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天津理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 屆：2016 學(xué)院：自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 2016年 3月 2日 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目 布袋除塵器控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 職稱(chēng) 一、研究的目的和意義 隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展和世界人口的急劇膨脹，空氣污染物質(zhì)的排放急劇 增加，加劇了空氣的污染，對(duì)人類(lèi)的生存造成了極大的危害。治理空氣污染，控制大氣污染物的排放已經(jīng)成為了一貫迫在眉睫的社會(huì)問(wèn)題。以含塵廢氣為例，在工業(yè)生產(chǎn)中，各種廢氣的來(lái)源非常廣泛，冶金、化工、建筑、煉油、煉焦、合成纖維、電力行業(yè)等生產(chǎn)過(guò)程中時(shí)時(shí)刻刻都有大量的含塵廢氣在產(chǎn)生。 布袋除塵器作為一種高效除塵設(shè)備，目前已廣泛應(yīng)于各工業(yè)部門(mén)，尤其用在鋼鐵企業(yè)。近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及愈來(lái)愈嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)要求，布袋除塵器在產(chǎn)量上有了相當(dāng)大的增長(zhǎng)，品種也日漸增多。隨著現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的要求，適宜地設(shè)計(jì)整個(gè)除塵系統(tǒng)的自動(dòng)化控制也變得更加重要，不僅對(duì)于控制污染、保護(hù)環(huán)境有重要作用，而且對(duì)于提高設(shè)備處理含塵氣體的能力，降低人工勞動(dòng)作業(yè)，增加系統(tǒng)的可靠性，也具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。 二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 布袋除塵器在十八世紀(jì)八十年代開(kāi)始出現(xiàn)一批，當(dāng)時(shí)只是使用一些掛袋，設(shè)備的工作效率較為低。1881年德國(guó)一家工廠的機(jī)械振動(dòng)，清灰式袋式除塵技術(shù)開(kāi)始商業(yè)化使用特別是1957年脈沖袋式除塵技術(shù)的研發(fā)，就被認(rèn)為是袋式除塵技術(shù)的一次重大發(fā)展，它包含了上次設(shè)備的所有性能，而且內(nèi)部無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，除塵布袋壽命也延長(zhǎng)了。二十世紀(jì)七十年代后，布袋除塵器技術(shù)向大型化發(fā)展。美、澳歐洲結(jié)合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，相繼研發(fā)的大型布袋除塵器被廣泛的使用于燃煤電站、干法水泥回轉(zhuǎn)窯腰圍和電爐除塵。 我國(guó)從二十世紀(jì)五十年代初期，從蘇聯(lián)整機(jī)引進(jìn)機(jī)械振動(dòng)和反吹袋式除塵技術(shù)后，布袋除塵器就在我國(guó)有了廣泛的使用。進(jìn)入了七十年代我國(guó)就開(kāi)始出現(xiàn)了一批生產(chǎn)布袋除塵器的企業(yè)，到現(xiàn)在為止大部分已經(jīng)成為了我國(guó)生產(chǎn)布袋除塵器的骨干企業(yè)。進(jìn)入八十年代后，我國(guó)的袋式除塵技術(shù)得到了更進(jìn)一步的發(fā)展，袋式除塵器在我國(guó)礦山、建材、食品、制藥、冶金、化工等行業(yè)已經(jīng)成功應(yīng)用多年，袋式除塵器在全國(guó)不同地區(qū)的應(yīng)用，如天津開(kāi)發(fā)區(qū)5號(hào)熱源廠、張家港保稅區(qū)熱電廠、焦作發(fā)電廠；而且許多火電廠的靜電除塵器改造成了袋式除塵器，如呼和浩特?zé)犭姀S、赤峰市富龍熱力股份有限公司熱電廠。根據(jù)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)袋式除塵委員會(huì)的相關(guān)預(yù)測(cè)，我國(guó)從十一五規(guī)劃對(duì)環(huán)境保護(hù)大大提高了要求，預(yù)計(jì)布袋除塵器會(huì)成為市場(chǎng)主導(dǎo)，國(guó)際上也是這種趨勢(shì)。 天津理工大學(xué)教務(wù)處制表 三、研究?jī)?nèi)容與要求 （1）設(shè)計(jì)要求 本體清灰部分：14個(gè)過(guò)濾室(雙排27),每室21個(gè)脈沖閥(DC24V，20W)，共294個(gè)脈沖閥,每室2個(gè)氣缸電磁閥(DC24V，20W)，共28個(gè)汽缸電磁閥；進(jìn)、出口壓差變送器1臺(tái)（4~20mA)；進(jìn)口溫度傳感器(PT100，4~20mA)。 輸灰部分：每個(gè)灰斗設(shè)置1個(gè)空氣炮（DC24V，20W)、1個(gè)卸料電機(jī)1.1KW(AC380V)，共計(jì)14個(gè)灰斗(雙排27)；2臺(tái)(雙排)切出刮板電機(jī)7.5KW(AC380V)，1臺(tái)(2臺(tái)除塵共用)集合刮板電機(jī)5.5KW(AC380V)，1臺(tái)(2臺(tái)除塵共用)斗提電機(jī)4KW(AC380V)，集合刮板機(jī)出料口處1個(gè)空氣炮（DC24V，20W)，斗提機(jī)出料口處1個(gè)空氣炮(DC24V，20W)。 灰倉(cāng)部分(2臺(tái)除塵共用)：有高料位計(jì)1個(gè)(AC220V，開(kāi)關(guān)量)、1個(gè)空氣炮（DC24V，20 W)、1個(gè)卸料電機(jī)1.5KW(AC380V)，1臺(tái)加濕機(jī)電機(jī)18.5kW（AC380V）。 （2）控制要求 本體清灰程序(設(shè)置設(shè)手動(dòng)/停止/自動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)):合上電源開(kāi)關(guān)→電源指示燈亮→按下啟動(dòng)按鈕第l個(gè)室的汽缸閥(2個(gè)同時(shí)動(dòng)作)關(guān)閉5秒后該室的第1個(gè)脈沖閥噴吹0.3秒(設(shè)可調(diào))→ 10秒(設(shè)可調(diào))后該室的第2個(gè)脈沖閥噴吹0.3秒(設(shè)可調(diào))→ 10秒(設(shè)可調(diào))后→??該室的第21個(gè)脈沖閥噴吹0.3秒(設(shè)可調(diào))→ 15秒(設(shè)可調(diào))后第一個(gè)室的汽缸閥打開(kāi)→下一室的汽缸閥關(guān)閉進(jìn)行下一室工作(工作原理同第一室)以此類(lèi)推到第14個(gè)室工作完后停止30分鐘(設(shè)可調(diào))后進(jìn)入下一周期循環(huán)工作。在停止時(shí)間內(nèi)進(jìn)出口壓差差值超過(guò)設(shè)定值(設(shè)可調(diào))時(shí),開(kāi)始噴吹清灰,壓差優(yōu)先。配除塵頂部脈沖閥與汽缸設(shè)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制箱。控制方式:自動(dòng)控制(壓差與定時(shí)混合控制)。 輸灰部分程序(設(shè)置設(shè)手動(dòng)自動(dòng)選擇開(kāi)關(guān))：按下起動(dòng)按鈕→斗提機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)→集合刮板機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)→切出刮板機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)→第一排第一個(gè)灰斗的卸料器開(kāi)啟2分后(設(shè)可調(diào))停止→第一排第二個(gè)灰斗的卸料器開(kāi)啟2分后(設(shè)可調(diào))停止→??以此類(lèi)推到第一排第7個(gè)灰斗，灰斗的卸料器開(kāi)啟2分后(設(shè)可調(diào))停止→第二排第一個(gè)灰斗的卸料器開(kāi)啟2分后(設(shè)可調(diào))停止→第二排第二個(gè)灰斗的卸料器開(kāi)啟2分后(設(shè)可調(diào))停止→??以此類(lèi)推到第二排第7個(gè)灰斗，灰斗的卸料器開(kāi)啟2分后(設(shè)可調(diào))停止,第一排第二排循環(huán)交替工作。按下停止按鈕后應(yīng)先停卸灰閥2分鐘后切出刮板機(jī)關(guān)閉→2分鐘后集合刮板機(jī)關(guān)閉→2分鐘后斗提機(jī)關(guān)閉。卸灰閥、刮板機(jī)、斗提機(jī)應(yīng)實(shí)現(xiàn)連鎖控制，振動(dòng)電機(jī)現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)動(dòng)控制。刮板機(jī)、卸料器、振動(dòng)電機(jī)、斗提機(jī)設(shè)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制箱。當(dāng)灰斗粉塵到高位時(shí)自動(dòng)報(bào)警(蜂鳴器)。 灰倉(cāng)部分：灰倉(cāng)到高位時(shí)自動(dòng)報(bào)警，輸灰系統(tǒng)自動(dòng)停止；空氣炮現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)動(dòng)操作；灰倉(cāng)卸灰程序：開(kāi)啟加濕機(jī)主電機(jī)5秒后，開(kāi)啟卸灰閥，停止時(shí)先停卸灰閥，加濕機(jī)主電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行2分鐘。 四、設(shè)計(jì)思路 天津理工大學(xué)教務(wù)處制表 設(shè)計(jì)工作中要求合理地選定布袋除塵器的基本參數(shù)，正確地進(jìn)行除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)主要由除塵器本體、卸灰系統(tǒng)及風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)及管道的溫度。壓力測(cè)量與故障報(bào)警等幾部分構(gòu)成，其中除塵器本體主要完成清灰控制，PLC控制系統(tǒng)的主要控制功能有清灰、卸灰溫度與壓力控制、風(fēng)機(jī)入口多葉調(diào)節(jié)閥控制等。 清灰控制方式有定時(shí)。差壓。手動(dòng)三種，清灰周期與間隔可調(diào)，清灰室號(hào)、 閥號(hào)數(shù)字顯示。卸灰控制是當(dāng)灰斗滿時(shí)，PLC系統(tǒng)聲學(xué)報(bào)警，間隔一段時(shí)間灰斗順序開(kāi)始卸灰，灰倉(cāng)到高位時(shí)自動(dòng)報(bào)警，輸灰系統(tǒng)自動(dòng)停止；控制方式可手動(dòng)與自動(dòng)。除塵器進(jìn)出口壓差，溫度與壓力值均進(jìn)入PLC控制系統(tǒng)，完成對(duì)除塵器的控制與保護(hù)報(bào)警。本系統(tǒng)采用的計(jì)時(shí)器具有TONR延時(shí)積分型，具有掉電自保功能。同時(shí)有軟件程序?qū)Ψ礇_泵、鼓風(fēng)機(jī)、和出水閥進(jìn)行故障檢測(cè)、故障判斷和進(jìn)行故障保護(hù)控制。 五、任務(wù)完成階段內(nèi)容和時(shí)間安排 第八學(xué)期1-2 周　　完成布袋除塵器的原理學(xué)習(xí)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。 第八學(xué)期3-4 周　　完成布袋除塵器工藝的分析，I/O地址的分配。 第八學(xué)期5-6周　　了解布袋除塵器的硬件設(shè)計(jì)方法和具體電路形式。 第八學(xué)期7-8周　　完成布袋除塵器系統(tǒng)的軟件流程圖、利用梯形圖實(shí)現(xiàn)。 第八學(xué)期9－10周　中期檢查。 第八學(xué)期11-12周　進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿的書(shū)寫(xiě) 第八學(xué)期13-15周　畢業(yè)設(shè)計(jì)完善與整理階段。并最終定稿。 第八學(xué)期16周　　 畢業(yè)答辯階段。 六、參考文獻(xiàn) [1]郭繼紅.高爐煤氣布袋除塵系統(tǒng)的研究[D].重慶：重慶大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，2006. [2]吳中慧.基于PLC的袋式除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].武漢：武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，2011. [3]林萬(wàn)明，宋秀安高爐煉鐵生產(chǎn)工藝[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010. [4]孫熙. 袋式除塵器技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009 [5]唐敬麟，張陸虎，除塵裝置系統(tǒng)以及設(shè)備設(shè)計(jì)選用手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社 [6]朱燕．袋式除塵器在火電廠的應(yīng)用分析[J]．山西電力，2004，5：45．47 [7]吳中俊，黃永紅.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [8]程文峰.布袋除塵器的應(yīng)用[J].江西能源.2008（2）：42-44 [9]天津理工大學(xué)教務(wù)處制表 詹濤，張?jiān)苽?一種袋式除塵器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].有色設(shè)備，2011（3）：28-31 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 該生對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和任務(wù)理解到位，對(duì)設(shè)計(jì)所涉及的課題意義、國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r和研究?jī)?nèi)容闡述合理、全面，擬采取的研究方法、研究手段和研究步驟可行，同意開(kāi)題。 簽字： 年 月 日 天津理工大學(xué)教務(wù)處制表