和软件设计两方面探讨了Simati　　上反吸K阀>1，M反吸。风机现代化工业的飞速发展，给人类的生产、生活带来了极大的便利，同时也给人类的生存环境带来了不可避免的污染。工矿企业如火力发电厂、钢铁厂、化工厂等每天都会产生和排放大量的工业废气和粉尘，如果不采取行之有效的烟气捕集及净化措施，那么，所带来的环境污染将会日趋严重。所以，工业废气和粉尘的处理对一个城市的环境保护具有极其重要的作用。

　　除尘控制系统在烟尘治理方面发挥了重要作用，国内外曾先后投入大量人力物力进行研究开发，取得了一定的成果。但是在实际应用中，除尘控制系统普遍存在成本高、效率低、运行不稳定等问题，造成许多除尘器不能发挥应有的潜力，除尘效率不高，达不到预期的设计效果。因此如何充分发挥除尘器功能，如何把计算机技术和现代控制技术应用于除尘器以克服现有除尘控制系统的弊端，是摆在我们面前的一个重要课题。

　　PLC是以先进的计算机技术为核心的自动控制器，它的功能强、可靠性高、安装灵活、使用方便、性价比高，近年来在工业生产控制中得到越来越广泛的应用，在环保的粉尘处理设备控制中也得到一定程度的推广和应用。

　　1除尘器的工作原理除尘控制系统主要由主风机、反吸风机、电动蝶阀、除尘器、粉尘输送装置、管道、阀门等组成（其工艺流程如所示）。含尘烟气在主风机的吸引下，使其温度下降后进入布袋除尘器除去烟气中的粉尘，净化后的气体在反吸风机的吸引下经烟囱排入大气；除尘器随着粉尘的积累，压差逐渐增大，当压差增至设定值时，除尘器逐仓进行清灰，然后逐仓进行卸灰，定期用车运走。

　　除尘控制系统运行时，PLC按设定好的时间间隔输出信号，依次驱动布袋除尘器上12个室48个电动蝶阀动作，从而使除尘器上的每一组布袋工作，达到除尘的效果。

　　粉尘吸气毕|个|上街：除尘系统工艺流程除尘控制系统设计2.1控制要求本系统的上位机控制现场所有设备，所有现场设备的工作状况也可以从上位机上观测到，有如下功能：远程/现场启停1、2主风机及反吸风机；对所有控制的数字量，模拟量信号实现高精度智能检测；具有自动/手动转换、定时清灰，急停整个系统的功能，实现自动清灰、卸灰控制等；具有实时监控、历史数据存储和查询、实时数据动态显示、打印和报警等功能，并且可实现参数设定和远程控制。

　　2.2控制系统硬件配置根据除尘设备对控制系统的上述要求，系统采用Simatic公司S7-200PLC及配套模块EM231，EM223作为下位机实现温度控制、压力控制、清灰控制、卸灰控制等，选用PC机作为上位机进行除尘监控（系统构成与配置如所示）。

　　S7-200是目前小型PLC中最具代表性的一种，具有软硬件资源丰富、通信功能强大、价格低廉、性能优异、程序容量较大、运行速度快、编程灵活等优点，是目前工控方面的主流控制器。

　　本工程中选用的CPU型号为CPU226，是S7-200系列中性价比较高的CPU，其集成24输入/16输出共40个数字量I/O点，可卜。位机|除尘控制系统构成与配置图连接7个扩展模块，最大可扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点，用以控制主风机，反吸风机等的起停及连锁保护。CPU226有2个RS485通信/编程口，通过西门子专用PPI通信电缆既可作为编程口实现程序的编制和调试，又可在运行时作为串行口与其他设备进行通信。

　　EM231具有4路模拟量输入的A/D模块，将采集到的温度和压力信号经热电阻（PT100）及压力变送器送入CPU进行控制算法处理。EM232具有2路模拟量输出的D/A模块，将通过控制器得到的控制量送给电动蝶阀调节开度，从而使烟气温度达到控制要求。

　　2.3控制策略对于炉窑等高温烟气净化系统，烟气温度控制关系到设备的安全和寿命，除尘系统要求烟气温度控制在1809左右。进入除尘器的烟气温度过高会烧毁滤袋或使滤袋寿命缩短；烟气温度过低又会产生结露现象，引起粉尘在滤袋上板结，导致清灰困难，除尘器阻力不断上升甚至形成恶性循环，系统瘫痪。另外，烟气温度太低时，风机负荷加大甚至超载，因此须对烟气温度控制。本系统利用调节电动蝶阀的开度来调节混风量，进而实现温度的调节。当吸风口温度大于2009时立即将电动蝶阀全部打开，若温度偏高且有上升趋势则阀门开大，若温度偏低且有下降趋势则适当关小阀门。

　　使用经典的PID或现代控制方法，对烟气温度进行控制很难达到良好的效果。因此在普通模糊控制的基础上增加性能测量、控制量校正和控制规则修正三个功能，即构成自适应模糊控制器（其结构如所示），其工作原理是将温度的设定值减去实时测得的烟气温度值得到误差，并计算误差的变化，经模糊化和模糊推理得到控制量的模糊量，经反模糊化得到其精确值，最后加到电动蝶阀的给定端子（通过电压控制）来控制电动蝶阀的开度，实现烟气温度控制。

　　此自适应模糊控制器是单输入单输出的闭环反馈控制系统，分别用烟气温度的误差！和误差变化作为输入变量，以控制量"作为输出变量。

　　根据测量的误差！计算误差变化以误差！、误差变化作为自适应模糊控制器的输入，决策关系d模栅艾系自适应模糊控制系统框图并转化为模糊量；将测得的烟气温度进行模糊化，然后经输出Fuzzy关系和模糊决策得"的估计值；性能测量：由于自适应模糊控制在开始时，控制规则比较粗糙，不够完善，甚至几条规则还不能满足生产工艺要求，为了获得较好的控制效果，必须对自适应模糊控制规则进行修正。为此，必须在修正之前对自适应模糊控制器进行性能测量，首先对输出量（烟气温度）进行模糊化处理，而输出量在一定的压力下测量难度大，要求出误差又必须知道输出量；计算得到的烟气温度经模糊化、模糊关系合成和模糊推理决策来推算出输出量的实际值；测量得到系统的输出特性与预定的特性进行比较，得到误差！和误差变化并据此得到输出量的校正量（%），%为周期。

　　这样可以根据“误差”是负还是正（即在设定点之下还是在设定点之上）以及“误差变化”的趋势和大小（即是离开设定点还是朝向设定点）来确定“校正量”的大小。表1是根据！（%）、！！（%）得出的校正表，校正量的大小是根据既有利于快速消除误差，又不至于产生较大超调量的原则来确定的。

　　表1根据误差及误差变化确定的校正表朝向设定点离开设定点设定点以下设定点以上（5）控制量的校正：因为本系统属于单输入单输出纯滞后较小的系统，根据每个工作周期计算出（%），过程的输入变化与输出变化可用下面的公式来表示。

　　（6）控制规则的修正：控制规则的修正就是对已形成的粗糙的自适应模糊控制表进行修正，而且控制规则的校正是通过对控制规则的修正来实现，所以控制规则的修正是很重要的一步。设误差变化和控制量，"G（%-（%）表示修正后的控制量。根据自适应模糊控制的相应原理和方法可知，修正控制规则的过程可简化将控制表中对应于！（%-（%）及！！（%-（%）的控制量而其余的项保持不变。

　　类似于控制规则解析描述的情况，应用调整因子！可使（2）式变为其中！为调整因子，且那么在实际应用时可调整！因子，针对不同的烟气温度进行自适应模糊控制，可获得良好的控制效果。

　　当时，（3）式变为（2）式，这是修改作用最强的情况；当！0时，（3）式表示不进行控制作用修正，即变为一般的模糊控制规则形式；<！<1时，值的大小可调整控制规则修改作用的强弱。

　　且！（"-）%！E（"——）的特殊情况时，为防止控制表中的同一项按相同控制规则重复修改而导致修改作用太强，这时选取调整因子为！/2. 2.4控制系统软件设计本系统的编程软件采用Simatic公司的Step7Mi2ro/win32V4.0版本，主要完成系统的数据采集、清灰控制和卸灰控制、保护等功能。

　　除尘控制系统可根据需要实现自动/手动控制（控制系统程序流程如所示），PLC首先判断系统的控制方式即判断系统选择自动或手动方。

　　若系统选择自动控制，当除尘器的烟气温度和差压同时达到上限或定时/压差达到设定值时，清灰信号才有效，清灰信号有效后，控制系统对1-12室依次进行清灰，清灰过程包括反吹、沉降两个过程，即按要求和经验设定清灰系统这两个过程的次数以及各过程的运行时间和时间间隔，每隔一个周期各室依次清灰一遍。清灰过程中，只允许正在清灰操作的除尘仓打开反吹风阀，关闭进风阀，其它各仓均打开进风阀，关闭反吹风阀，以免影响除尘效果，并保证反吹清灰有足够风压。

　　12个室清灰结束时间到，依次对工作的除尘仓进行卸灰操作，并且停止1、2主风机及反吸风机工作。当工作期间出现故障时，程序中的急停子程序启动，停止控制系统的工作，可保障控制系统安全、稳定、可靠的工作。

　　2.5控制系统上位机设计上位机选用研华的工控机，型号为IPC-610/P4 80G；组态软件采用Simatic公司的WinCCV6.0版本6.利用WinCC组态软件可以完成上位机显示所需的现场设备监控画面（如所示），实现参数设定、远程控制、数据存储、实时数据动态显示、打印和报警、系统状态图显示，还有模拟量趋势，对比趋势，操作日志，报表输出等功能。工控组态软件WinCC是一个集成的人机界面系统（HMI）和监控管理系统，提供各种PLC的驱动软件；WinCC的变量可以与Step7中变量建立直接联系，从而建立了基于WinCC的实时监控系统，对现场设备进行监控；系统还为部分动画连接的图形对象设置了访问权限，只有操作员才能对此操作。另外，WinCC中的C语言脚本（Script）及提供的与数据库之间的接口更能增加其应用功能，能满足用户的复杂要求。

　　除尘器清灰控制该凤口进庠astuff 3结束语该控制系统于2008年2月份在青海通力硅铁厂投入运行，实践证明，该系统功能完善，自动化程度高，操作方便，抗干扰能力强，使清灰、卸灰全过程实现全自动控制，完全满足用户生产及工艺要求。采用自适应模糊控制器实现对烟气温度控制；采用上位机进行组态控制使得除尘控制系统的自动化水平有了更大提高，减少劳动强度，提高了除尘效率、从而提高了企业经济效益和社会效益。