柴建民先生,中国铝业公司山西分公司工程师。
关键词: 分析系统 单片机 应用 控制
尾气分析系统的在线监测是从烧成窑窑尾烟气中取样气,进行处理分析,测量其中的O2、CO浓度,根据设定值进行相应控制及报警,对稳定烧成窑的运行、提高烧成质量、保护电收尘都有极其重要作用。该分析系统结构复杂,单片机是系统可靠运行的重要一环。
一 系统构成原理及对控制仪的要求
该系统包括取样、样气预处理、分析控制3部分。系统中取样探头为水洗式取样探头,控制水压为0.15~0.30MPa,保证探头在高温下工作不损坏,不堵塞。水气混和物在滤气瓶分离,污水下排。样气通过纤维网进行一级过滤,除去部分烟尘及水分,再经陶瓷过滤器和电子除湿器进一步除去烟尘及水分后,样气分别送到CO、O2分析仪。
为防止滤气瓶积污,需进行定期排水。在滤气瓶下部,安装缓冲瓶、上下电磁排污阀,通过单片机控制,每隔一段时间打开上排污阀,将污水排到缓冲瓶,然后关闭上排污阀,打开下排污阀。这种双排污阀装置可保证系统稳定运行,避免大气进入影响测量精确度。
为保证样气流量稳定,采用双泵轮流抽取样气,当一个泵工作时,另一个泵停止。双泵切换由8098单片机控制,每隔1h切换一次。8098单片机还对CO、O2分析仪输出的信号进行处理、显示,设定报警值及收尘控制值,实现声光报警,控制收尘的目的。
二 以8098单片机为核心的控制仪组成及工作原理
1. 控制仪系统硬件构成
硬件由5部分构成:以8098单片机为核心的中央处理电路,含CPU、程序存储器、地址锁存器、译码器等;信号预处理电路,含电子开关、电流频率转换器、光电耦合电路等;显示电路,包括存储器、可编程控制器、译码器、驱动器、LED等;控制电路,包括存储器、可编程控制器、译码器、驱动器、固态继电器等;供电电路,由整流稳压电路组成。
2. 工作原理
该系统采用连续测量、实时控制的工作方式,原理如图。
分析检测原理:CO、O2分析仪输出4~20mA标准电流信号送到电子开关,由8098控制选择一个信号,通过电流电压转换器转换成电压信号,再经电压频率转换器转换成频率信号,经光电耦合器隔离送给8098单片机,单片机根据设计程序处理分析消耗,通过可编程控制器、译码器、驱动器、LED数码管显示测量值。
控制原理:当控制仪复位后,处理器运行程序,每隔1h,发出控制信号,通过继电器切换双泵工作方式。每隔8h,驱动上下排污阀排污一次。CO、O2浓度超出设定范围,驱动报警继电器或停止收尘工作继电器,达到控制目的。
根据工艺要求,通过修改软件可测量不同信号,可改变报警值及停止收尘工作的设定值,还可改变双泵切换时间,调整排污时间,实现自动排污。
采用8098单片机,方便实现了样气自动预处理,保证分析仪器的安全稳定运行,实现了报警和设备联锁。
(全文完)
来源:《世界仪表与自动化》