)在進(jìn)行運(yùn)作之后，將一些廢氣運(yùn)入到除塵器當(dāng)中。一般的除塵系統(tǒng)中，除塵器會設(shè)置若干個除塵室，煙塵會在這若干個除塵室中得到逐步的凈化，最終會通過煙囪排放到空氣當(dāng)中。而粉塵則會在這個過程當(dāng)中被濾袋吸附，最終都會集中在卸灰倉。之后，再通過罐車將粉塵送到指定的地方進(jìn)行處理。而在整個除塵系統(tǒng)當(dāng)中，最需要考慮的就是濾袋所承受的溫度。由于濾袋的材質(zhì)所限，它的溫度承受能力是比較小的，大概為100℃左右。但煙在煉制過之后，它的溫度就會達(dá)到將近300℃。因此，需要對煙進(jìn)行降溫才可以進(jìn)行處理。而如何對煙的溫度進(jìn)行實時的控制，以及更加科學(xué)合理的將其進(jìn)行降溫，則是自動控制系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。尤其是風(fēng)機(jī)和電爐是同步開始運(yùn)作的，所以還需要對風(fēng)機(jī)進(jìn)行十分嚴(yán)格的控制才可以完成。

2 自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 除塵系統(tǒng)控制

2.1.1 除塵進(jìn)口處溫度的控制

除塵系統(tǒng)在使用的過程當(dāng)中，其風(fēng)機(jī)的功率會達(dá)到相當(dāng)大的程度，而功率大也就意味著風(fēng)量很大。所以只要控制好風(fēng)量，就可以有效的降低系統(tǒng)本身的能耗。這個系統(tǒng)它主要的除塵部件就是布袋，因此需要考慮到它的正常承受溫度在100℃左右，最高不應(yīng)該超過130℃，否則就會出現(xiàn)燒袋的現(xiàn)象，從而使得布袋失去除塵作用。在煉鋼煉鐵的過程當(dāng)中，由于粉塵和熱的產(chǎn)生，使得風(fēng)機(jī)溫度也會急劇的升高。為了可以在這些溫度當(dāng)中到達(dá)一個平衡點，需要通過自動控制設(shè)備，在溫度升高時用冷空氣進(jìn)行快速的降溫。

這就需要在除塵系統(tǒng)的吸風(fēng)通道里面安裝一個電動蝶閥，并且其前后兩端還需要各安裝一個溫度的監(jiān)控器，以檢測各端的溫度。而這個溫度監(jiān)控器需要采用鉑熱電偶作為測溫的部件，且需要用線性電路消除在這個過程當(dāng)中可能出現(xiàn)的誤差。之后將這些信號輸入到一個編程控制器當(dāng)中，從而控制電動蝶閥的開啟以降低溫度。

2.1.2 風(fēng)機(jī)的控制

在煉鋼煉鐵的過程當(dāng)中，當(dāng)煙氣產(chǎn)生的時候，是由風(fēng)機(jī)將其放入到除塵室當(dāng)中，因此風(fēng)機(jī)可謂是除塵系統(tǒng)當(dāng)中相當(dāng)重要的一個動力。在系統(tǒng)運(yùn)行的時候，風(fēng)機(jī)由于其電機(jī)軸的高速旋轉(zhuǎn)，會產(chǎn)生極高的熱量。如果持續(xù)工作，則會出現(xiàn)燒毀部件的情況，影響正常的運(yùn)行。因此對于風(fēng)機(jī)的控制，需要從風(fēng)機(jī)的選型和風(fēng)機(jī)軸的溫度控制兩個方面進(jìn)行。

在選取型號的時候，除塵系統(tǒng)要用比較常見的Y160M-

4型風(fēng)機(jī)，這種風(fēng)機(jī)的動力比較合理，功率為11kW。而在風(fēng)機(jī)的軸上面也要安裝一個溫度變送器，進(jìn)行溫度的傳感，并且最終通過PLC控制系統(tǒng)完成斷電、警報等功能。

2.1.3 進(jìn)煙閥和反吸閥的控制

在除塵系統(tǒng)的運(yùn)行過程當(dāng)中，進(jìn)煙和噴吹的控制需要有進(jìn)煙閥和反吸閥實現(xiàn)。將它們進(jìn)行控制的手段，大概可以分為四種：手動、自動、定時、壓差。而控制這兩個部位的主要概念，是將他們的開關(guān)時間進(jìn)行合理的分配。這樣就可以讓煙氣充分的進(jìn)入除塵室，以達(dá)到凈化的效果。同時還可以在條件允許的情況下，及時的噴吹出來，將粉塵放到卸灰裝置當(dāng)中，以免堵塞濾袋。

在進(jìn)行手動控制的時候，需要人工進(jìn)行按鈕控制煙閥和反吸閥的開關(guān)。而自動控制，則是在除塵系統(tǒng)自動運(yùn)作情況下，來控制這兩個部位的開關(guān)狀態(tài)。在定時控制方法下，是通過設(shè)定具體的時間，讓其達(dá)到循環(huán)不斷的噴吹。而壓差控制，則是在進(jìn)出口的壓差達(dá)到固定的值時進(jìn)行噴吹，這需要在其內(nèi)部安裝壓差傳感器，從而控制壓差值。

2.1.4 卸灰閥控制

對于卸灰閥的控制，基本上采取的是定時卸灰的方式。而實現(xiàn)其的手段只是需要通過對PLC內(nèi)部的定時器進(jìn)行軟件編程，從而控制具體的時間間隔，以固定的時間清理灰塵。

2.2 控制方式與操作方式

對于除塵系統(tǒng)的控制，基本上采取的是兩個方面，一個是PLC控制，另一個是上位機(jī)控制，可以對于整個系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在現(xiàn)場操作的時候，可以在控制面板上進(jìn)行操作。除塵系統(tǒng)的操作站一般會設(shè)置在爐前操作室，這樣可以進(jìn)行現(xiàn)場的操作和監(jiān)控。而對于現(xiàn)場具體的開關(guān)按鈕，則應(yīng)當(dāng)設(shè)置在單獨(dú)傳動設(shè)備的現(xiàn)場控制箱上。這種獨(dú)立傳動設(shè)備的控制操作有以下兩種方式：第一種方式是現(xiàn)場操作方式。在現(xiàn)場控制箱上，可以將開關(guān)進(jìn)行選擇手動操作或者是遙控。這種模式一般下只用于維修目的，可以直接通過現(xiàn)場開關(guān)控制運(yùn)行和停止;第二種是遙控模式，則是在人機(jī)接口系統(tǒng)的主控制臺上，通過進(jìn)行軟手動或是自動的控制。在軟手動操作模式下，對于除塵系統(tǒng)的調(diào)節(jié)以及輸灰系統(tǒng)的閥門控制等，采取自動和手動操作結(jié)合，并且可以在微機(jī)界面上進(jìn)行操作。在自動模式之下，一般是安全連鎖在運(yùn)行，在設(shè)備部當(dāng)中用PLC控制程序，最終在人機(jī)界面上可以進(jìn)行顯示。

2.3 硬件及軟件的選擇

為了符合以上的設(shè)計要求，因此在對系統(tǒng)選擇的時候，最好選用SLC500系列的產(chǎn)品。這種產(chǎn)品在處理的時候會有相當(dāng)快的速度，并且功能強(qiáng)大;它不需要任何通訊模塊，只需要將電纜進(jìn)行擴(kuò)展就可以實現(xiàn)。此外，它的現(xiàn)場總線的形式會多種多樣，模塊較為靈活，使用過程當(dāng)中可以根據(jù)情況來組成控制系統(tǒng)。它還可以適用各種溫度和濕度，有較好的抗震、減震功效。

在軟件的選擇過程當(dāng)中，需要按照具體的控制流程和算法來進(jìn)行編寫程序系統(tǒng)，從而控制整個除塵系統(tǒng)。而在對于PLC與上機(jī)位的通信過程當(dāng)中，需要通過組態(tài)軟件來進(jìn)行實現(xiàn)。這種技術(shù)會將流程和設(shè)備狀態(tài)等，以形象的方式展現(xiàn)出來。并且在具體的運(yùn)行過程當(dāng)中，組態(tài)軟件還可以在驅(qū)動程序和外部設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)，而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和指令的發(fā)放。此外，還可以實現(xiàn)檢索和警報等功能。

3 結(jié)束語

除塵系統(tǒng)的運(yùn)行對于煉鋼之后尾氣的處理，有著極其重要的作用。而在其中融入自動控制系統(tǒng)既是時代的需求，也是當(dāng)下對于環(huán)境控制必不可少的一項環(huán)節(jié)。因此在運(yùn)用的時候，最好采取兩級控制的方法：通過上機(jī)位對計算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，并對具體的環(huán)節(jié)進(jìn)行操作;而在下機(jī)位，則采取對現(xiàn)場設(shè)備的控制，將信息進(jìn)行采集和處理。從而使得整個系統(tǒng)可以成為完善的整體，實現(xiàn)功能多樣、性能保障、方便維修等等，達(dá)到整體的控制效果。如此，便可以減少員工的工作強(qiáng)度，還能避免一些事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝坤.自動控制技術(shù)在除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].自動化應(yīng)用， 2020（01）：144-146.

作者簡介：

吳鵬（1984- ），男，漢族，籍貫：安徽安慶，學(xué)歷：大學(xué)本科，職稱：助理工程師，研究方向：除塵設(shè)備。