專利名稱：工業(yè)爐窯消煙除塵智能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)爐窯消煙除塵智能控制器。
如中國專利號為ZL99200835.2所公開的一種現(xiàn)有的工業(yè)爐窯消煙裝置，其消煙除塵是通過手動補(bǔ)氧催化燃燒方法來實(shí)現(xiàn)的。如


圖1所示，其消煙除塵的過程為在加煤之前，先旋動控制器定時開關(guān)，并按下啟動按鈕，延時繼電器在控制器定時開關(guān)設(shè)定的時間內(nèi)接通風(fēng)機(jī)電源，風(fēng)機(jī)工作。此時，氣流經(jīng)補(bǔ)氧閥門和閘板閥經(jīng)特制風(fēng)嘴進(jìn)入爐膛增加粗煤氣大分子和氧分子碰撞的機(jī)會，利用氣流撓動法，在專用催化劑的催化作用下，使粗煤氣充分燃燒，從而消除了黑煙。
該裝置在整個消煙除塵過程中，控制器的控制功能較差，操作維護(hù)不方便，特別是在消煙過程中，補(bǔ)氧閥門的開度恒定，而由閘板閥手動調(diào)節(jié)進(jìn)入爐膛的風(fēng)量，難以做到與消煙所需風(fēng)量要求相一致，甚至引起爐膛溫度下降，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種能按需求控制補(bǔ)氧閥的開度、操作簡便，并能提高產(chǎn)品質(zhì)量的的工業(yè)爐窯消煙除塵智能控制器。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種工業(yè)爐窯消煙除塵智能控制器，它外接步進(jìn)電動機(jī)和風(fēng)機(jī)，其特點(diǎn)是，它包括單片機(jī)主控模塊、功率放大驅(qū)動模塊、風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊、LED顯示模塊、報(bào)警提示模塊、輸入控鍵和分別設(shè)置在各模塊上的各接插件，單片機(jī)主控模塊通過其上的接插件分別與其它各模塊上的接插件相連，其中單片機(jī)主控模塊，用于采集和存儲輸入的信息，進(jìn)行信息處理，并按輸入信息分別控制LED顯示器的顯示和外接的步進(jìn)電機(jī)、風(fēng)機(jī)和蜂鳴器按預(yù)定要求動作；功率放大驅(qū)動模塊，用于控制驅(qū)動外接步進(jìn)電動機(jī)按預(yù)定的規(guī)律工作；風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊，用于準(zhǔn)確地控制外接風(fēng)機(jī)的準(zhǔn)確地開啟和關(guān)閉；LED顯示模塊，顯示設(shè)定參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)，以及告警提示顯示；報(bào)警提示模塊，用于對操作過程中達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)進(jìn)行提示和對不正?，F(xiàn)象進(jìn)行報(bào)警提示；輸入控鍵，用于設(shè)定系統(tǒng)有關(guān)的控制參數(shù)，提供系統(tǒng)故障時應(yīng)急手動操作開關(guān)以及正常工作時的啟動操作按鍵。
由于采用了所述的技術(shù)解決方案，使本實(shí)用新型具有下列優(yōu)點(diǎn)1．能夠根據(jù)爐窯加煤燃燒過程中黑煙濃度的變化規(guī)律自動調(diào)節(jié)補(bǔ)氧閥門的開度，使進(jìn)入爐膛的風(fēng)量與消煙所需風(fēng)量要求相一致，節(jié)省了原先手動調(diào)節(jié)風(fēng)量的閘板閥，使控制系統(tǒng)外圍設(shè)備得以簡化，操作更方便，運(yùn)行更可靠。
2．本實(shí)用新型可以通過輸入模塊中的參數(shù)設(shè)置鍵設(shè)置補(bǔ)氧閥門開閥時間、閥門開度、關(guān)閥時間以及開閥或關(guān)閥時的變化曲線(如直線、指數(shù)曲線、對數(shù)曲線等)。
3．調(diào)節(jié)范圍寬，調(diào)節(jié)過程平滑，便于在不同類型的爐窯上使用。
4．能夠及時用聲音和數(shù)字顯示提示司爐工正確操作設(shè)備。
5．由單片機(jī)控制步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動補(bǔ)氧閥門的開度，使進(jìn)入爐膛的風(fēng)量與消煙所需風(fēng)量要求相一致，不但有效地消除了黑煙，而且通過適量的補(bǔ)氧，爐膛內(nèi)的粗煤氣能夠充分燃燒，使?fàn)t膛內(nèi)溫度基本上保持不變，間接獲得節(jié)能的效果，同時也保證了產(chǎn)品生產(chǎn)工藝條件不變，確保產(chǎn)品質(zhì)量；避免了因手工操作不當(dāng)造成爐溫下降、爐口回?zé)熁驘焽杳昂跓煹痊F(xiàn)象。
6．控制系統(tǒng)能耗低。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作詳細(xì)的描述。
圖1是現(xiàn)有的工業(yè)爐窯消煙除塵設(shè)備其手動補(bǔ)氧催化燃燒進(jìn)行消煙除塵的流程圖；圖2是本實(shí)用新型智能控制器的電路功能框圖；圖3是本實(shí)用新型部分單片機(jī)主控模塊和部分輸入控鍵的電連接線路圖；圖4是本實(shí)用新型部分單片機(jī)主控模塊、部分輸入控鍵和LED顯示模塊的電連接線路圖；圖5是本實(shí)用新型風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊和部分功率放大驅(qū)動模塊的電連接線路圖；圖6是本實(shí)用新型部分單片機(jī)主控模塊和部分功率放大驅(qū)動模塊的電連接線路圖；圖7是本實(shí)用新型部分單片機(jī)主控模塊的電連接線路圖；圖8是本實(shí)用新型控制消煙除塵的控制流程圖。
如圖2所示，本實(shí)用新型工業(yè)爐窯消煙除塵智能控制器，它包括單片機(jī)主控模塊、功率放大驅(qū)動模塊、風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊、LED顯示模塊、報(bào)警提示模塊、輸入控鍵和分別設(shè)置在各模塊上的各接插件，單片機(jī)主控模塊通過其上的接插件分別與其它各模塊上的接插件相連，其中單片機(jī)主控模塊1，用于采集和存儲輸入的信息，進(jìn)行信息處理，并按輸入信息分別控制LED顯示器4的顯示和外接的步進(jìn)電動機(jī)8、風(fēng)機(jī)7和蜂鳴器按預(yù)定要求動作。如圖3、圖4、圖6和圖7所示，該單片機(jī)主控模塊1包括圖3中的CPU和存儲器部分11、圖4中的定時計(jì)數(shù)部分12、圖6中的光電隔離部分13和圖7中的控制和定時部分14所組成。其中，如圖3所示，在CPU和存儲器部分11中，D1為80C31為單片機(jī)芯片，D2為74HC373鎖存器，鎖存CPU與EPROM間傳遞的數(shù)據(jù)，D3為27C23可讀寫存儲器，存儲控制系統(tǒng)工作的軟件，D4為74HC74鎖存器鎖存CPU與定時計(jì)數(shù)器間傳遞的數(shù)據(jù)，RI1、RI2、RI7為集成排阻。TLP1為光電耦合器；如圖4所示，在定時計(jì)數(shù)部分12中，D5為81C55定時計(jì)數(shù)器。如圖6所示，在光電隔離部分13中，TLP11，TLP12為光電耦合器，型號為TLP521-4。R13為集成排阻；如圖7所示，在控制和定時部分14中，F(xiàn)U2為系統(tǒng)熔斷器，TC為變壓器，UC1為整流橋，UR1為AN7805三端穩(wěn)壓器，C1、C2、C5、C6濾波電容，UR1輸出直流電，供CPU、EPROM等工作。UC2為整流橋，C3、C4、C7、C8為濾波電容，UR2為AN7805三端穩(wěn)壓器，UC2輸出直流供蜂鳴器工作，也為圖6的UT3～UT7提供直流電源，A1、A2為LM555定時器。BATT為可充電電池，UD1～UD3為二極管。R18～R25、R2為電阻，C12、C13、C16為電解電容，C14、C15、C17為電容，OSC為晶體振蕩器，UT1、UT2為晶體三極管，該控制和定時部分14形成時鐘、上電復(fù)位、掉電數(shù)據(jù)保護(hù)、看門狗定時器功能。如圖3、圖4、圖6和圖7所示，圖3中的CPU和存儲器部分11中的P1.0～P1.7腳與圖6中的光電隔離部分13相對應(yīng)腳相連；圖3中的CPU和存儲器部分11中的PX1、PX2腳與圖7中的控制和定時部分14相應(yīng)腳相連；圖3中的CPU和存儲器部分11中的L1腳與圖4中的定時計(jì)數(shù)部分12和圖7中的控制和定時部分14相應(yīng)腳相連；圖3中的CPU和存儲器部分11中的P3.4、PWR、PWD、P2.7、PRST、PCLK腳與圖4中的定時計(jì)數(shù)部分12的相應(yīng)腳相連；圖3中的CPU和存儲器部分11中的P3.5腳與圖7中的控制和定時部分14相應(yīng)腳相連；圖3中的CPU和存儲器部分11中的E5與圖7中的控制和定時部分14和圖6中的光電隔離部分13相對應(yīng)腳相連。
功率放大驅(qū)動模塊2，用于控制驅(qū)動外接步進(jìn)電動機(jī)8按預(yù)定的規(guī)律工作。如圖5和圖6所示，它由圖5中的驅(qū)動部分21和圖6中的推動部分22所組成。其中，如圖5所示，在驅(qū)動部分21中，STEP MOTOR為步進(jìn)電動機(jī)繞組，DG-45為接線插座，UDP1～UDP5為續(xù)流二極管，UTP1～UTP5為驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)8工作的功率晶體管，F(xiàn)USE2為步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動單元熔斷器，UC6為整流橋，C40～C53為直流濾波電容，此直流給步進(jìn)電動機(jī)8工作提供電源，J1為接插件引人UTP1～UTP5功率晶體管的基極控制信號以及風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊中控制雙向晶閘管控制極的控制信號；如圖6所示，在推動部分22中，J4為接插件，UT3～UT7為放大三極管，其輸出供圖5中的驅(qū)動部分21功率晶體管UTP1～UTP5提供基極電流。
風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊3，用于準(zhǔn)確地控制外接風(fēng)機(jī)7的準(zhǔn)確地開啟和關(guān)閉，如圖5所示，F(xiàn)USE3為熔斷器，RELAY為交流接觸器，控制風(fēng)機(jī)工作，F(xiàn)AN為風(fēng)機(jī)，BAT為雙向晶閘管，給交流接觸器控制線圈提供控制信號，C0為交流電容，R0為交流電阻，為雙向晶閘管提供保護(hù)?！?20V(L)、～220V(N)分別與圖7中的單片機(jī)主控模塊的控制和定時部分14中的變壓器TC的一次側(cè)交流220V的L、N端相連。
LED顯示模塊4，顯示設(shè)定參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)以及告警提示顯示，當(dāng)補(bǔ)氧閥門9達(dá)到設(shè)定的最大開度時，由軟件控制LED顯示器閃爍顯示，提示司爐工迅速加煤結(jié)束。如圖4所示，D6、D7為顯示驅(qū)動器，驅(qū)動LED顯示器顯示，LED1～LED5為顯示器，R15、R16為集成排阻，J5-1，J5-2為接插件。
報(bào)警提示模塊5，用于對操作過程中達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)進(jìn)行提示和對不正?，F(xiàn)象進(jìn)行報(bào)警提示，當(dāng)補(bǔ)氧閥門9達(dá)到設(shè)定的最大開度時，蜂鳴器持續(xù)發(fā)出一段時間的蜂鳴聲，提示司爐工迅速加煤結(jié)束。如圖6所示，在該模塊5中，J3為接插件，UT8為晶體三極管，給蜂鳴器提供控制信號，BUZZER蜂鳴器，R26、R29為電阻。接線端VDD與圖7中單片機(jī)主控模塊1的定時部分14的VDD相連接。
輸入控鍵6，用于設(shè)定系統(tǒng)有關(guān)的控制參數(shù)，如閥門的開啟和關(guān)閉曲線類型、閥門的開啟時間、閥門的開度等，提供系統(tǒng)故障時應(yīng)急手動操作開關(guān)以及正常工作時的啟動操作按鍵。如圖4和圖3所示，它由圖4中的按鈕部分61和圖3中的控制部分62所組成。其中如圖4所示，在按鈕部分61中，J6-1、J6-2為接插件，S1為參數(shù)存儲控鍵，S2為參數(shù)減小控鍵，S3為參數(shù)增加控鍵，S4為參數(shù)設(shè)置控鍵，S5為參數(shù)巡顯控鍵，S6為故障手動控鍵，R16為集成排阻；如圖3所示，在控制部分62中，J2-1、J2-2為接插件，C18～C21為去抖動電容。START為啟動控鍵。
綜上所述，本實(shí)用新型控制器在消煙過程中，如圖8所示，不需要閘板閥，控制器直接控制補(bǔ)氧閥門的開度，補(bǔ)氧閥門的開度可由與補(bǔ)氧閥門連接的步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動，使進(jìn)入爐膛的風(fēng)量與消煙所需風(fēng)量要求相一致，不但有效地消煙，而且由于煤的充分燃燒，不會引起爐膛溫度下降，間接起到節(jié)能效果，并確保由本實(shí)用新型控制器控制的爐窯所生產(chǎn)出來產(chǎn)品的質(zhì)量。除此之外，它用單片機(jī)來控制運(yùn)行方式，以滿足用戶的不同要求。
權(quán)利要求1．一種工業(yè)爐窯消煙除塵智能控制器，它外接步進(jìn)電動機(jī)和風(fēng)機(jī)，其特征在于，它包括單片機(jī)主控模塊、功率放大驅(qū)動模塊、風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊、LED顯示模塊、報(bào)警提示模塊、輸入控鍵和分別設(shè)置在各模塊上的各接插件，單片機(jī)主控模塊通過其上的接插件分別與其它各模塊上的接插件相連，其中單片機(jī)主控模塊，用于采集和存儲輸入的信息，進(jìn)行信息處理，并按輸入信息分別控制LED顯示器的顯示和外接的步進(jìn)電機(jī)、風(fēng)機(jī)和蜂鳴器按預(yù)定要求動作；功率放大驅(qū)動模塊，用于控制驅(qū)動外接步進(jìn)電動機(jī)按預(yù)定的規(guī)律工作；風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊，用于準(zhǔn)確地控制外接風(fēng)機(jī)的準(zhǔn)確地開啟和關(guān)閉；LED顯示模塊，顯示設(shè)定參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)，以及告警提示顯示；報(bào)警提示模塊，用于對操作過程中達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)進(jìn)行提示和對不正?，F(xiàn)象進(jìn)行報(bào)警提示；輸入控鍵，用于設(shè)定系統(tǒng)有關(guān)的控制參數(shù)，提供系統(tǒng)故障時應(yīng)急手動操作開關(guān)以及正常工作時的啟動操作按鍵。
專利摘要一種工業(yè)爐窯消煙除塵智能控制器,它外接步進(jìn)電動機(jī)和風(fēng)機(jī),它包括:單片機(jī)主控模塊、功率放大驅(qū)動模塊、風(fēng)機(jī)驅(qū)動模塊、LED顯示模塊、報(bào)警提示模塊、輸入控鍵和分別設(shè)置在各模塊上的各接插件,單片機(jī)主控模塊通過其上的接插件分別與其它各模塊上的接插件相連。本實(shí)用新型能夠根據(jù)爐窯加煤燃燒過程中黑煙濃度的變化規(guī)律自動調(diào)節(jié)補(bǔ)氧閥門的開度,調(diào)節(jié)范圍寬,不但簡化了控制系統(tǒng)外圍的設(shè)備,而且能在不同類型爐窯上使用,并能夠提示司爐工正確操作設(shè)備。
文檔編號F27D27/00GK2419561SQ00217570
公開日2001年2月14日 申請日期2000年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月11日
發(fā)明者李根長 申請人:李根長