无机膜分离除尘器自动控制系统设计

维普资讯 http://www.cqvip.com 第３６卷第１期　贵州工业大学学报（自然科学版）　Ｖ０１．３６　Ｎｏ．１　２０ｏ７年２月　ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＵＩ　ＩＵＮⅣＥＲＳＩＴＹ０Ｆ　Ｃ｝玎　０ＧＹ　Ｆｅｂｒｕａｒｙ．２００７　（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｄｅｎｅｅ　Ｅｄｉｉｔｏｎ）　文章编号：１００９－０１９３（２００７）０１．０００５．０３　无机膜分离除尘器自动控制系统设计　李莉娅　，２　（１．贵州大学化学工程学院，贵州贵阳５５０００３；２．贵州科技工程职业学院，贵州贵阳５５ｏ００３）　摘要：本文描述了新研制的无机膜除尘器的工作原理和控制要求，针对该除尘器的特点，为　了克服以前采用接触器、继电器控制的缺点，采用可编程控制器重新设计了控制系统，经过实　践证明，该系统克服了以前的控制景统的控制不准确，电磁阀误动作、易损坏流量计，控制工艺　参数设定不方便等缺点，取得了较好的控制效果。　关键词：膜分离；可编程控制器；除尘器　中图分类号：ＴＩ　７４　文献标识码：Ａ　０　引　言　膜分离过程是一门新兴的多学科交叉的高新技术，我国膜分离技术目前除大规模用于海水、苦咸水的　淡化及纯水、超纯水生产外，还用于食品工业、医药工业、生物工程、石油、化学工业、环保工程等领域。本无　机膜分离除尘器是使用ａ—Ａ１２０３无机膜应用到高温烟气的除尘领域的一种新型设备。以前的试制装置采　用普通继电器、接触器控制，出现了经常开关断电磁阀时间控制不准确，电磁阀误动作等问题，造成经常损　坏流量计的事故，工作不可靠。针对前面设计的除尘装置的问题，本文选用新型可编程控制器重新设计控　制系统来解决上述问题。由于可编程控制器可以进行多参数控制，并且调节简单、方便，所以采用可编程控　制器对电磁阀的工作前后设定延时，解决了电磁阀工作存在滞后的问题。在试验阶段运用可编程控制器控　制系统，可以随时改变各个操作工艺参数，为研制无机膜分离除尘装置的可靠控制系统找到了基本的工艺　参数。　１膜分离除尘器的工作原理和控制要求　１、１膜分离除尘器的工作原理　无机膜分离除尘装置的工作原理图如图１所示，图中描述的是无机膜分离除尘装置中试装置流程，其工　作流程如下：　含尘气体由风机３送入膜分离组件２，此时，出口电磁阀６打开，除尘器进入除尘状态，工作一段时间　后，由于部分膜孔被堵塞，流量下降，关闭出口电磁阀６，打开反吹电磁阀７，进行反吹，到达反吹时间后关闭　反吹电磁阀７，打开出口电磁阀６，含尘气体进入膜组件２，又进入除尘工作状态，如此往复工作。　１．２无机膜除尘器的控制要求　无机膜陶瓷组件在工作一段时间后，因为粉尘的附着，造成膜污染，导致膜通量下降。因此，无机膜除　尘器控制除了要满足工作原理中所描述的控制流程外，还需要对膜进行反吹清洗以实现膜的再生，所以在　流程设计中，要实现对流程的控制，设计的控制系统要满足其功能要求：保持风机工作，首先打开出口电磁　阀６，进入除尘状态，工作一段时间后（可设定），由于部分膜孔被堵塞，流量下降，关闭出１３电磁阀６，由于电　磁阀关闭需要时间（电磁阀关闭有滞后），所以我们保持关闭３　ｓ之后（否则高压气体进入流量计容易造成破　坏）打开反吹电磁阀７，进行反吹，根据试验反吹时间为２　ｓ（此时风机空转）可以满足清洁要求，到达反吹时　间后关闭反吹电磁阀７，打开出口电磁阀６，含尘气体进入膜组件２，实现一个工作循环。　收稿日期：２００６—０９－２５　作者简介：李莉娅（１９７３一），女，贵州安顺人，在读硕士，材料工程方向　维普资讯 http://www.cqvip.com ６　贵州　工业大学学报（自然科学版）　２００７年　１．高压气源；２．膜分离组件；３．风机；４．ＰＬＣ控制器；５．压差计；６．出１：３电磁阀；７．反吹电磁阀；８．流量计　图１无机膜分离除尘器中试装置流程图　２无机膜除尘器控制系统设计　２．１控制器的选择　是Ｓｉｅｍｅｎｓ推出的一款小型可编程控制器，在电动机保护和软启动中，得到了广泛的应用。ＬＯ．　Ｇｏ是可编程序控制器的新一代超小型控制器，又称为可编程通用逻辑控制模块，和以往的ＰＬＣ相比有以下　优点：编程语言简单；编程操作简单；输出电流大；自带显示面板，参数设置方便；成本较低等优点，结合本除　尘装置的Ｉ／Ｏ点数（５点）选用Ｌ【）Ｇ０２３０Ｉ　（带８个数字量输入和４个继电器型输出（１０Ａ））．　２．２　ＩｏＧｏ除尘器控制系统设计　根据控制系统的要求，先分配Ｉ／Ｏ端口，并绘制出￣ｌＥ按钮。　Ｌ　Ｎ　自　３０ＲＣ电磁阀动作控制外部接线图；如图２所　示。图３为风机控制接线图，设计中采用交流接触器ＫＭ控制风机的启停，其中ＳＢ为启动按钮；ＳＢ２为停　２２０Ｖ　Ｉ　一停止　按扭　Ｉ　Ｎ　Ｌ　Ｉ１　Ｉ２　Ｉ３　ＬＯＧＯ　（２３０ＲＣ）　ＱＩ　Ｑ２　Ｉ　ｌ　。０ｏ　Ｑ　。Ｕ　●　Ｌｌ　１ｊＩ　ｌ１’０ｎ０　－Ｑ－　　图３风机控制接线图　ＦＴ　。ｌｌ　Ｉ　ｌ‘亍ｌ’　图２　Ｉ．ｏＧ０控制外部接线图　维普资讯 http://www.cqvip.com 第１期　李莉娅：无机膜分离除尘器自动控制系统设计　７　图３中ＱＦ为空气开关，ＫＭ是接触器的两个触点，ＱＦ闭合时，按下按钮ＳＢ１启动接触器ＫＭ，风机开　始工作，同时加了热继电器ＦＲ作过载保护。　根据控制元机膜除尘器的工艺要求，结合图２的ＬＯＧＯ２３０ＲＣ外部接线图设计出控制逻辑程序图４。　其功能可结合图２对其进行说明如下：　。　　、按下启动按钮（图２）一输入端Ｉ１采集到上电压一接通ＵＩ（接通延时触发器）延时１　一或门Ｕ２输出高　电平一Ｉ　触发器Ｕ３（Ｓ端为高，Ｒ端此时为低）输出高电平一与门Ｕ４（与门的另一输入端Ｑ２为低，经非门　Ｕ９变为高）一使与门Ｕ４输出高电平，Ｑ１输出（接通出口电磁阀６）。　撬　Ｉ３　≥　陂通延　Ｒｓ　Ｓ　图４　控制逻辑程序　Ｑ１输出继电器输出的同时，接通Ｕ６的ＴＲＧ端，接通延时触发器Ｕ６，６０　Ｓ后输出（自保持），使Ｕ５输出　高电平，复位Ｕ３－－－￣Ｕ４输出低电平，从而使Ｑ１断开（使出口电磁阀接通６０　Ｓ后自动断开）；另一方面：（从Ｑ１　输出接通后看）Ｑ１接通，接通Ｕ６，接通延时６０　Ｓ后，触发器输出高电平一接通Ｕ８，接通延时３　Ｓ后输出一置　位Ｕ１０一使Ｕｌｌ输出，Ｑ２接通（打开反吹电磁阀）一Ｑ２反吹接通，同时接通Ｕｉ４，２　Ｓ后输出一复位Ｕ６；复　位Ｕ１０，断开Ｑ２（停止反吹）；接通Ｕ１５，３　Ｓ后输出，使Ｕ１６输出高电平，使Ｕ２输出高电平，置位Ｕ３使Ｕ４　输出高电平（Ｑ１接通，进入除尘工作状态），至此已完成一个工作循环。．　３控制系统的运行与结果分析　在整套装置中，控制高压气体入口以及清洁气出口开闭的精度为０．１　ｓ（可设定范围０．１　Ｓ一９９　ｈ），两个　电磁阀的型号均为ＺＱＤＦ－４０Ｆ—ＩＩ，交流２２０　Ｖ，工作压力为０—１．６　ＭＰａ，介质为含微小粉尘的气体，工作　温度不大于２５０℃．此外，风机选用９—１９型高压离心通风机，全压３５００　Ｐａ、流量４０００　ｍ３／ｈ．实际安装完成　后，按下风机启动按钮，使风机运行，运行结果如下：　（１）运行控制程序，按下图２电磁阀控制电路图中的启动按钮，Ｉ１口检测延时１　ｓ；　（２）置位输出Ｑ１，使输出口电磁阀６打开（进入除尘工作状态）；　（３）Ｑ１输出（出口电磁阀）保持接通６０　Ｓ后断开；触发接通延时继电器（延时３　ｓ）后置位Ｑ２（反吹电磁　阀）；　（４）Ｑ２输出（反吹电磁阀）保持接通２　Ｓ后断开；同时触发接通延时继电器（延时３　Ｓ），转向运行（２）步往　复运行；　（５）按下，停止按钮，停止所有输出，电磁全部关闭。　本系统采用了ＬＯＣＫ）２３０ＲＣ控制器控制电磁阀的方案实现了该装置的自动反吹，即用两（下转第１１页）　维普资讯 http://www.cqvip.com 第１期　文。２００２．　顾尚义：黔西北地区铅锌矿硫同位素特征研究　１１　［５］黄智龙，陈进，刘丛强，等．峨眉山玄武岩与铅锌矿床成矿关系初探一以云南会泽铅锌矿床为例［Ｊ］．矿物学报，２００１，　（４）：６８１—６８８．　［６］刘幼平，杭家华，张伦尉，等．黔西北铅锌矿集区成矿条件及找矿潜力探讨［Ｊ］．矿产与地质，２００４（６）：５４５—５４９．　［７］郑永飞，陈江峰．稳定同位素地球化学［Ｍ］．北京：科学出版社，２０００．　［８］Ｈｏｌｓｅｒ，Ｗ．Ｔ．，Ｍａｇａｒｉｔｚ，Ｍ．，ａｎｄ　Ｒｉｐｐｅｒｄａｎ，Ｒ．Ｌ．Ｇｌｏｂａｌ　ｉｓｏｔｏｐｉｃ　ｅｖｅｎｔｓ［Ｍ］．Ｉｎ：Ｇｌｏｂａｌ　Ｅｖｅｎｔｓ　ａｎｄ　Ｅｖｅｎｔ　Ｓｔｒａｔｉｇｒａｐｈｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｐｈａｎｅｒｚｏｉｃ（ｏａ．Ｗａｌｌｉｓ盯，Ｏ．Ｈ．），Ｓｐｒｉｎｇｅｒ—Ｖｅｒｌａｇ，Ｂｅｒｌｉｎ，１９９６．　［９］Ｏｈｍｏｔｏ，Ｈ．Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｓｏｆ　ｓｕｌｆｕｒａｎｄ　ｃａｒｂｏｎｉｓｏｔｏｐｅｓｉｎ　ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｏｒｅｄｅｐｏｓｌｔｓＥＪ］．Ｅｃｏｎ．Ｇ　．，１９７２，（６７）：５５１—５７８．　［１０］Ｏｈｍｏｔｏ，Ｈ．ａｎｄ　Ｒｙｅ，Ｒ．Ｏ．Ｉｏｔｓｏｐｅｓ　ｏｆ　ｓｕｌｆｕｒ　ｎｄ　ｅａａｒｂｏｎ［Ｍ］．Ｉｎ：￣２ｎｄ　Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｊｏｈｎ　Ｗｉｌｅｙ　ａｎｄ　Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ，１９７９．　ｍｆｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｈｙａｒｏｔｈｅｒｍａｌ　Ｏｒｅ　ｔｓ（ｅｄ．Ｂａｍ￣），　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｓｕｌｆｕｒ　Ｉｓｏｔｏｐｉｃ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｌｅａｄ‘＿　Ｚｉｎｃ　Ｄｅｐｏｓｉｔｓ　ｉｎ　Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　．　ＧＵ　Ｓｈａｎｇ—ｙｉ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎ＿ｇ　５５０００３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｕｌｆｕｒ　ｉｓｏｔｏｐｉｃ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ　ｆ　ｏｓｕｌｆｉｄｅ　ｍｉｎｅｒａｌｓ　ｆ　ｏｌｅａｄ—ｚｉｎｃ　ｄｅｐｏｓｉｔｓ　ｉｎ　ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ｒｓｕｌｅｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｕｌｆｕｒ　ｉｏｔｓｏｐｉｃ　ｏｍｐｏｓｉｃｔｉｏｎｓ　ａｒｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｏｒｅ　ｄｅｐｏｓｉｔｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ　ｓｕｌｆｒ　ｉｕｏｔｓｏｐｉｃ　ｏｍｐｏｓｉｃｔｉｏｎｓ　ｉｎ　Ｓｈｕｉｅｈｅｎｇ　ａｒｅ　ｄｉｓ—　ｔｉｎｃｔ　ｆｒｏｍ　ｔｈｏｓｅ　ｉｎ　Ｈ　ａｎｇ．Ｉｔ　ｉｓ　ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｉｎｔｅｇｒａｔｄ　ｓｔｅｕｄｙ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｕｌｆｕｒ　ｏｆ　ｌａｄ—ｚｉｅｎｃ　ｄｅ—　ｐｏｓｉｔｓ　ｉｎ　ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　ｗａｓ　ｐｏｓｓｉｂｌｙ　ｄｅｒｉｖｅｄ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｇｙｐｓｕｍ——ｂｅａｒｉｎｇ　ｓｔｒａｔａ　ｅｘｃｅｐｔ　ｆｏｒ　ｌｅａｄ—ｚｉｎｃ　ｄｅｐｏｓｉｓ　ｔｈｏｓｔ—ｒｏｃｋ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌａｄ—ｚｉｅｎｃ　ｄｅｐｏｓｉｓ；ｓｕｌｔｆｕｒ　ｉｏｔｓｏｐｅ；ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ　Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　（上接第７页）个继电器分别控制高压气源的电磁阀和清洁气出口的电磁阀，运行中没有发生电磁阀误动作　和流量计被损坏的情况。实际运行结果显示，采用Ｌ（￣Ｄ２３０ＲＣ控制系统的膜分离除尘器，克服了原有控　制系统的不足，运行可靠，可以进行多参数控制，并且调节简单、方便，取得了满意的控制效果。　参考文献：　［１］金国森．除尘设备［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００２．　［２］时钧，袁权．膜技术手册［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００１．　［３］刘荣娥．膜分离技术应用手册［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００１　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ａｂｉｏ——ｍｅｍｂｒａｎｅ　Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　Ｄｕｓｔ——ｃｌｅａｎｅｒ　ＬＩ　Ｌｉ—ｙａ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｇ，Ｇｕｉｎｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ；Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｌｌｇｅ　ｏｅｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｇ，ｎＧｕｉｙａｎｇ　５５０００３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｗｏｒｋ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｆ　ｏＡｂｉｏ—ｍｅｍｂｒａｎｅ　Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　Ｄｕｓｔ—ｄｅａｎｅｒ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｌａｔｅｌｙ　ｎｄ　ａｉｓ　ｃｔｏｎｔｒｏｌ　ｄｅｍａｎｄｓ　ｗｅｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ａｎｄ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｄｕｓｔ—ｃｌｅａｎｅｒ，ｔｈｅ　ＰＬＣ　ｏｎｔｃｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ＷＳＳ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｔｏ　ｏｖｅｒｏｍｅ　ｔｈｅ　ｄｉｃｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｆｏｒｍｅｒ　ｃｏｎｔａｃｔｏｒ　ａｎｄ　ｒｅｌａｙ　ｃｏｎｔｏｌｒ　ｓｙｓｔｅｍ，ｓｕｃｈ　ａＳ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｖａｌｖｅ　ｍａｌ—ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｂｅｉｎｇ　ｅａｓｙ　ｔｏ　ｄａｍａｇｅ　ｆｌｏｗｍｅｔｅｒ，ｂｅｉｎｇ　ｉｎｃｏｎｖｅ—　ｎｉｅｎｔ　ｔｏ　ｅｔ　ｓｏｒ　ｍｏｄｉｆｙ　ｔｃｈｎｉｅｃａｌ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｅｔｃ．Ｉｔ　ｉｓ　ｐｒｏｖｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ＰＬＣ　ｏｎｔｒｃｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｂｔａｉｓ　ｎｐｒｅｆｅｒ—　ａｂｌｅ　ｏｎｔｃｒｏｌ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍｅｒ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｅｍｂｒｎｅ　ｆｉａｌｔｒａｔｉｏｎ；ｐｒｏｇｒａｎｇｎａｂｌｅ　ｌｏｇｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ｄｕｓｔ’‘ｃｌｅａｎｅｒ