超净电袋除尘器可视化智能监控系统

摘要：本文设计了一种超净电袋除尘器可视化智能监控管理系统，超净电袋除尘器可视化智能监控系统是一种基于WINCC平台开发的监控系统，作为电袋除尘器的动力和控制中心，可实时监控超净电袋除尘器现场所有设备投运情况，保证超净电袋除尘器系统长期稳定、可靠运行。

关键词：超净电袋除尘器;可视化智能监控系统

1 引言

近年来，大气污染日趋严峻，国家环保新标准的实施，超净电袋除尘器凭借其低排放、可靠、节能、高效等技术优点和高性价比受到了环保界广大用户的青睐，可视化智能监控系统是超净电袋除尘器的配套设备，是超净电袋除尘器的动力和控制中心，系统的稳定性、合理性及监控管理等技术性能在超净电袋除尘器中尤为重要。

2 超净电袋除尘器可视化智能监控管理系统构成

超净电袋除尘器可视化智能监控系统实时监控电袋除尘器现场所有设备投运情况，监控对象主要包括高压控制系统和低压控制系统两部分。高压控制系统采用以单片机为核心的微机控制器，通过智能控制器对整流变进行控制，起到调压、控制火花作用，使控制器适应闪络等复杂的现场工况。低压控制系统包括电区控制系统和袋区控制系统，电区含阴阳极振打装置、电加热恒温控制装置;袋区主要有脉冲喷吹装置等，通过PLC程控柜对超净电袋除尘器现场所有设备及仪表等装置进行数据采集。可视化智能监控系统通过通讯协议（如Modbus TCP/IP、以太网或OPC等）对超净电袋除尘器现场所有设备进行数据采集，并以对象、动画、图表、表格、文本、曲线等方式呈现。

超净电袋除尘器的可视化智能监控系统是基于WINCC平台开发的一款智能监控系统。通过WINCC组态软件的画面编辑器功能，采用对象控件技术，将超净电袋除尘器现场设备动态化元素转变为具有龙净特色专用库，构建超净电袋除尘器的监控操作界面，对除尘器现场所有设备进行实时监视和控制等操作;通过WINCC的变量管理器功能，建立电袋除尘器大数据管理平台，将现场设备的参数通过大数据平台链接到设计操作界面，实时监控电袋除尘器现场设备数据;通过WINCC的报警记录功能，将电袋除尘器现场设备所有故障信息导入专用报警库，并通过操作界面的报警控件实时监控报警信息;通过WINCC的数据库归档，将电袋除尘器重要设备参数进行实时记录并归档，数据量归档时间可自由设置，通常按365天进行归档，并以棒图、表格、曲线等形式在监控平台呈现;通过WINCC的用户管理功能，实现多种级别权限的管理，不同级别的登录权限不同，对高危险级设备设置操作告知及二次确认提醒功能。

为了更直观地阐述可视化智能监控系统，下列以江苏沙洲电厂二期2x1000MW机组超净电袋除尘器项目为例，如图1所示。

3 超净电袋除尘器可视化智能监控管理系统设计

3.1 高压控制系统

高压控制系统的高频电源控制芯片采用32位DSP （digitalsignal processor）数字信号处理器，功能比单片机强大，主频高达150MHz; IO口丰富;32位DSP高频控制器继承了单片机高频控制器的所有功能，除尘器现场运行工况复杂，不同参数需要不同算法加以控制，而DSP2812的运算能力能处理复杂的算法，使控制器能适应闪络、反电晕等复杂的现场工况，适用于工业控制，用途广泛。

高压控制系统通过智能数据采集前端机将高压系统数据转换为标准的MODBUS TCP/IP数据格式，经以太网交换机将数据传输到工业控制计算机，从而实现可视化智能监控系统对高压设备数据采集，可视化智能监控系统具有良好的人机界面，操作简单，可显示一次电流、一次电压、二次电流、二次电压等运行参数，可远程对高压设备进行启动/停止、报警复位等操作，如图2所示。

3.2 低压控制系统

低压控制系统主要由PLC程控柜和低压控制柜构成，配置PLC控制系统和控制回路，用于超净电袋除尘器低压设备的自动化控制及重要数据的监视。低压控制系统主要实现对超净电袋除尘器阴阳极顶部电磁振打装置、电加热恒温控制装置、袋区脉冲喷吹装置及进口烟温、进出口差压、清灰气包压力、出口烟温、出口浊度等现场仪表信号的采集，通过PLC通讯模块与以太网交换机通讯，实现PLC与可视化智能监控系统的数据交换，实现对超净电袋除尘器现场设备的管理和控制，同时实现粉尘浊度检测仪信号和清灰大周期构成闭环控制，使超净电袋除尘器做到长期稳定高效运行，实现对电袋除尘器的集中管理和分散控制。

江苏沙洲电厂二期2xIOOOMW机组超净电袋除尘器项目低压控制系统主要包括阴阳极顶部电磁振打装置、电加热恒温控制装置、袋区脉冲喷吹装置及进口烟温、进出口差压、清灰气包压力、出口烟温、出口浊度等现场仪表信号的采集，下面对各个子系统功能进行细化：

3.2.1 顶部电磁振打装置

通过顶部电磁振打器对电区阴阳极极板积灰进行清除，顶部电磁振打控制系统采用行列选矩阵控制方式，具有矩阵和分组两种控制模式，可对振打间隔、振打高度、分组间隔和振打次数等参数进行设置，可显示当前振打器号、当前振打组号、当前振打高度等运行参数，可远程对振打系统进行启动/停止操作，并对故障进行状态复位。

3.2.2 电加热恒温控制装置

绝缘子保温箱电加热和灰斗电加热系统均采用恒温控制模式。绝缘子保温箱用于超净电袋除尘器项部，对保温箱内部进行加热，防止绝缘子结露、爬电，造成电场故障;灰斗电加热器对灰斗进行加热，防止灰斗内部板结、堵灰。恒温控制系统可对设定温度、报警上限温度、报警下限温度等参数进行设置，根据实时温度反馈进行自动控制，具有手动/自动切换功能，可手动进行开/关操作等。

3.2.3 袋区脉冲喷吹控制装置

对袋区电磁脉冲阀设备进行控制，对滤袋上的积灰进行清除。脉冲喷吹清灰系统采用行列选矩阵控制，可对脉冲宽度进行设置。具有定时/定压清灰方式、单喷/双喷工作模式。投入运行后，各分室按照时序进行顺序控制，可对单个分室进行投入/退出选择。如图3所示。

3.3 报警功能

通过WINCC的报警记录功能，将现场设备所有故障信息导入报警库，并在可视化监控系统通过报警控件实时监控报警信息，对现场异常情况迅速做出反应，同时发出报警声响，提醒运行人员及时处理。如：高压通讯故障报警（负载短路、偏励磁等）、进口烟温超限报警、进出口压差超限报警、清灰气包压力超限报警、振打器运行状态报警、综合故障报警等。

3.4 归档功能

通过WINCC的歸档功能，将超净电袋除尘器重要设备参数进行实时记录并归档，数据归档时间可自由设置，通常按365天进行归档，并通过棒图、表格、曲线等形式在监控平台呈现。

3.5 用户管理

通过WINCC的用户管理功能，实现可视化监控系统完整的用户管理体系，防止未经授权的人员随意操作，破坏系统设置，影响除尘系统的安全，实现多种级别权限的管理，不同级别的登录权限不同，禁止未经授权的任何操作，对高危险级设备设置操作告知及二次确认提醒。

4 结束语

可视化智能监控系统己被大量运用于超净电袋除尘器，涵盖300MW、600MW、1000MW除尘项目中，长期的实践证明该系统能长期稳定可靠地监控超净电袋除尘器设备，系统设计合理，为超净电袋除尘器的各个子系统提供了操作简便的智能化系统，同时该系统为超净电袋除尘器提供了大量的现场运行数据（如高压电压/电流、粉尘浓度、烟气温度、进出口压差等），为除尘器技术的优化和发展提供了依据和夯实了基础。

参考文献

[1]张秀琨，郑刚，超净电袋除尘器研究与应用[J].能源技术与管理，2007 （3）：74-75.

[2]童庆，袋式除尘器脉冲清灰机理研究.

[3]S7-300 PLC在电袋除尘器控制系统中的应用.2012年机电技术期刊，

作者简介

黄小连（1987-），女，福建省龙岩市人。大学本科学历，工程师。研究方向为软件控制。