木材工业除尘装置性能在线监控系统的研制
|
摘要
由于能源匮乏、环境污染严重,节能减排已成为当今世界研究的热点课题之一。针对木材工业气力除尘系统运行能耗高,除尘效果不佳的现象,本文提出开发研制木材工业气力除尘装置性能在线监控系统,能够简单方便地对气力除尘系统相关特性进行测试研究及在线监控,以便更好地设计、运行气力除尘系统,达到节能减排高效的目的。
为了满足简单方便、多功能、自动化试验需求,以及能够对系统进行一定的调节控制,实现在线监控功能,整个系统的功能要求为:①悬浮速度的测试;②风机特性曲线的测试;③袋式除尘器性能测试;④气力除尘系统在线监控。
本课题根据系统的功能要求,分析了系统的结构和装置需求,确定了所研制系统的设计方案,并根据系统设计方案合理选配硬件,完成整体系统的组装;并在所搭建装置上编制了PLC的控制程序,以便对系统进行电气控制和调节;同时使用VC开发程序自主开发了在线监测的图形用户界面,实现操作的自动化、可视化;最后通过对系统的调试运行,确定了变频调节的PID参数,使得系统能够正常运行,保证压力最大相对误差为2%,气流量相对误差范围为1%-3%。
本文采用了传感器技术、PLC技术、变频器技术和VC程序开发技术对系统进行了设计,力求以自动化控制技术,有机地结合多种功能需求,研制出高效实用的功能平台。从而可以对木材工业气力除尘系统设计运行所需参数进行快速自动地测试,以适应不同的运行条件,得出最佳的设计运行参数,更快更好地推动木材工业气力除尘系统的发展。
Energy-saving and emission reduction has become one of the hottest issues for the lack of energy and severe enviromental pollution. For solving the problems of high energy consuming and low efficiency dust collection of dust collection system in wood industry, this paper suggested that online monitor and control system of pneumatic dust collection performance in wood industry should be developed, so as to further research on pneumatic dust collection characteristics simply and efficiently. Thus pneumatic dust collection would be designed and run well, and the purpose of energy-saving and emission reduction would be reached.
The system should meet the needs of simplicity, multifunction, automation, and online monitor and control. The functions of the system platform are as follow: a) the test of suspending velocity, b) the test of fan characteristics, c) the test of bag-hose dust collection performance, d) online monitor and control.
According to the function needs of the online monitor and control system, the structure and devices were analysed in this paper. And the design program of the system was discussed and selected. According to the design program, the hardwares were selected properly, and the platform was assembled. The program of PLC was programed, so as to control the system platform. The graphical user interface was programed with VC development software in this paper, so the operations of the system were automatical and visual. After that, the debug was performed to decide the parameters of PID to ensure the normal operation of the system. Through debugging, the most relative deviation of pressure could be 2%, and the range of relative deviation of airflow was 1% to 3%.
The technologies of sensor, PLC, invertor, VC programing were adopted to develop the online monitor and control. This paper properly integrated several experimental needs through automatical control technologies, and developed efficient system platform. Thus many design and operation parameters of pneumatic dust collection could be measured automatically in many kinds of runtime conditions, and the optimization operation parameters could be obtained. So the development of pneumatic dust collection in wood industry would be improved properly.
为了满足简单方便、多功能、自动化试验需求,以及能够对系统进行一定的调节控制,实现在线监控功能,整个系统的功能要求为:①悬浮速度的测试;②风机特性曲线的测试;③袋式除尘器性能测试;④气力除尘系统在线监控。
本课题根据系统的功能要求,分析了系统的结构和装置需求,确定了所研制系统的设计方案,并根据系统设计方案合理选配硬件,完成整体系统的组装;并在所搭建装置上编制了PLC的控制程序,以便对系统进行电气控制和调节;同时使用VC开发程序自主开发了在线监测的图形用户界面,实现操作的自动化、可视化;最后通过对系统的调试运行,确定了变频调节的PID参数,使得系统能够正常运行,保证压力最大相对误差为2%,气流量相对误差范围为1%-3%。
本文采用了传感器技术、PLC技术、变频器技术和VC程序开发技术对系统进行了设计,力求以自动化控制技术,有机地结合多种功能需求,研制出高效实用的功能平台。从而可以对木材工业气力除尘系统设计运行所需参数进行快速自动地测试,以适应不同的运行条件,得出最佳的设计运行参数,更快更好地推动木材工业气力除尘系统的发展。
Energy-saving and emission reduction has become one of the hottest issues for the lack of energy and severe enviromental pollution. For solving the problems of high energy consuming and low efficiency dust collection of dust collection system in wood industry, this paper suggested that online monitor and control system of pneumatic dust collection performance in wood industry should be developed, so as to further research on pneumatic dust collection characteristics simply and efficiently. Thus pneumatic dust collection would be designed and run well, and the purpose of energy-saving and emission reduction would be reached.
The system should meet the needs of simplicity, multifunction, automation, and online monitor and control. The functions of the system platform are as follow: a) the test of suspending velocity, b) the test of fan characteristics, c) the test of bag-hose dust collection performance, d) online monitor and control.
According to the function needs of the online monitor and control system, the structure and devices were analysed in this paper. And the design program of the system was discussed and selected. According to the design program, the hardwares were selected properly, and the platform was assembled. The program of PLC was programed, so as to control the system platform. The graphical user interface was programed with VC development software in this paper, so the operations of the system were automatical and visual. After that, the debug was performed to decide the parameters of PID to ensure the normal operation of the system. Through debugging, the most relative deviation of pressure could be 2%, and the range of relative deviation of airflow was 1% to 3%.
The technologies of sensor, PLC, invertor, VC programing were adopted to develop the online monitor and control. This paper properly integrated several experimental needs through automatical control technologies, and developed efficient system platform. Thus many design and operation parameters of pneumatic dust collection could be measured automatically in many kinds of runtime conditions, and the optimization operation parameters could be obtained. So the development of pneumatic dust collection in wood industry would be improved properly.
引文
[1]于学刚.我国在可持续发展观念下建立环境会计的社会经济意义[J].佳木斯大学社会科学学报,2008,26(1):42-44.
[2]沈沂.将环保纳入企业战略[J].21世纪商业评论,2008,(1):22-23.
[3]庄威,简裕卿.降耗减排是企业的首要社会责任[J].政协天地,2008,(1):35.
[4]黄裕涛.新《节约能源法》:对电力企业新要求[J].环境经济,2008,(2):67.
[5]陆熙娴等.木材对人体健康的保健功效和危害(3)―木材加工中粉尘对人体健康的危害[J].林产工业,2006,33(5):57-59.
[6]赵升云等.木材工业粉尘的综合治理与利用[J].南平师专学报,2003,22(4):33-36.
[7]董晓明.气力除尘技术在木材加工行业中的应用[J].木材加工机械,2001,(4):11-13.
[8]张文华.浅析气力输送在人造板生产中的应用与设计[J].林业建设,2001,(5):31-33.
[9]李黎.气力除尘系统在木材工业中的应用[J].木材工业,2000,14(1):38-39.
[10]贾相成.木材工业气力运输装置与节能[J].木材加工机械,1997,(2):11-17.
[11]周捍东.我国中密度纤维板生产线气力输送及除尘系统能耗浅析[J].林产工业,2003,30(6):16-18.
[12]吴靖.木材碎料悬浮速度的研究[D].南京林业大学硕士研究生学位论文,1988.
[13]陆永刚,李莹.木材工业气力输送固气速度比的理论分析及应用[J].木材工业,1996,(1):18-21.
[14]周玉申等.粉尘悬浮输送速度的研究[J].木材加工机械,2005,(6):1-5.
[15]张惠英,言树清.除尘系统阻力平衡技术措施探讨[J].环境工程,2003,21(1):38-40.
[16]李维礼.聚集器式通用型气力吸尘装置[J].林产工业,1997,(1):56-59.
[17]贾相成.大型木材加工车间气力吸集装置的选型与设计[J].木材工业,1998,12(4):38-41.
[18]周捍东等.木材工业气-固旋风分离器的应用及其标准化[J].人造板通讯,2002,(12):16-18.
[19]欧阳富,孙东民.关于旋风分离器设计理论的研究[J].木材加工机械,1998,(2):10-12.
[20]周捍东等.木材工业气-固旋风分离器的应用及其标准化[J].人造板通讯,2002,(12):16-18.
[21]吴靖.袋式除尘器及其在木材工业中的应用[J].木材工业,1993,7(2):37-40.
[22]徐长妍等.木材工业用袋式除尘器及其应用[J].林业科技开发,2002,16(6):34-36.
[23]尹海涛.日本木工除尘技术在我国的应用[J].林业机械与木工设备,2007,35(5):54-55.
[24]马连祥译.可变空气流量吸尘系统的理论计算[J].Holzals Roh-und Werkstoff,1992,(3):92-94.
[25]何振斌译.木材机床吸尘器的改进[J].木材加工工业(俄罗斯),1987,(6):17-19.
[26]何振斌译.木材机床木屑粉尘收集器的合理结构[J].木材加工工业(俄罗斯),1991,(5):17-18.
[27]庞辉.木工带式砂光机和铣床的除尘方法[J].木材加工机械,1989,(1):25-27.
[28]吴明.气力吸尘装置的选择[J].Woodworker,1990,(7):56-58.
[29]朱玲君.木材机械吸尘罩之设计与应用[J].木材加工机械,1995,(3):22-28.
[30]朱孝生.木材加工车间旋风分离器合理设计的研究[J].木材加工机械,1990,(3):1-3.
[31]耿晓伟等.旋风除尘器减阻增效措施及改进方式[J].矿业快报,2007,(6):62-64.
[32]Xavier Simon, Sandrine Chazelet, Dominique Thomas, Denis Bemer, Roland Regnie. Experimental study of pulse-jet cleaning of bag filters supported by rigid rings[J].Powder Technology,2007,172(2):67-81.
[33]Mahmood Saleem, Gernot Krammer.Optical in-situ measurement of filter cake height during bag filter plant operation[J].Powder Technology,2007,173(2):93-106.
[34]丁涛.脉冲袋式除尘试验台的研制[D].南京林业大学硕士学位论文,2004.
[35]李然然.脉冲袋式除尘器清灰过程优化研究[D].北京科技大学硕士学位论文,2006.
[36]关炎芳等.通风机串联吸气性能试验台的研制[J].风机技术,2006,(6):13-16.
[37]郭森民.人造板生产企业能源管理与节电技术讲座-节电技术与节电设备的应用[J].中国人造板,2006,(4):19-21.
[38]闫忠.气力输送系统节能分析[J].木材加工机械,1997,(2):17-18.
[39]李华富译.如何节省气力输送系统能量[J].FOREST INDUSTRIES(JAN),1991,(2):19-20.
[40]那斌.风机节能的途径与方法[J].木材加工机械,2003,(5):32-34.
[41]杨静榕译.吸尘系统中总管-收集器配置优化[J].木材加工工业(俄罗斯),1992,(4):6-7.
[42]戴春平.可变风量聚集式气力吸集装置的初步研究[D].南京林业大学硕士学位论文,1986.
[43]祝彦杰等.基于PLC控制的气力除尘装置设计[J].应用能源技术,2006,(9):38-41.
[44]祝彦杰等.气力除尘装置计算机控制系统的初步设计[J].木工机床,2005,(4):18-20.
[45]汪向华,周捍东.家具工业除尘风机工况自动控制系统的研制[J].林产工业,2006,33(6):57-59.
[46]姚群,李育杰.除尘管道磨损与防磨措施[J].建筑热能通风空调,2000,(1):47-51.
[47]吴靖.旋转供料阀空气泄漏的原因及其控制措施[J].木材加工机械,1990,(2):16-19.
[48]Andreas Kavouras, Gernot Krammer.A model analysis on the reasons for unstable operation of jet-pulsed filter[J].Powder Technology,2005,154(1):24-32.
[49]G.E. Klinzing.Pneumatic Conveying of Solids, Second Edition[M].New York: Chapman and Hall,1997.
[50]马延军.浅谈人造板生产工业除尘系统设计[J].大众科技,2005,(5):103-105.
[51]范留芬.人造板车间除尘系统浅析[J].木材工业,1996,(4):34-36.
[52]周捍东.我国中密度纤维板生产线气力输送及除尘系统能耗浅析[J].林产工业,2003,(6):16-18.
[53]朱瑞华.人造板机械设备节能技术探讨[J].中国人造板,2007,(3):21-25.
[54]杨光任.人造板生产中风送设备的节能分析[J].中南林学院学报,1992,12(2):190-194.
[55]阮维之.人造板项目工艺设计中的环境问题[J].木材工业,1999,(3):23-27.
[56]陈雨春.除尘系统设计浅析[J].钢铁技术,2006,(1):45-50.
[57]谭新元.浅谈变频器的工作原理及其应用[J].岳阳职业技术学院学报,2008,(2):75-78.
[58]朱益飞.PLC的发展及其应用[J].电气时代,2008,(9):70-72.
[59]葛化敏、汤沛等.组态软件中图形界面的设计[J].微计算机信息,2008,24(8-3):301-302.
[60]李维礼主编.木材工业气力输送及厂内运输机械[M].北京:中国林业出版社,1993.
[61]李庆宜主编.通风机[M].北京:机械工业出版社,1982.
[62]田贻丽.粉尘浓度测量方法的研究[D].重庆大学硕士学位论文,2003.
[63]孙熙.袋式除尘技术与应用[M].北京:机械工业出版式社,2004.
[64]殷洪义.可编程序控制器选择与维护[M].北京:机械工业出版社,2002.
[65]王松龄、张磊等.基于Matlab和VB混编拟合风机性能曲线的可视化研究[J].风机技术,2007(6):59-61.
[2]沈沂.将环保纳入企业战略[J].21世纪商业评论,2008,(1):22-23.
[3]庄威,简裕卿.降耗减排是企业的首要社会责任[J].政协天地,2008,(1):35.
[4]黄裕涛.新《节约能源法》:对电力企业新要求[J].环境经济,2008,(2):67.
[5]陆熙娴等.木材对人体健康的保健功效和危害(3)―木材加工中粉尘对人体健康的危害[J].林产工业,2006,33(5):57-59.
[6]赵升云等.木材工业粉尘的综合治理与利用[J].南平师专学报,2003,22(4):33-36.
[7]董晓明.气力除尘技术在木材加工行业中的应用[J].木材加工机械,2001,(4):11-13.
[8]张文华.浅析气力输送在人造板生产中的应用与设计[J].林业建设,2001,(5):31-33.
[9]李黎.气力除尘系统在木材工业中的应用[J].木材工业,2000,14(1):38-39.
[10]贾相成.木材工业气力运输装置与节能[J].木材加工机械,1997,(2):11-17.
[11]周捍东.我国中密度纤维板生产线气力输送及除尘系统能耗浅析[J].林产工业,2003,30(6):16-18.
[12]吴靖.木材碎料悬浮速度的研究[D].南京林业大学硕士研究生学位论文,1988.
[13]陆永刚,李莹.木材工业气力输送固气速度比的理论分析及应用[J].木材工业,1996,(1):18-21.
[14]周玉申等.粉尘悬浮输送速度的研究[J].木材加工机械,2005,(6):1-5.
[15]张惠英,言树清.除尘系统阻力平衡技术措施探讨[J].环境工程,2003,21(1):38-40.
[16]李维礼.聚集器式通用型气力吸尘装置[J].林产工业,1997,(1):56-59.
[17]贾相成.大型木材加工车间气力吸集装置的选型与设计[J].木材工业,1998,12(4):38-41.
[18]周捍东等.木材工业气-固旋风分离器的应用及其标准化[J].人造板通讯,2002,(12):16-18.
[19]欧阳富,孙东民.关于旋风分离器设计理论的研究[J].木材加工机械,1998,(2):10-12.
[20]周捍东等.木材工业气-固旋风分离器的应用及其标准化[J].人造板通讯,2002,(12):16-18.
[21]吴靖.袋式除尘器及其在木材工业中的应用[J].木材工业,1993,7(2):37-40.
[22]徐长妍等.木材工业用袋式除尘器及其应用[J].林业科技开发,2002,16(6):34-36.
[23]尹海涛.日本木工除尘技术在我国的应用[J].林业机械与木工设备,2007,35(5):54-55.
[24]马连祥译.可变空气流量吸尘系统的理论计算[J].Holzals Roh-und Werkstoff,1992,(3):92-94.
[25]何振斌译.木材机床吸尘器的改进[J].木材加工工业(俄罗斯),1987,(6):17-19.
[26]何振斌译.木材机床木屑粉尘收集器的合理结构[J].木材加工工业(俄罗斯),1991,(5):17-18.
[27]庞辉.木工带式砂光机和铣床的除尘方法[J].木材加工机械,1989,(1):25-27.
[28]吴明.气力吸尘装置的选择[J].Woodworker,1990,(7):56-58.
[29]朱玲君.木材机械吸尘罩之设计与应用[J].木材加工机械,1995,(3):22-28.
[30]朱孝生.木材加工车间旋风分离器合理设计的研究[J].木材加工机械,1990,(3):1-3.
[31]耿晓伟等.旋风除尘器减阻增效措施及改进方式[J].矿业快报,2007,(6):62-64.
[32]Xavier Simon, Sandrine Chazelet, Dominique Thomas, Denis Bemer, Roland Regnie. Experimental study of pulse-jet cleaning of bag filters supported by rigid rings[J].Powder Technology,2007,172(2):67-81.
[33]Mahmood Saleem, Gernot Krammer.Optical in-situ measurement of filter cake height during bag filter plant operation[J].Powder Technology,2007,173(2):93-106.
[34]丁涛.脉冲袋式除尘试验台的研制[D].南京林业大学硕士学位论文,2004.
[35]李然然.脉冲袋式除尘器清灰过程优化研究[D].北京科技大学硕士学位论文,2006.
[36]关炎芳等.通风机串联吸气性能试验台的研制[J].风机技术,2006,(6):13-16.
[37]郭森民.人造板生产企业能源管理与节电技术讲座-节电技术与节电设备的应用[J].中国人造板,2006,(4):19-21.
[38]闫忠.气力输送系统节能分析[J].木材加工机械,1997,(2):17-18.
[39]李华富译.如何节省气力输送系统能量[J].FOREST INDUSTRIES(JAN),1991,(2):19-20.
[40]那斌.风机节能的途径与方法[J].木材加工机械,2003,(5):32-34.
[41]杨静榕译.吸尘系统中总管-收集器配置优化[J].木材加工工业(俄罗斯),1992,(4):6-7.
[42]戴春平.可变风量聚集式气力吸集装置的初步研究[D].南京林业大学硕士学位论文,1986.
[43]祝彦杰等.基于PLC控制的气力除尘装置设计[J].应用能源技术,2006,(9):38-41.
[44]祝彦杰等.气力除尘装置计算机控制系统的初步设计[J].木工机床,2005,(4):18-20.
[45]汪向华,周捍东.家具工业除尘风机工况自动控制系统的研制[J].林产工业,2006,33(6):57-59.
[46]姚群,李育杰.除尘管道磨损与防磨措施[J].建筑热能通风空调,2000,(1):47-51.
[47]吴靖.旋转供料阀空气泄漏的原因及其控制措施[J].木材加工机械,1990,(2):16-19.
[48]Andreas Kavouras, Gernot Krammer.A model analysis on the reasons for unstable operation of jet-pulsed filter[J].Powder Technology,2005,154(1):24-32.
[49]G.E. Klinzing.Pneumatic Conveying of Solids, Second Edition[M].New York: Chapman and Hall,1997.
[50]马延军.浅谈人造板生产工业除尘系统设计[J].大众科技,2005,(5):103-105.
[51]范留芬.人造板车间除尘系统浅析[J].木材工业,1996,(4):34-36.
[52]周捍东.我国中密度纤维板生产线气力输送及除尘系统能耗浅析[J].林产工业,2003,(6):16-18.
[53]朱瑞华.人造板机械设备节能技术探讨[J].中国人造板,2007,(3):21-25.
[54]杨光任.人造板生产中风送设备的节能分析[J].中南林学院学报,1992,12(2):190-194.
[55]阮维之.人造板项目工艺设计中的环境问题[J].木材工业,1999,(3):23-27.
[56]陈雨春.除尘系统设计浅析[J].钢铁技术,2006,(1):45-50.
[57]谭新元.浅谈变频器的工作原理及其应用[J].岳阳职业技术学院学报,2008,(2):75-78.
[58]朱益飞.PLC的发展及其应用[J].电气时代,2008,(9):70-72.
[59]葛化敏、汤沛等.组态软件中图形界面的设计[J].微计算机信息,2008,24(8-3):301-302.
[60]李维礼主编.木材工业气力输送及厂内运输机械[M].北京:中国林业出版社,1993.
[61]李庆宜主编.通风机[M].北京:机械工业出版社,1982.
[62]田贻丽.粉尘浓度测量方法的研究[D].重庆大学硕士学位论文,2003.
[63]孙熙.袋式除尘技术与应用[M].北京:机械工业出版式社,2004.
[64]殷洪义.可编程序控制器选择与维护[M].北京:机械工业出版社,2002.
[65]王松龄、张磊等.基于Matlab和VB混编拟合风机性能曲线的可视化研究[J].风机技术,2007(6):59-61.