声波吹灰器的控制系统的制作方法

专利名称：声波吹灰器的控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对声波发生器进行多元控制的装置，具体地说是一种声波吹灰器
的控制系统。
背景技术：
随着我国对节能减排的日益重视，在火电行业利用传统的除灰方式，如蒸汽吹灰、击打除灰等技术已不能满足要求，近几年发展起来的简单型声波吹灰，如旋笛式气动声源除灰、共振腔哨除灰、圆板哨除灰、燃烧汽脉冲除灰，虽然产生了一定的效果，但由于控制方式单一，不能实现利用现代控制技术来完善系统的自我调节与控制功能，不能满足大型电厂节能除灰减排的需要。为实现更大程度的自动化与智能化，使系统能够永远保持在最佳的工作状态，需要对控制系统进行研究改进以达到自动化与智能化。

发明内容
为了克服现有声波吹灰器控制方式单一的问题，本发明的目的是提供一种声波吹灰器的控制系统，该控制系统利用现代控制技术完善系统的自我调节与控制功能，实现更大程度的自动化与智能化，使系统保持在最佳的工作状态。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的 —种声波吹灰器的控制系统，其特征在于该控制系统包括PLC控制模块、触摸屏、单片机系统、功率放大器和控制电路； PLC控制模块根据设置对输出的信号进行控制，并将信号输出给控制电路；
触摸屏是操作人员和控制系统的接口，通过触摸屏，操作人员进行系统的状态监控和运行设置； 单片机系统为声波吹灰器的信号源，向功率放大器提供随机和正弦波形信号；
功率放大器将信号源发出的信号，放大成为电驱动信号，驱动声波吹灰器工作；
控制电路接收PLC控制模块输出的信号，并根据信号控制触点的开合，从而控制声波吹灰器的开启和关闭。 本发明可以实现对1 16台声波吹灰器的有效控制，对其声波吹灰器可以实现运行时间的控制、运行顺序控制、可以实现所发声波在10 4000Hz范围内声频率可调、声功率可调。本发明具备对声波吹灰器的故障保护、报警等功能。 本发明为高声强声波吹灰器配套设计。高声强声波吹灰器由截止阀、电磁阀、压力开关、减压阀、过滤器和声发生器等部件组成。其中电磁阀、压力开关和过滤器、声发生器需通过本发明控制，以便实现声波发生器频率、功率可调，运行方式灵活可变的功能。
本发明中各部分的具体作用如下 1、 PLC模块。PLC模块是本控制系统的核心部分，根据程序的预先设置，PLC模块对输出的信号进行控制。通过增加输入输出模块，该PLC模块可实现对16路吹灰器进行自动控制。程序执行时，首先通过输入口，接收压力开关的信号，检测每个发生器输入端的气体压力是否满足。如果压力满足条件，则程序继续执行。如果压力条件不满足，则进入报警程序。此功能实现了对发生器的空载保护，可防止发生器在无介质气体的状态下运行，造成发生器损坏。压力状态检验完成后，控制系统通过另一输入口判断运行模式。运行模式分为自动和手动两种，自动运行状态是依据预先设定好的运行顺序和运行参数，进行全自动运行的模式。手动运行模式是用于调试的运行模式，运行状态需要通过手动来进行。
如果系统当前状态为自动运行模式，按下面板上的开始运行按钮，系统即进入自动运行程序。在自动运行状态下，程序从触摸屏的存储空间中接收运行时序和运行参数的信息。按照其中所设定的运行顺序、运行时间，设定PLC本身的输出端口，控制电磁阀和发生器的运行与停止。根据其中波形的形式、频率和幅值等参数，选择控制正弦或随机信号发生器向功率放大器输出相应的信号。当选择随机信号时，PLC向单片机系统发出开关量信号，信号发生器即将随机信号输出至功率放大器。当选择正弦信号时，需要通过计算，得出当前的瞬时频率和幅值，发送给信号发生器。信号发生器根据此数据，发出相应频率和幅值的正弦信号，输出至功率放大器。 如果当前处于手动运行模式，则可通过触摸屏手动控制系统的运行状态。手动模式分为手动控制方式和调试方式。手动控制方式下，系统的设备之间设置有逻辑保护功能，压力条件不满足、电磁阀未打开等情况下，发生器不能工作。且不同通道上的发生器不能同时工作。调试状态下，没有条件互锁，各个功能都可自由开启和关闭。手动模式下，触摸屏上的按钮，可直接控制PLC的输出口，进而控制各个电磁阀、发生器的开启和停止，以及当前运行的参数。 通过增加以太网通信模块，PLC可以和远程的控制机进行通信，实现就地监控控制和远程监控控制相结合的工作模式，给系统的运行和维护带来很大方便。
2、触摸屏。触摸屏是操作人员和控制系统的接口，通过触摸屏，操作人员可以进行系统的状态监控和运行设置。触摸屏启动后，通过主页面显示当前的运行状态。包括发生器运行情况、气体入口压力的情况和电磁阀的状态。通过主页面上的按钮，可以进入以下操作界面(l)登录可以输入密码，取得手动操作的权限；(2)注销取消登录，此状态下只可监视系统的状态，不能进行参数修改和手动操作；(3)报警查看以往的报警记录；(4)曲线查看信号源所发出信号的频率和幅值；(5)关于查看系统介绍和操作指南。在主页面上点击任一吹灰器图标，即可进入相应的通道监视界面。在此页面下，可观察系统是处于手动还是自动模式、入口压力是否满足、电磁的开闭和发生器的运行情况。也可通过此页面，开启调试方式。或通过左下角的按钮，进入手动控制和参数设置画面。在手动控制页面中，可对吹灰器系统进行手动操作，包括电磁阀的开闭和发生器的启动和停止。在手动操作的过程中，可直接输入当前信号的频率和幅值。点击通道监视页面上的单元参数按钮，即可进入单元参数设置界面。在此页面上，可设置100组运行参数。自动运行时，每组参数可下载至任意一台吹灰器上运行。每组数据中，分为9个段，每段可以设置初始的频率和幅值，终了的频率和幅值，和本段信号的时间，频率和幅值可在这段时间内线性的变化。该组参数设置完成后，可在页面下方对应的通道上按下载按钮，现在所设置的数据即下载至该台吹灰器，自动运行时即执行该组数据。如要将某台吹灰器的运行数据上载，按该吹灰器对应的上传按钮即可。按页面右侧的上/下按钮，可以切换所设置的数据组。在此页面上按下自动控制按钮，即可进入自动控制设置页面。在此页面上，可以设置每台吹灰器运行与否及其运
4行时间，各个吹灰器间的间隔时间。 3、单片机系统。单片机系统做为声发生器的信号源，向功率放大器提供随机和正弦波形信号。单片机系统启动后，等待PLC向其发出指令。指令的内容包含了信号的种类，即是正弦波还是随机波；信号的参数，即实时的频率和幅值。单片机系统中的控制器接收到信号后，控制相应的信号源芯片发出信号，输出至功率放大器。 4、功率放大器。功率放大器的作用是将信号源发出的信号，放大成为电驱动信号，驱动声波发生器工作。本方案涉及的功率放大器，频带相应宽、响应曲线好、具有电流电压监视、过流保护等功能。可实现电流超过设定值时，自动断开，以保护声发生器，防止因超符合运转造成损坏。 5、控制电路。控制电路是具体控制电磁阀、发生器启动和停止的系统。控制电路通过PLC的输出口接收信号，控制电路中的继电器根据输出口的信号控制触点的开合，从而控制电磁阀和发生器的开启和关闭。 6、指示灯。控制系统的面板上设置有指示灯，一个是电源指示灯，另一个是手动和自动状态指示灯。电源指示灯在系统开启后即被点亮，表示当前系统已经上电。手动和自动状态指示灯表示了当前系统的运行模式，由PLC进行程序控制。 7、电源开关。电源开关起着为控制系统各个部分提供电能的作用。本发明涉及的电源开关系统，分别为各个电磁阀、功放、控制器提供电源。在进行检修和维护时，可以将各个部分和各个通道单独隔离开来，为工作带来了很大的方便。
本发明的优点如下 1、采用本发明所述的控制系统，声波吹灰器运行状态实现可视化监控； 2、采用本发明所述的控制系统，声波的波形可选择及其频率可以任意调节； 3、采用本发明所述的控制系统，声波吹灰器的运行方式灵活可变； 4、本发明所述的控制系统自动报警和保护功能； 5、本发明能实现就地控制方式和远程控制方式相结合的形式； 6、本发明能对1 16台声波吹灰器进行有效的控制。


图1是本发明的结构示意图。
具体实施例方式
—种本发明所述的声波吹灰器的控制系统，见图1，该控制系统包括PLC控制模块1、触摸屏2、单片机系统3、功率放大器4、控制电路5、指示灯6和电源开关7。
PLC控制模块1根据设置对输出的信号进行控制，并将信号输出给控制电路5。触摸屏2是操作人员和控制系统的接口，通过触摸屏2，操作人员进行系统的状态监控和运行设置。单片机系统3为声波吹灰器的信号源，向功率放大器4提供随机和正弦波形信号。功率放大器4将信号源发出的信号，放大成为电驱动信号，驱动声波吹灰器工作。控制电路5接收PLC控制模块1输出的信号，并根据信号控制触点的开合，从而控制声波吹灰器的开启和关闭。 其中PLC模块1是本控制系统的核心部分，通过增加输入输出模块，PLC模块1可
5实现对16路吹灰器进行自动控制。PLC模块1通过预先编写的程序，完成系统状态检查、逻 辑控制、数据处理、设备控制等功能。当PLC上电后，程序即开始自动运行。首先控制器进 行状态检查，通过压力开关的信号，判断每个发生器输入端的气体压力是否满足。压力满足 条件，则继续运行。条件不满足，则中断运行，进入报警程序。此工作完成后，系统进行运行 模式判断。根据当前模式为手动或自动方式，分别进入不同的运行的模式程序。自动运行 模式下，按面板上的开始按钮，控制系统即进入自动运行程序。程序从触摸屏的存储空间中 接收运行时序和运行参数。通过一些计算和设置，将信号参数发送给单片机系统，发出声发 生器所需要的波形。 同时控制继电器动作，从而控制各个电磁阀和发生器的启动和停止。手动运行模 式下，可通过触摸屏手动控制系统的运行状态。手动模式分为手动控制方式和调试方式。手 动控制方式下，系统的设备之间设置逻辑保护功能，压力和电磁阀条件不满足，发生器不能 工作。调试状态下，不设条件互锁，通过触摸屏上的按钮，可直接控制各个电磁阀、发生器的 开启和停止和当前运行参数。通过额外安装的以太网通信模块，可与上位机、其它控制系统 互联互通，实现更灵活的控制方式。 通过触摸屏2，可进行系统的状态监控和运行设置。触摸屏中写入预先编好的程 序，通过按触摸屏上的图形按钮，可以直接改写触摸屏和PLC内存储器的数据，从而实现向 主控制器传递命令。启动后即进入主页面，显示当前吹灰系统运行状态。包括发生器运行情 况、气体入口压力的情况和电磁阀的状态。通过主页面上的按钮，可以进入以下操作界面 (1)登录输入密码，取得手动操作的权限；(2)注销取消登录，此状态下只可监视系统的 状态，不能进行参数修改和手动操作；(3)报警查看以往的报警记录；(4)曲线查看信号 源所发出信号的频率和幅值；(5)关于查看系统介绍和操作指南。在主页面上点击任一吹 灰器图标，进入相应通道的监视界面。在此页面下，可监视单一通道的运行情况。通过此页 面，可开启调试方式。或通过按钮，进入手动控制和参数设置页面。手动控制页面中，可手 动操作电磁阀的开闭、发生器的启动和停止。并可直接输入当前信号的频率和幅值。通过 通道监视页面上的单元参数按钮，可进入参数设置界面。参数设置页面上，可设置100组运 行参数，每组数据分为9个段，每段可设置初始频率和幅值、终了频率和幅值及本段信号的 时间，频率和幅值在这段时间可进行线性变化。参数设置完成，在页面下方对应的通道上按 下载按钮，数据即进入该台吹灰器所对应的参数存储空间。通过上传按钮，可将某台吹灰器 运行数据上载。通过该页面右侧的上/下按钮，可以切换所设置的数据组。在此页面上按 自动控制按钮，进入自动控制设置页面。在此页面，可设置每台吹灰器运行与否及其运行时 间，各个吹灰器间的间隔时间。 单片机系统3做为声发生器的信号源，向功率放大器提供随机和正弦波形信号。 单片机系统启动后，等待PLC向其发出指令。PLC在需要单片机系统发出波形信号时，通过 485通信口向系统发出指令。指令内容包含波形信号的种类，即是正弦波还是随机波；信号 的参数，即实时的频率和幅值。单片机系统中的控制器接收到信号后，通过控制总线和数据 总线，设置相应的信号源芯片发出信号，输出至功率放大器。 功率放大器4的作用是将信号源发出的信号，放大成为电驱动信号，驱动声波发 生器工作。功率放大器上安装真有效值表，可监视电流和电压。电流表上设过载保护触点， 电流超过额定值时，串联在电路中的触点断开，切断发生器的驱动电流，实现过载保护功
控制电路5是具体控制电磁阀、发生器启动和停止的系统。控制电路通过PLC的 输出口接收信号，控制电路中的继电器根据输出口的信号控制触点的开合，从而控制电磁 阀和发生器的开启和关闭。 指示灯6设置在控制系统的面板上，指示灯6包括一个电源指示灯， 一个手动和自
动状态指示灯。电源指示灯和系统的电源相连，系统开启后即被点亮，表示当前系统已经上
电。手动和自动状态指示灯由PLC进行程序控制，表示当前系统的运行模式。 电源开关7为控制系统各个部分提供电能。本发明涉及的电源开关系统，分别为
各个电磁阀、功放、控制器提供电源。可以将各个部分和各个吹灰器通道单独隔离开来，以
便进行检修和维护。 本发明可以应用电信号调节功放与气流调节来联合调制的方法，实现声功率可 调、频率可调；并赋予随机、正弦、白噪声等波形形式选择；实现距离、运行时间可控和多台 组合联调联控及单台独立工作控制；同时本发明具有系统自动保护诊断功能，在水泥、火 电、石油、石化等行业具有很好的运用前景。
权利要求
一种声波吹灰器的控制系统，其特征在于该控制系统包括PLC控制模块(1)、触摸屏(2)、单片机系统(3)、功率放大器(4)和控制电路(5)；PLC控制模块(1)根据设置对输出的信号进行控制，并将信号输出给控制电路(5)；触摸屏(2)是操作人员和控制系统的接口，通过触摸屏，操作人员进行系统的状态监控和运行设置；单片机系统(3)为声波吹灰器的信号源，向功率放大器(4)提供随机和正弦波形信号；功率放大器(4)将信号源发出的信号，放大成为电驱动信号，驱动声波吹灰器工作；控制电路(5)接收PLC控制模块(1)输出的信号，并根据信号控制触点的开合，从而控制声波吹灰器的开启和关闭。
2. 根据权利要求l所述的声波吹灰器的控制系统，其特征在于PLC控制模块(1)首先 通过输入口，接收压力开关的信号，检测声波吹灰器输入端的气体压力；如果压力条件不满 足，则将信号输出给控制电路(5)报警，压力条件满足后，则将信号输出给控制电路(5)确 定运行模式，运行模式分为自动和手动两种，自动运行状态是依据预先设定好的运行顺序 和运行参数，进行全自动运行的模式，手动运行模式是用于调试的运行模式，运行状态通过 手动来进行。
3. 根据权利要求1所述的声波吹灰器的控制系统，其特征在于控制电路(5)对声波 吹灰器实现运行时间的控制、运行顺序的控制。
4. 根据权利要求1所述的声波吹灰器的控制系统，其特征在于该控制系统还包括指 示灯(6)，指示灯(6)与包括电源指示灯、手动和自动状态指示灯；电源指示灯在系统开启 后即被点亮；手动和自动状态指示灯表示当前系统的运行模式。
5. 根据权利要求1所述的声波吹灰器的控制系统，其特征在于该控制系统还包括电 源开关(7)，电源开关(7)为控制系统提供电能。
全文摘要
本发明公开了一种声波吹灰器的控制系统，其中PLC控制模块根据设置对输出的信号进行控制，并将信号输出给控制电路；触摸屏是操作人员和控制系统的接口，通过触摸屏，操作人员进行系统的状态监控和运行设置；单片机系统为声波吹灰器的信号源，向功率放大器提供随机和正弦波形信号；功率放大器将信号源发出的信号，放大成为电驱动信号，驱动声波吹灰器工作；控制电路接收PLC控制模块输出的信号，并根据信号控制触点的开合，从而控制声波吹灰器的开启和关闭。本发明具有自我调节与控制功能，实现更大程度的自动化与智能化，使系统保持在最佳的工作状态。在水泥、火电、石油、石化等行业具有很好的运用前景。
文档编号F23J3/00GK101710234SQ20091023429
公开日2010年5月19日 申请日期2009年11月17日 优先权日2009年11月17日
发明者亓庆宪, 夏瑞芳, 张荣初, 徐嘉, 徐诗立, 闻小明 申请人:南京常荣噪声控制环保工程有限公司