本发明涉及除尘风机控制领域，尤其涉及一种除尘风机多参量控制系统和对除尘系统进行改造的方法。
背景技术：
在许多生产现场，比如化工、电子、机械加工、食品、水泥、耐火材料以及有色金属的冶炼及铸造等生产现场，都会有大量的工业污染粉尘散发出来。如果这些工业粉尘得不到有效的收集或除尘，将严重污染生产环境，进而直接影响生产人员的身体健康。
为了有效降低粉尘的危害，大多数的生产设备在相应的生产环节都配备有除尘系统。为避免除尘风机在除尘过程中压力不足，除尘系统中的除尘风机在设计之初都留有余量，这样，就导致除尘系统普遍存在大马拉小车的现象。
在生产现场，由于生产计划的改变或是成品需求量的变化，生产过程中所处理的原料或产量也总是随之变化的。也就是说，在生产过程中，除尘系统的收尘口的风速和风压在不同时刻都是不完全相同的。为满足除尘要求，最常用的方法是通过调整除尘风机的入口风门的开度来调节除尘系统中的风压。这种方法虽然能够满足除尘要求，但是除尘风机的大部分能耗都用来克服入口风门造成的系统阀阻，导致能量损耗。此外，这种方法一般是通过人工手动或电动来完成除尘风机的入口风门的开度的调节的，操作麻烦且具有滞后性，既增加了生产人员的工作量，又无法保证控制精度，还存在安全隐患。
综上可见，现有的除尘系统不仅会造成大量的能源浪费，导致生产成本增加，还存在安全隐患。
技术实现要素：
为解决现有的除尘系统存在的能源浪费、生产成本高以及安全隐患等问题，本发明提出一种除尘风机多参量控制系统，该除尘风机多参量控制系统包括智能控制器、调速器、灰尘传感器和风速传感器；
所述灰尘传感器安装在所述除尘风机所在的除尘系统中的收尘口处，用于实时采集所述收尘口处的灰尘浓度，并将采集到的灰尘浓度转换成灰尘浓度电信号发送到所述智能控制器中；
所述风速传感器安装在收尘管道中并靠近所述收尘口，用于实时采集所述收尘管道中靠近所述收尘口的风速值，并将采集到的风速值转换成风速电信号发送到所述智能控制器中；
所述调速器的控制输入端与所述智能控制器连接，且所述调速器的输出端与所述除尘风机连接；
所述智能控制器根据所述灰尘传感器采集到的灰尘浓度电信号计算出所述收尘口处收尘所需的目标风速值f，根据所述风速传感器采集到的风速电信号筛选出采集到的最小风速值f1，并对所述目标风速值f和所述最小风速值f1进行比较运算，当所述目标风速值f小于所述最小风速值f1时，所述智能控制器向所述调速器发送调小控制信号，使所述调速器将所述除尘风机的转速调小，直至所述最小风速值f1和所述目标风速值f相等；当所述目标风速值f大于所述最小风速值f1时，所述智能控制器向所述调速器发送调大控制信号，使所述调速器将所述除尘风机的转速调大，直至所述最小风速值f1和所述目标风速值f相等。
在生产过程中，本发明除尘风机多参量控制系统中的智能控制器根据灰尘传感器采集到的收尘口处的灰尘浓度计算出在收尘口处除尘所需的目标风速值f，同时根据风速传感器采集到的风速数据找出采集到的最小风速值f1，并对目标风速值f和最小风速值f1进行比较。当目标风速值f小于最小风速值f1时，说明除尘系统中所有收尘管道中靠近收尘口处的实际风速均大于目标风速值f，即除尘系统中所有收尘管道中靠近收尘口处的实际风速均超过收尘所需的风速要求，因此，为节约能耗，减少能源浪费，智能控制器向调速器发送调小控制信号，使调速器将除尘风机的转速调小，直至最小风速值f1和目标风速值f相等。当目标风速值f大于最小风速值f1时，说明除尘系统中至少有部分收尘管道中靠近收尘口处的实际风速小于目标风速值f，即除尘系统中至少有部分收尘管道中靠近收尘口处的实际风速无法满足收尘所需的风速要求，因此，为满足收尘要求，智能控制器向调速器发送调大控制信号，使调速器将除尘风机的转速调大，直至目标风速值f和最小风速值f1相等，既避免除尘系统中有部分收尘口无法有效地完成收尘，又避免因除尘风机的转速被调节的过大而造成能源的浪费，节约了能源，降低了生产成本。
优选地，所述灰尘传感器安装在所述收尘口的正下方并靠近所述收尘口，以保证灰尘传感器能够准确采集到收尘口处的灰尘浓度。进一步地，所述灰尘传感器与所述收尘口之间的竖直距离为3-25cm。这样，可以避免灰尘传感器因与收尘口之间的间距过近或过远而导致采集到的灰尘浓度过高或过低，无法准确采集到收尘口处的灰尘浓度。
优选地，所述风速传感器位于所述收尘管道的中心轴线上，以保证风速传感器能够采集到的收尘管道中的风速值最为准确。
优选地，所述智能控制器选用plc控制器或单片机控制器。
本发明还提出一种除尘系统改造方法，该改造方法包括如下步骤，
步骤s1、在所述除尘系统的所有收尘口处分别设置灰尘传感器，用于采集所述收尘口处的灰尘浓度并将采集到的灰尘浓度转换成灰尘浓度电信号；在所述除尘系统的收尘管道中设置风速传感器，且该风速传感器靠近所述收尘口，用于采集所述收尘管道中靠近所述收尘口的风速值并将采集到的风速值转换成风速电信号；
步骤s2、在除尘风机的电源输入端设置调速器，且所述调速器的输出端与所述除尘风机连接，用于调节所述除尘风机的转速；
步骤s3、在所述除尘系统的外部设置智能控制器，所述智能控制器的信号输入端与所述灰尘传感器和所述风速传感器连接用于接收所述灰尘浓度电信号和所述风速电信号，所述智能控制器的信号输出端与所述调速器的输入端连接，且所述智能控制器根据所述灰尘浓度信号计算出所述收尘口处收尘所需的目标风速值f，根据所述风速电信号筛选出采集到的最小风速值f1，并对所述目标风速值f和所述最小风速值f1进行比较运算，当所述目标风速值f小于所述最小风速值f1时，所述智能控制器向所述调速器发送调小控制信号，使所述调速器将所述除尘风机的转速调小，直至所述最小风速值f1和所述目标风速值f相等；当所述目标风速值f大于所述最小风速值f1时，所述智能控制器向所述调速器发送调大控制信号，使所述调速器将所述除尘风机的转速调大，直至所述最小风速值f1和所述目标风速值f相等。
这样，在除尘系统中设置灰尘传感器来采集收尘口处的灰尘浓度，设置风速传感器采集收尘管道中靠近收尘口处的实际风速值，并利用智能控制器根据灰尘传感器采集到的收尘口处的灰尘浓度计算出在收尘口处除尘所需的目标风速值f，同时根据风速传感器采集到的风速数据找出采集到的最小风速值f1，并对目标风速值f和最小风速值f1进行比较。当目标风速值f小于最小风速值f1时，说明除尘系统中所有收尘管道中靠近收尘口处的实际风速均大于目标风速值f，即除尘系统中所有收尘管道中靠近收尘口处的实际风速均超过收尘所需的风速要求，因此，为节约能耗，减少能源浪费，智能控制器向调速器发送调小控制信号，使调速器将除尘风机的转速调小，直至最小风速值f1和目标风速值f相等。当目标风速值f大于最小风速值f1时，说明除尘系统中至少有部分收尘管道中靠近收尘口处的实际风速小于目标风速值f，即除尘系统中至少有部分收尘管道中靠近收尘口处的实际风速无法满足收尘所需的风速要求，因此，为满足收尘要求，智能控制器向调速器发送调大控制信号，使调速器将除尘风机的转速调大，直至目标风速值f和最小风速值f1相等，既避免除尘系统中有部分收尘口无法有效地完成收尘，又避免因除尘风机的转速被调节的过大而造成能源的浪费，节约了能源，降低了生产成本。
优选地，在所述步骤s1中，所述灰尘传感器安装在所述收尘口的正下方并靠近所述收尘口，以保证灰尘传感器采集到的灰尘浓度的精准度。进一步地，所述灰尘传感器与所述收尘口之间的竖直距离为3-25cm，以避免灰尘传感器因与收尘口之间的间距过近或过远而导致采集到的灰尘浓度过高或过低，无法准确采集到收尘口处的灰尘浓度。
优选地，在所述步骤s1中，所述风速传感器设置在所述收尘管道的中心轴线上，以保证风速传感器能够采集到的收尘管道中的风速值的精度。
优选地，所述智能控制器选用plc控制器或单片机控制器。
附图说明
图1为本发明除尘风机多参量控制系统的结构示意图；
图2为本发明除尘风机多参量控制系统中的灰尘传感器和风速传感器的安装位置示意图。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明除尘风机多参量控制系统以及除尘系统改造方法进行详细说明。
如图1所示，本发明除尘风机多参量控制系统包括智能控制器1、调速器2、灰尘传感器3和风速传感器4。其中，智能控制器1设置在除尘系统的外部，并可选用plc控制器或单片机控制器作为智能控制器1。调速器2的输入端与智能控制器1连接，调速器2的输出端与除尘风机（图中未示出）的电源输入端连接。
如图1和2所示，灰尘传感器3安装在除尘风机所在的除尘系统中的收尘口5处并与智能控制器1连接，用于实时采集所述收尘口的灰尘浓度，并将采集到的灰尘浓度转换成灰尘浓度电信号发送到智能控制器1中。优选地，灰尘传感器3安装在收尘口5的正下方并靠近收尘口5，以保证灰尘传感器能够准确采集到收尘口处的灰尘浓度。进一步地，灰尘传感器3与对用收尘口5之间的竖直距离为3-25cm，优选20cm。这样，可以避免灰尘传感器3因与收尘口5之间的间距过近或过远而导致采集到的灰尘浓度过高或过低，无法准确采集到收尘口处的灰尘浓度。
如图1和2所示，风速传感器4安装在收尘管道6中并靠近收尘口5，且风速传感器4与智能控制器连接，用于实时采集收尘管道6中靠近收尘口5处的实际风速值，并将采集到的实际风速值转换成风速电信号发送到智能控制器1中。优选地，风速传感器4位于收尘管道6的中心轴线上，以保证风速传感器4采集到的收尘管道6中的风速值最为精准。
在生产过程中，灰尘传感器3对收尘口5处的灰尘浓度进行实时采集并将采集到的灰尘浓度转换成灰尘浓度电信号传输到智能传感器1中，风速传感器4对收尘管道6中的实际风速值进行实时采集并将采集到的实际风速值转换成风速电信号传输到智能控制器1中。这样，智能控制器1根据灰尘传感器3采集到的灰尘浓度电信号即可计算出收尘口5处完成收尘所需的目标风速值f，根据风速传感器4采集到风速电信号筛选出采集到的最小风速值f1，并对目标风速值f和最小风速值f1进行比较运算，当目标风速值f小于最小风速值f1时，说明除尘系统中所有收尘管道6中靠近收尘口5处的实际风速均大于目标风速值f，即除尘系统中所有收尘管道6中靠近收尘口5处的实际风速均超过收尘所需的风速要求，因此，为节约能耗，减少能源浪费，智能控制器1向调速器2发送调小控制信号，使调速器2将除尘风机的转速调小，直至最小风速值f1和目标风速值f相等。当目标风速值f大于最小风速值f1时，说明除尘系统中至少有部分收尘管道6中靠近收尘口5处的实际风速小于目标风速值f，即除尘系统中至少有部分收尘管道6中靠近收尘口5处的实际风速无法满足收尘所需的风速要求，因此，为满足收尘要求，智能控制器1向调速器2发送调大控制信号，使调速器2将除尘风机的转速调大，直至目标风速值f和最小风速值f1相等，既避免除尘系统中有部分收尘口无法有效地完成收尘，又避免因除尘风机的转速被调节的过大而造成能源的浪费，节约了能源，降低了生产成本。
在采用上述除尘风机多参量控制系统对除尘风机进行控制时，可将除尘风机的入口风门的开度设为100%，以节约除尘风机为克服系统阀阻所做的功，节约能源，同时在生产过程中无需对除尘风机的入口风门的开度进行调节，既可避免调节滞后而影响控制精度，又可减少生产人员的工作量，提高生产安全性。另外，在生产过程中，智能控制器1根据收尘口5处的灰尘浓度动态调控收尘口5处的风速，使收尘口5处的最小风速值刚好满足收尘要求，节约了除尘风机的吸入的总风量，降低了除尘风机的功耗，从而实现最大限度的节能。
另外，本发明还提出一种除尘系统改造方法，该改造方法包括如下步骤，
首先，在除尘系统的所有收尘口5处分别设置灰尘传感器3，用于采集收尘口5处的灰尘浓度并将采集到的灰尘浓度转换成灰尘浓度电信号。优选地，将灰尘传感器3安装在收尘口5的正下方并靠近该收尘口5，以保证灰尘传感器3采集到的灰尘浓度的精准度。进一步优选地，在设置灰尘传感器3时，灰尘传感器3与对应的收尘口5之间的竖直距离为3-25cm，比如20cm处，以避免灰尘传感器3因与收尘口5之间的间距过近或过远而导致采集到的灰尘浓度过高或过低，无法准确采集到收尘口处的灰尘浓度。在除尘系统的收尘管道6中设置风速传感器4，且该风速传感器4靠近收尘管道6的收尘口5，用于采集收尘管道6中的风速值并将采集到的风速值转换成风速电信号。优选地，将风速传感器4设置在收尘管道6的中心轴线上，以保证风速传感器4采集到的收尘管道中的风速值的精度。
接着，在除尘风机的电源输入端设置调节除尘风机的转速用的调速器2，且该调速器2的输出端与除尘风机连接，用于调节所述除尘风机的转速。
最后，在除尘系统的外部设置智能控制器1，且该智能控制器1的信号输入端与灰尘传感器3和风速传感器4连接用于接收灰尘浓度电信号和风速电信号，智能控制器1的信号输出端与调速器2的控制输入端连接。在生产过程中，智能控制器1根据灰尘浓度信号计算出收尘口5处收尘所需的目标风速值f，根据风速电信号筛选出采集到的最小风速值f1，并对目标风速值f和最小风速值f1进行比较运算，当目标风速值f小于所述最小风速值f1时，智能控制器1向调速器2发送调小控制信号，使调速器2将除尘风机的转速调小，直至最小风速值f1和目标风速值f相等；当目标风速值f大于最小风速值f1时，智能控制器1向调速器2发送调大控制信号，使调速器2将除尘风机的转速调大，直至最小风速值f1和目标风速值f相等。
这样，在除尘系统中设置灰尘传感器3来采集收尘口处的灰尘浓度，设置风速传感器4采集收尘管道6中靠近收尘口5处的实际风速值，并利用智能控制器1根据灰尘传感器3采集到的收尘口5处的灰尘浓度计算出在收尘口5处除尘所需的目标风速值f，同时根据风速传感器4采集到的风速数据找出采集到的最小风速值f1，并对目标风速值f和最小风速值f1进行比较。当目标风速值f小于最小风速值f1时，说明除尘系统中所有收尘管道6中靠近收尘口5处的实际风速均大于目标风速值f，即除尘系统中所有收尘管道6中靠近收尘口5处的实际风速均超过收尘所需的风速要求，因此，为节约能耗，减少能源浪费，智能控制器1向调速器2发送调小控制信号，使调速器2将除尘风机的转速调小，直至最小风速值f1和目标风速值f相等。当目标风速值f大于最小风速值f1时，说明除尘系统中至少有部分收尘管道6中靠近收尘口5处的实际风速小于目标风速值f，即除尘系统中至少有部分收尘管道6中靠近收尘口5处的实际风速无法满足收尘所需的风速要求，因此，为满足收尘要求，智能控制器1向调速器2发送调大控制信号，使调速器2将除尘风机的转速调大，直至目标风速值f和最小风速值f1相等，既避免除尘系统中有部分收尘口无法有效地完成收尘，又避免因除尘风机的转速被调节的过大而造成能源的浪费，节约了能源，降低了生产成本。