CN113985727A - 一种基于pid控制方式的烟气净化物料喷射*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***，涉及垃圾电厂烟气处理技术领域，称重传感器实时对缓冲斗内的烟气净化物料重量进行检测，重量小于最小重量阈值时，补料器向缓冲斗中补料，重量大于最大重量阈值时，补料器关闭，缓冲斗内物料重量不再增加；根据重量变化还可以计算出缓冲斗的出料速度，小于标准速度阈值时，给料螺旋的转速增加，出料速度大于标准速度阈值时，给料螺旋的转速减慢；从而通过对补料器和给料螺旋转速的控制，提高了物料喷射给料量的精度，也在一定程度上实现了定量化，这种可闭环的控制方法，还提升了设备对原料的利用率，也使得生产成本更低、工作量更小、设备维护更加简化。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾电厂烟气处理技术领域，特别是涉及一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***。
背景技术
当前我们生活的环境变的越来越糟糕，在人们的意识中慢慢觉醒保护环境的重要性，其中对于生活垃圾的处理即变的有些棘手，目前通过垃圾焚烧技术对垃圾进行减量化，无害化和再生资源化处理取得良好的效果和收益，但是，生活垃圾的焚烧，产生的烟气需要进一步处理方可排入大气，同时也成为人们广泛关注的焦点，在对烟气中的有害重金属的处理，成为不可忽视一个环节，目前我们主要是通过活性炭吸附的方式进行对烟气的处理。
活性炭的添加为连续工作模式，独立的供料***，由缓冲料斗及定量螺旋给料机控制活性炭添加量，经文丘里喷射器喷入除尘器前入口烟道，活性炭在管道中与烟气强烈混合，吸附一定的污染物，但并未达到饱和，随后与烟气一起进入后续的袋式除尘器中，停留在滤袋上，与缓慢通过滤袋的烟气充分接触，最终达到对烟气中二噁英等污染物的吸附净化。
在这个过程中，现有的活性炭添加量即活性炭喷射通过手动定频的方式控制定量的螺旋给料机输送物料，不能很好的起到一定的调节作用，从某种程度上来说，一方面可能导致物料的浪费，增加后端除尘的处理压力及后续的排灰负担，另外一方面来说，也可能出现物料的缺少，导致处理的烟气效果不佳，出现波动性，因手动的固定式的操作加上设备自身运转过程的震动，补料波动等干扰因素，也可能出现添加的流量不稳定性。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***，包括由上至下依次连接的料仓、缓冲斗以及水平设置的螺旋出料仓，螺旋出料仓背离缓冲斗的一端向下开设有出料口，还包括
称重传感器，设置于缓冲斗上，用于测量自身内部烟气净化物料的重量，并输出重量数据；
PLC***，用于预设一标准速度阈值，并向外输出该标准速度阈值；
PID控制器，电性连接于称重传感器和PLC***，预设有最大重量阈值和最小重量阈值，接收重量数据，并将重量数据与最大重量阈值和最小重量阈值进行比较，当重量数据大于最大重量阈值时，输出关闭信号，当重量数据小于最小重量阈值时，输出补料信号；同时接收标准速度阈值，根据重量数据的变化计算出缓冲斗的出料速度，当出料速度小于标准速度阈值时，输出加速信号，当出料速度大于标准速度阈值时，输出减速信号；
补料器，电性连接于PID控制器，连接于料仓与缓冲斗之间，用于将料仓内的烟气净化物料传输至缓冲斗中，且响应于关闭信号停止补料，响应于补料信号向缓冲斗内补料；
变频驱动器，电性连接于PID控制器，用于控制螺旋出料仓内的螺旋转动，且响应于加速信号加快螺旋出料仓内的螺旋转速，响应于减速信号减慢螺旋出料仓内的螺旋转速。
本发明进一步限定的技术方案是：
进一步的，称重传感器的数量设置为三个，且均连接于同一个称重接线盒上，称重接线盒与PID控制器之间电性连接，且用于汇总各个称重传感器测量数据的信号。
前所述的一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***，PID控制器的型号设置为IND560 CF。
前所述的一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***，变频驱动器的型号设置为ACS510。
前所述的一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***，称重接线盒通过屏蔽线将自身信号“+EXC，+SEN，+SIG，-EXC，-SEN，-SIG”接入到PID控制器。
前所述的一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***，PID控制器通过自身的AI+、ACOM3端口输入来自PLC***的标准速度阈值。
前所述的一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***，PID控制器通过自身的AO2+、ACOM2端口向变频驱动器输出加速信号和减速信号。
前所述的一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***，PID控制器通过自身的OUT3端口向补料器输出关闭信号和补料信号。
本发明的有益效果是：
（1）本发明中，首先通过PLC***预设一标准速度阈值，通过PID控制器预设最大重量阈值和最小重量阈值，在烟气净化物料的送料过程中，称重传感器实时对缓冲斗内的物料重量进行检测，当重量小于最小重量阈值时，补料器进行补料，将料仓内的物料送至缓冲斗中，当重量大于最大重量阈值时，补料器关闭，使得缓冲斗中的物料重量不再增加；同时根据重量数据的变化可以计算出缓冲斗的出料速度，当出料速度小于标准速度阈值时，变频驱动器加快螺旋出料仓内给料螺旋的转速，使得物料的出料速度更快，当出料速度大于标准速度阈值时，变频驱动器减慢螺旋出料仓内给料螺旋的转速，使得物料的出料速度更慢；从而通过对补料器和给料螺旋转速的控制，提高了烟气净化物料喷射给料量的精度，也在一定程度上实现了定量化，这种可闭环的控制方法，还提升了设备对原料的利用率，也使得生产成本更低、工作量更小、设备维护更加简化；
（2）本发明中，***分为硬件连接和软件开发两大部分，在硬件上分为机械和电控两部分，机械连接中，从进料开始，上端的补料器将料仓内的烟气净化物料补充进缓冲斗内，缓冲斗内的物料通过螺旋出料仓内的给料螺旋输送至出料口；在这个过程中，通过称重传感器的实时反馈信息到PID控制器，PID控制器在软件参数的设定下，控制补料的有序进行；进入缓冲斗内的料，再次通过PID控制方式，将运算结果转变成控制信号，给到变频驱动器，实现对螺旋出料仓内的给料螺旋的转速的调节；在过程中，通过从PLC***设定的标准速度阈值，给到PID控制器，在PID控制器中，通过PID的算法进行运算后，实时的输出控制调节信号；这种控制方法贯穿***运行的前后；
（3）本发明中，控制器采用IND560 CF，变频器采用ACS510，以及相关的旋转，按钮指示灯，热继电器，直流电源供电，接线端子等；通过屏蔽线将称重接线盒的信号“+EXC，+SEN，+SIG，-EXC，-SEN，-SIG”接入PID控制器IN560CF，获取当前的仓内料的实时重量，经控制器运算得出相关的数据；AI+、ACOM3输入来自PLC/DCS的4~20mA信号，转换成相应的目标设定值，目标设定值与实时的数据比较，运算输出调节信号，输出4~20mA信号到变频给料螺旋，通过AO2+、ACOM2端子输出；当缓冲斗需要补充物料时，控制器通过OUT3端口输出补料信号，对应的外部线路将根据连锁动作。
附图说明
图1为本发明的***原理框图；
图2为本发明的***接线图。
其中：1、料仓；2、缓冲斗；3、螺旋出料仓；4、出料口；5、称重传感器；6、PLC***；7、PID控制器；8、补料器；9、变频驱动器；10、称重接线盒。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供的一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***，结构如图1至图2所示，包括由上至下依次连接的料仓1、缓冲斗2以及水平设置的螺旋出料仓3，螺旋出料仓3背离缓冲斗2的一端向下开设有出料口4，还包括
称重传感器5，设置于缓冲斗2上，用于测量自身内部活性炭的重量，并输出重量数据；
PLC***6，用于预设一标准速度阈值，并向外输出该标准速度阈值；
PID控制器7，电性连接于称重传感器5和PLC***6，预设有最大重量阈值和最小重量阈值，接收重量数据，并将重量数据与最大重量阈值和最小重量阈值进行比较，当重量数据大于最大重量阈值时，输出关闭信号，当重量数据小于最小重量阈值时，输出补料信号；同时接收标准速度阈值，根据重量数据的变化计算出缓冲斗2的出料速度，当出料速度小于标准速度阈值时，输出加速信号，当出料速度大于标准速度阈值时，输出减速信号；
补料器8，电性连接于PID控制器7，连接于料仓1与缓冲斗2之间，用于将料仓1内的活性炭传输至缓冲斗2中，且响应于关闭信号停止补料，响应于补料信号向缓冲斗2内补料；
变频驱动器9，型号设置为ACS510，电性连接于PID控制器7，用于控制螺旋出料仓3内的螺旋转动，且响应于加速信号加快螺旋出料仓3内的螺旋转速，响应于减速信号减慢螺旋出料仓3内的螺旋转速。
称重传感器5的数量设置为三个，且均连接于同一个称重接线盒10上，称重接线盒10与PID控制器7之间电性连接，且用于汇总各个称重传感器5测量数据的信号，称重接线盒10通过屏蔽线将自身信号“+EXC，+SEN，+SIG，-EXC，-SEN，-SIG”接入到PID控制器7。
PID控制器7的型号设置为IND560 CF，其通过自身的AI+、ACOM3端口输入来自PLC***6的标准速度阈值；通过自身的AO2+、ACOM2端口向变频驱动器9输出加速信号和减速信号；通过自身的OUT3端口向补料器8输出关闭信号和补料信号。
首先通过PLC***6预设一标准速度阈值，通过PID控制器7预设最大重量阈值和最小重量阈值，在活性炭的送料过程中，称重传感器5实时对缓冲斗2内的活性炭重量进行检测，当重量小于最小重量阈值时，补料器8进行补料，将料仓1内的活性炭送至缓冲斗2中，当重量大于最大重量阈值时，补料器8关闭，使得缓冲斗2中的活性炭重量不再增加；同时根据重量数据的变化可以计算出缓冲斗2的出料速度，当出料速度小于标准速度阈值时，变频驱动器9加快螺旋出料仓3内给料螺旋的转速，使得活性炭的出料速度更快，当出料速度大于标准速度阈值时，变频驱动器9减慢螺旋出料仓3内给料螺旋的转速，使得活性炭的出料速度更慢；从而通过对补料器8和给料螺旋转速的控制，提高了活性炭喷射给料量的精度，也在一定程度上实现了定量化，这种可闭环的控制方法，还提升了设备对原料的利用率，也使得生产成本更低、工作量更小、设备维护更加简化。
***6PLC分为硬件连接和软件开发两大部分，在硬件上分为机械和电控两部分，机械连接中，从进料开始，上端的补料器8将料仓1内的活性炭补充进缓冲斗2内，缓冲斗2内的活性炭通过螺旋出料仓3内的给料螺旋输送至出料口4；在这个过程中，通过称重传感器5的实时反馈信息到PID控制器7，PID控制器7在软件参数的设定下，控制补料的有序进行；进入缓冲斗2内的料，再次通过PID控制方式，将运算结果转变成控制信号，给到变频驱动器9，实现对螺旋出料仓3内的给料螺旋的转速的调节；在过程中，通过从PLC***6设定的标准速度阈值，给到PID控制器7，在PID控制器7中，通过PID的算法进行运算后，实时的输出控制调节信号；这种控制方法贯穿***6PLC运行的前后。
控制器7PID采用IND560 CF，变频器采用ACS510，以及相关的旋转，按钮指示灯，热继电器，直流电源供电，接线端子等；通过屏蔽线将称重接线盒10的信号“+EXC，+SEN，+SIG，-EXC，-SEN，-SIG”接入PID控制器7IN560CF，获取当前的仓内料的实时重量，经控制器7PID运算得出相关的数据；AI+、ACOM3输入来自PLC/DCS的4~20mA信号，转换成相应的目标设定值，目标设定值与实时的数据比较，运算输出调节信号，输出4~20mA信号到变频给料螺旋，通过AO2+、ACOM2端子输出；当缓冲斗2需要补充活性炭时，控制器7PID通过OUT3端口输出补料信号，对应的外部线路将根据连锁动作。
通IN1端口，控制PID控制器7开始自动运算，在PID控制器7中设置P参数和I参数，通过调试验证参数的可靠性；当SA1在就地档位，1SA1接通，即给出启动命令，OUT1将输出信号，连锁变频给料螺旋的启动，通过PID自身的运行控制调节变频给料量。
实施例2：
本实施例提供的一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***，结构如图1至图2所示，包括由上至下依次连接的料仓1、缓冲斗2以及水平设置的螺旋出料仓3，螺旋出料仓3背离缓冲斗2的一端向下开设有出料口4，还包括
称重传感器5，设置于缓冲斗2上，用于测量自身内部消石灰的重量，并输出重量数据；
PLC***6，用于预设一标准速度阈值，并向外输出该标准速度阈值；
PID控制器7，电性连接于称重传感器5和PLC***6，预设有最大重量阈值和最小重量阈值，接收重量数据，并将重量数据与最大重量阈值和最小重量阈值进行比较，当重量数据大于最大重量阈值时，输出关闭信号，当重量数据小于最小重量阈值时，输出补料信号；同时接收标准速度阈值，根据重量数据的变化计算出缓冲斗2的出料速度，当出料速度小于标准速度阈值时，输出加速信号，当出料速度大于标准速度阈值时，输出减速信号；
补料器8，电性连接于PID控制器7，连接于料仓1与缓冲斗2之间，用于将料仓1内的消石灰传输至缓冲斗2中，且响应于关闭信号停止补料，响应于补料信号向缓冲斗2内补料；
变频驱动器9，型号设置为ACS510，电性连接于PID控制器7，用于控制螺旋出料仓3内的螺旋转动，且响应于加速信号加快螺旋出料仓3内的螺旋转速，响应于减速信号减慢螺旋出料仓3内的螺旋转速。
称重传感器5的数量设置为三个，且均连接于同一个称重接线盒10上，称重接线盒10与PID控制器7之间电性连接，且用于汇总各个称重传感器5测量数据的信号，称重接线盒10通过屏蔽线将自身信号“+EXC，+SEN，+SIG，-EXC，-SEN，-SIG”接入到PID控制器7。
PID控制器7的型号设置为IND560 CF，其通过自身的AI+、ACOM3端口输入来自PLC***6的标准速度阈值；通过自身的AO2+、ACOM2端口向变频驱动器9输出加速信号和减速信号；通过自身的OUT3端口向补料器8输出关闭信号和补料信号。
首先通过PLC***6预设一标准速度阈值，通过PID控制器7预设最大重量阈值和最小重量阈值，在消石灰的送料过程中，称重传感器5实时对缓冲斗2内的消石灰重量进行检测，当重量小于最小重量阈值时，补料器8进行补料，将料仓1内的消石灰送至缓冲斗2中，当重量大于最大重量阈值时，补料器8关闭，使得缓冲斗2中的消石灰重量不再增加；同时根据重量数据的变化可以计算出缓冲斗2的出料速度，当出料速度小于标准速度阈值时，变频驱动器9加快螺旋出料仓3内给料螺旋的转速，使得消石灰的出料速度更快，当出料速度大于标准速度阈值时，变频驱动器9减慢螺旋出料仓3内给料螺旋的转速，使得消石灰的出料速度更慢；从而通过对补料器8和给料螺旋转速的控制，提高了消石灰喷射给料量的精度，也在一定程度上实现了定量化，这种可闭环的控制方法，还提升了设备对原料的利用率，也使得生产成本更低、工作量更小、设备维护更加简化。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***，其特征在于：包括由上至下依次连接的料仓（1）、缓冲斗（2）以及水平设置的螺旋出料仓（3），螺旋出料仓（3）背离缓冲斗（2）的一端向下开设有出料口（4），还包括
称重传感器（5），设置于缓冲斗（2）上，用于测量自身内部烟气净化物料的重量，并输出重量数据；
PLC***（6），用于预设一标准速度阈值，并向外输出该标准速度阈值；
PID控制器（7），电性连接于称重传感器（5）和PLC***（6），预设有最大重量阈值和最小重量阈值，接收重量数据，并将重量数据与最大重量阈值和最小重量阈值进行比较，当重量数据大于最大重量阈值时，输出关闭信号，当重量数据小于最小重量阈值时，输出补料信号；同时接收标准速度阈值，根据重量数据的变化计算出缓冲斗（2）的出料速度，当出料速度小于标准速度阈值时，输出加速信号，当出料速度大于标准速度阈值时，输出减速信号；
补料器（8），电性连接于PID控制器（7），连接于料仓（1）与缓冲斗（2）之间，用于将料仓（1）内的烟气净化物料传输至缓冲斗（2）中，且响应于关闭信号停止补料，响应于补料信号向缓冲斗（2）内补料；
变频驱动器（9），电性连接于PID控制器（7），用于控制螺旋出料仓（3）内的螺旋转动，且响应于加速信号加快螺旋出料仓（3）内的螺旋转速，响应于减速信号减慢螺旋出料仓（3）内的螺旋转速。
2.根据权利要求1所述的一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***，其特征在于：所述称重传感器（5）的数量设置为三个，且均连接于同一个称重接线盒（10）上，称重接线盒（10）与PID控制器（7）之间电性连接，且用于汇总各个称重传感器（5）测量数据的信号。
3.根据权利要求2所述的一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***，其特征在于：所述PID控制器（7）的型号设置为IND560 CF。
4.根据权利要求1所述的一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***，其特征在于：所述变频驱动器（9）的型号设置为ACS510。
5.根据权利要求1所述的一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***，其特征在于：所述称重接线盒（10）通过屏蔽线将自身信号“+EXC，+SEN，+SIG，-EXC，-SEN，-SIG”接入到PID控制器（7）。
6.根据权利要求3所述的一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***，其特征在于：所述PID控制器（7）通过自身的AI+、ACOM3端口输入来自PLC***（6）的标准速度阈值。
7.根据权利要求6所述的一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***，其特征在于：所述PID控制器（7）通过自身的AO2+、ACOM2端口向变频驱动器（9）输出加速信号和减速信号。
8.根据权利要求7所述的一种基于PID控制方式的烟气净化物料喷射***，其特征在于：所述PID控制器（7）通过自身的OUT3端口向补料器（8）输出关闭信号和补料信号。
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2021
- 2021-08-02 CN CN202110882456.5A patent/CN113985727A/zh active Pending
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