基于粉尘浓度测定仪的PID除尘控制系统研究.pdf

第1卷第1期 南京师大学报(工程技术版) V01．1No．1 AND 0F NORMALUNIVERSITY(ENGINEERINGTECHNOLoGY)2001 2001年JOURNALNANJING 基于粉尘浓度测定仪 的PID除尘控制系统研究 朱全银1，路兆梅2 (1．淮阴工学院机械工程系，淮阴，223001；2．东南大学自动控制系，南京，210096) [摘要]介绍了基于郎伯一比尔定律设计的数字粉尘浓度测定仪在PID除尘控制系统中的应用．在设计过程 中采用计算机模拟仿真找出最佳参数范围，在运行中实现实时调节，以达到提高控制质量的目的．该方法已成 功地应用于炼胶机除尘控制系统之中． [关键词]粉尘浓度；除尘系统；PID调节；实时控制 [中图分类号]TP271．4；[文献标识码]B； 0 引言 在化工生产过程中，开式炼胶机、捏合机等混炼设备扬出的粉尘弥漫在车间内，影响工人 的身体健康、产品生产、周围环境和经济效益．为使尘源点的粉尘浓度和排出车间的空气粉尘 浓度达到卫生标准和排放标准，一般都采用密闭尘源、集合管式通风除尘作为治理粉尘的主要 措施[1]． 集合管式通风除尘系统是将车间内多个尘源点，通过所有排风支管连接于集合管上，并与 除尘器、通风机相连接．这种系统排风罩内的排风量和风压变化范围较宽，一般的工业应用系 统大都采用不关闭支管或人工关闭部分支管连续排风方式，这样的系统缺点是浪费能源且除 尘效果不佳，用数字粉尘浓度测定仪对粉尘点进行实时测量，用PLC采集各尘源点的实时数 据，并实时控制各支管阀门和变频器的输出，从而可以控制风机电机的转速，达到除尘净化和 节约能源的双重效果． 1除尘控制系统 粉尘浓度测定仪、粉尘浓度变送器、PID调节器、变频器和风机电机、反冲电机、除尘电机以及 支管阀门电机等组成．系统的原理图如图1所示． 1．1 PID控制 在众多的控制算法中，PID控制算法由于运算简单、可靠、控制精度良好，得到广泛应 用圈．本系统在采用经典PID控制算法的同时，增加了自适应校正等辅助措施，使系统运行更 为稳定，其稳态精度、超调量和响应时间等控制指标均达到较好的水平． PLC可编程控制器实时采集各尘源点粉尘浓度变送器送来的电流信号，并经非线性补偿 收稿日期：2000一11—10 作者简介：朱全银，1966一，淮阴工学院机械工程系讲师，主要从事工业自动化、计算机应用等方面的研究 万方数据 朱全银，等：基于粉尘浓度测定仪的PID除尘控制系统研究 l显示电路及贮= 睑出 囚一 l其它电机l。 巨丛 l瓣p PLc ’ — fA／n 垦堡兰fI粉尘浓度变送器J———一粉尘浓度测定仪J— 图l除尘控制系统原理图 后，计算出各尘源点粉尘浓度值，同时与给定的卫生标准(粉尘浓度值)进行比较，通过控制算 法，转化为实际的风机电机运行频率，并经D／A变换成4～20 mA的标准信号给变频器，控制 各尘源点的粉尘浓度． D／A选用Z一2DAl，它是2通道电流型模拟量输出模块，输出信号范围4．o～20．omA，辨率 制感应电动机转矩和速度而开发的新的无感应矢量驱动系统，它与标准的电压——频率比控 制装置相比，在速度参数和负载转矩都改变的情况下，VVCPLUS的动态和稳定性能都较优越． 1．2测定仪与变送器 的吸收系数由下式确定． 1n(Fo／F)一KZ(Ⅳ