一种基于PLC控制的布袋除尘器喷吹清灰控制系统

技术领域

本发明涉及布袋除尘器喷吹清灰控制技术领域，具体而言，涉及一种基于PLC控制的布袋除尘器喷吹清灰控制系统。

背景技术

布袋除尘器作为工厂生产的常用除尘设备之一，它对于保持除尘效率、防止滤袋堵塞、降低能耗和保护环境都具有重要的作用，在使用布袋除尘器时，需要定期进行喷吹清灰，以保证其正常运行和高效除尘，因此，对布袋除尘器进行喷吹清灰控制的重要性不言而喻。

现有的对布袋除尘器进行喷吹清灰控制主要通过监测滤袋灰尘信息判断是否需要进行喷吹清灰，很显然，这种控制方式还存在以下几个方面的问题：1、仅监测滤袋灰尘信息，即监测滤袋表面各灰尘处对应的灰尘面积和灰尘厚度，未对通过滤袋的左侧风速和右侧风速进行监测，使得目标布袋除尘器中滤袋对应的喷吹清灰需求指数分析结果存在较大的差异性，进一步降低了滤袋对应的喷吹清灰需求监测效果，致使无法精确了解滤袋的喷吹清灰需求状态，进而无法提高布袋除尘器的除尘效率，同时无法防止滤袋堵塞。

2、仅对目标布袋除尘器当前所需的喷吹压力进行分析，未对目标布袋除尘器在喷吹过程中滤袋的清灰效果进行动态分析，进行二次喷吹压力调控，从而增加了布袋除尘器的喷吹清灰能源的消耗，同时过强的喷吹压力可能导致滤袋的破损，进而增加了维修成本和生产停机时间。

3、未对目标布袋除尘器的自身运行状态信息进行监测，即未对目标布袋除尘器的喷吹气阀的喷吹压力偏差的差异情况和波动情况进行分析，从而无法保障目标布袋除尘器在喷吹过程中的清灰效果结果确认的合理性和说服力，同时无法为后续目标所需喷吹压力的调控提供有效的数据支撑依据。

发明内容

鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种基于PLC控制的布袋除尘器喷吹清灰控制系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：本发明提供一种基于PLC控制的布袋除尘器喷吹清灰控制系统，包括：滤袋灰尘信息采集分析模块，用于采集目标工厂内安置的目标布袋除尘器当前各滤袋表面的灰尘信息，分析目标布袋除尘器当前各滤袋对应的灰尘度β

滤袋两侧风速信息采集分析模块，用于将目标布袋除尘器中各滤袋按照设定的长度划分为各监测子区域，采集通过各滤袋中各监测子区域的左侧风速和右侧风速，分析目标布袋除尘器当前各滤袋对应的风速通过异常指数χ

滤袋喷吹清灰需求分析模块，用于分析目标布袋除尘器当前滤袋对应的喷吹清灰需求指数

喷吹清灰压力调控模块，用于当目标布袋除尘器当前滤袋对应的喷吹清灰需求指数大于或者等于设定的喷吹清灰需求指数时，启动目标布袋除尘器的喷吹气阀，并进行初步喷吹压力调控。

喷吹压力核验模块，用于监测各监测时间段内喷吹气阀的实际喷吹压力，并实时监测目标布袋除尘器在喷吹过程中各滤袋表面的灰尘信息，同时实时监测在喷吹过程中通过各滤袋中各监测子区域的左侧风速和右侧风速，计算目标布袋除尘器在喷吹过程中滤袋对应的清灰效果状态指数，从而进行二次喷吹压力调控。

云数据库，用于存储各喷吹清灰需求指数对应的喷吹压力，存储滤袋表面积，并存储单位清灰效果状态指数对应的待调控喷吹压力。

具体地，所述灰尘信息包括灰尘处数目、各灰尘处对应的灰尘面积和灰尘厚度。

具体地，所述分析目标布袋除尘器当前各滤袋对应的灰尘度，具体分析过程为：A1、从灰尘信息中提取目标布袋除尘器当前各滤袋表面的各灰尘处对应的灰尘面积和灰尘厚度，并分别记为S

A2、从云数据库中提取滤袋表面积，记为S

A3、计算目标布袋除尘器当前各滤袋对应的灰尘度β

具体地，所述分析目标布袋除尘器当前各滤袋对应的风速通过异常指数，具体分析过程为：B1、将通过各滤袋中各监测子区域的左侧风速和右侧风速进行作差，得到通过各滤袋中各监测子区域的两侧风速差，记为|v

B2、从通过各滤袋中各监测子区域的两侧风速差中提取最大值，记为v

B3、计算目标布袋除尘器当前各滤袋对应的风速通过异常指数χ

具体地，所述分析目标布袋除尘器当前滤袋对应的喷吹清灰需求指数，具体分析过程为：C1、计算目标布袋除尘器当前各滤袋对应的喷吹清灰需求指数δ

C2、从目标布袋除尘器当前各滤袋对应的喷吹清灰需求指数中提取最大值，记为δ

C3、将目标布袋除尘器当前各滤袋对应的喷吹清灰需求指数与设定参照的喷吹清灰需求指数进行对比，若某滤袋对应的喷吹清灰需求指数大于或者等于设定参照的喷吹清灰需求指数,则判定该滤袋为待清灰滤袋，统计目标布袋除尘器中待清灰滤袋的数目,记为M。

C4、计算目标布袋除尘器当前滤袋对应的喷吹清灰需求指数

具体地，所述进行初步喷吹压力调控的具体方式为：将目标布袋除尘器当前滤袋对应的喷吹清灰需求指数与云数据库中存储的各喷吹清灰需求指数对应的喷吹压力进行对比，得到目标布袋除尘器所需的喷吹压力，从而将目标布袋除尘器的喷吹气阀调控至所需的喷吹压力。

具体地，所述计算目标布袋除尘器在喷吹过程中滤袋对应的清灰效果状态指数，具体计算过程为：D1、从目标布袋除尘器在喷吹过程中各滤袋表面的灰尘信息中提取各灰尘处对应的灰尘面积和灰尘厚度，按照目标布袋除尘器当前各滤袋对应的灰尘度的分析方式同理分析得到目标布袋除尘器在喷吹过程中各滤袋对应的灰尘度，记为

D2、根据在喷吹过程中通过各滤袋中各监测子区域的左侧风速和右侧风速，按照目标布袋除尘器当前各滤袋对应的风速通过异常指数的分析方式同理分析得到目标布袋除尘器在喷吹过程中各滤袋对应的风速通过异常指数，记为

D3、根据各监测时间段内喷吹气阀的实际喷吹压力，计算目标布袋除尘器在喷吹过程中的清灰效果影响因子λ。

D4、计算目标布袋除尘器在喷吹过程中滤袋对应的清灰效果状态指数ψ，

具体地，所述计算目标布袋除尘器在喷吹过程中的清灰效果影响因子，具体计算过程为：E1、将各监测时间段内喷吹气阀的实际喷吹压力与喷吹气阀当前调节的喷吹压力进行对比，得到各监测时间段内喷吹气阀的喷吹压力偏差，记为ε

E2、将喷吹气阀的喷吹压力偏差不为0的监测时间段记为偏差时间段，统计偏差时间段的数目，记为η。

E3、将各偏差时间段对应的喷吹压力偏差与设定许可的超出压力偏差进行对比，若某偏差时间段对应的喷吹压力偏差大于或者等于设定许可的超出压力偏差，则将该偏差时间段记为超出偏差时间段，统计超出偏差时间段的数目，记为μ。

E4、计算喷吹气阀的喷吹压力偏差差异指数ω，

E5、从各监测时间段内喷吹气阀的喷吹压力偏差中分别提取最大值和最小值，并分别记为ε

E6、计算喷吹气阀的喷吹压力偏差波动指数

E7、计算目标布袋除尘器在喷吹过程中的清灰效果影响因子λ，

具体地，所述进行二次喷吹压力调控的具体方式为：F1、从云数据库中提取单位清灰效果状态指数对应的待调控喷吹压力，并记为P

F2、将喷吹气阀调控的所需的喷吹压力记为P

F3、构建二次喷吹压力调控模型，输出二次喷吹压力调控结果，其中二次喷吹压力调控模型表示为：

F4、当二次喷吹压力调控结果为减压时，则将P

F5、当二次喷吹压力调控结果为保持时，则将P

F6、当二次喷吹压力调控结果为加压时，则将P

相较于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：(1)本发明通过分析目标布袋除尘器中各滤袋对应的灰尘度和风速通过异常指数，从而分析目标布袋除尘器中滤袋对应的喷吹清灰需求指数，并进行初步喷吹压力调控，有效解决了现有的对布袋除尘器进行喷吹清灰控制主要通过监测滤袋灰尘信息判断是否需要进行喷吹清灰控制中存在的局限性问题，实现了目标布袋除尘器中滤袋对应的喷吹清灰需求指数的多角度和多层面的分析，降低了目标布袋除尘器中滤袋对应的喷吹清灰需求指数分析结果存在的差异性，进一步提高了滤袋对应的喷吹清灰需求监测效果，致使精确了解滤袋的喷吹清灰需求状态，进而提高了布袋除尘器的除尘效率，同时最大程度上防止了滤袋堵塞。

(2)本发明通过实时监测目标布袋除尘器在喷吹过程中各滤袋对应的灰尘信息和通过各滤袋中各监测子区域的左侧风速和右侧风速，计算目标布袋除尘器在喷吹过程中滤袋对应的清灰效果状态指数，从而进行二次喷吹压力调控，直观地展示了目标布袋除尘器在喷吹过程中的清灰效果的动态情况，从而降低了布袋除尘器的喷吹清灰能源的消耗，同时降低了滤袋的破损概率，进而降低了维修成本和生产停机时间。

(3)本发明通过监测各监测时间段内喷吹气阀的实际喷吹压力，计算喷吹气阀的喷吹压力偏差差异指数和喷吹压力偏差波动指数，进而分析目标布袋除尘器在喷吹过程中的清灰效果影响因子，保障了目标布袋除尘器在喷吹过程中的清灰效果结果确认的合理性和说服力，同时为后续喷吹压力的调控提供了有效的数据支撑依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明系统模块结构连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明提供了一种基于PLC控制的布袋除尘器喷吹清灰控制系统，包括：滤袋灰尘信息采集分析模块、滤袋两侧风速信息采集分析模块、滤袋喷吹清灰需求分析模块、喷吹清灰压力调控模块、喷吹压力核验模块和云数据库。

所述滤袋灰尘信息采集分析模块和滤袋两侧风速信息采集分析模块两者均与滤袋喷吹清灰需求分析模块相连，所述滤袋喷吹清灰需求分析模块和云数据库均与喷吹清灰压力调控模块相连，所述喷吹压力核验模块与云数据库相连，所述滤袋灰尘信息采集分析模块与云数据库相连，所述滤袋灰尘信息采集分析模块和滤袋两侧风速信息采集分析模块与喷吹压力核验模块相连。

所述滤袋灰尘信息采集分析模块，用于采集目标工厂内安置的目标布袋除尘器当前各滤袋表面的灰尘信息，分析目标布袋除尘器当前各滤袋对应的灰尘度β

在本发明具体实施例中，所述灰尘信息包括灰尘处数目、各灰尘处对应的灰尘面积和灰尘厚度。

需要说明的是，所述灰尘处数目、各灰尘处对应的灰尘面积和灰尘厚度通过安置在目标布袋除尘器中的摄像头采集得到。

在本发明具体实施例中，所述分析目标布袋除尘器当前各滤袋对应的灰尘度，具体分析过程为：A1、从灰尘信息中提取目标布袋除尘器当前各滤袋表面的各灰尘处对应的灰尘面积和灰尘厚度，并分别记为S

A2、从云数据库中提取滤袋表面积，记为S

A3、计算目标布袋除尘器当前各滤袋对应的灰尘度β

所述滤袋两侧风速信息采集分析模块，用于将目标布袋除尘器中各滤袋按照设定的长度划分为各监测子区域，采集通过各滤袋中各监测子区域的左侧风速和右侧风速，分析目标布袋除尘器当前各滤袋对应的风速通过异常指数χ

需要说明的是，所述各滤袋中各监测子区域的左侧风速和右侧风速通过安置在各滤袋中各监测子区域的左侧和右侧的速度传感器采集得到。

在本发明具体实施例中，所述分析目标布袋除尘器当前各滤袋对应的风速通过异常指数，具体分析过程为：B1、将通过各滤袋中各监测子区域的左侧风速和右侧风速进行作差，得到通过各滤袋中各监测子区域的两侧风速差，记为|v

B2、从通过各滤袋中各监测子区域的两侧风速差中提取最大值，记为v

B3、计算目标布袋除尘器当前各滤袋对应的风速通过异常指数χ

所述滤袋喷吹清灰需求分析模块，用于分析目标布袋除尘器当前滤袋对应的喷吹清灰需求指数

在本发明具体实施例中，所述分析目标布袋除尘器当前滤袋对应的喷吹清灰需求指数，具体分析过程为：C1、计算目标布袋除尘器当前各滤袋对应的喷吹清灰需求指数δ

C2、从目标布袋除尘器当前各滤袋对应的喷吹清灰需求指数中提取最大值，记为δ

C3、将目标布袋除尘器当前各滤袋对应的喷吹清灰需求指数与设定参照的喷吹清灰需求指数进行对比，若某滤袋对应的喷吹清灰需求指数大于或者等于设定参照的喷吹清灰需求指数,则判定该滤袋为待清灰滤袋，统计目标布袋除尘器中待清灰滤袋的数目,记为M。

C4、计算目标布袋除尘器当前滤袋对应的喷吹清灰需求指数

本发明实施例通过分析目标布袋除尘器中各滤袋对应的灰尘度和风速通过异常指数，从而分析目标布袋除尘器中滤袋对应的喷吹清灰需求指数，并进行初步喷吹压力调控，有效解决了现有的对布袋除尘器进行喷吹清灰控制主要通过监测滤袋灰尘信息判断是否需要进行喷吹清灰控制中存在的局限性问题，实现了目标布袋除尘器中滤袋对应的喷吹清灰需求指数的多角度和多层面的分析，降低了目标布袋除尘器中滤袋对应的喷吹清灰需求指数分析结果存在的差异性，进一步提高了滤袋对应的喷吹清灰需求监测效果，致使精确了解滤袋的喷吹清灰需求状态，进而提高了布袋除尘器的除尘效率，同时最大程度上防止了滤袋堵塞。

所述喷吹清灰压力调控模块，用于当目标布袋除尘器当前滤袋对应的喷吹清灰需求指数大于或者等于设定的喷吹清灰需求指数时，启动目标布袋除尘器的喷吹气阀，并进行初步喷吹压力调控。

在本发明具体实施例中，所述进行初步喷吹压力调控的具体方式为：将目标布袋除尘器当前滤袋对应的喷吹清灰需求指数与云数据库中存储的各喷吹清灰需求指数对应的喷吹压力进行对比，得到目标布袋除尘器所需的喷吹压力，从而将目标布袋除尘器的喷吹气阀调控至所需的喷吹压力。

所述喷吹压力核验模块，用于监测各监测时间段内喷吹气阀的实际喷吹压力，并实时监测目标布袋除尘器在喷吹过程中各滤袋表面的灰尘信息，同时实时监测在喷吹过程中通过各滤袋中各监测子区域的左侧风速和右侧风速，计算目标布袋除尘器在喷吹过程中滤袋对应的清灰效果状态指数，从而进行二次喷吹压力调控。

需要说明的是，所述各监测时间段内喷吹气阀的实际喷吹压力通过安置在喷吹气阀处的压力传感器监测得到。

在本发明具体实施例中，所述计算目标布袋除尘器在喷吹过程中滤袋对应的清灰效果状态指数，具体计算过程为：D1、从目标布袋除尘器在喷吹过程中各滤袋表面的灰尘信息中提取各灰尘处对应的灰尘面积和灰尘厚度，按照目标布袋除尘器当前各滤袋对应的灰尘度的分析方式同理分析得到目标布袋除尘器在喷吹过程中各滤袋对应的灰尘度，记为

D2、根据在喷吹过程中通过各滤袋中各监测子区域的左侧风速和右侧风速，按照目标布袋除尘器当前各滤袋对应的风速通过异常指数的分析方式同理分析得到目标布袋除尘器在喷吹过程中各滤袋对应的风速通过异常指数，记为

D3、根据各监测时间段内喷吹气阀的实际喷吹压力，计算目标布袋除尘器在喷吹过程中的清灰效果影响因子λ。

在本发明具体实施例中，所述计算目标布袋除尘器在喷吹过程中的清灰效果影响因子，具体计算过程为：E1、将各监测时间段内喷吹气阀的实际喷吹压力与喷吹气阀当前调节的喷吹压力进行对比，得到各监测时间段内喷吹气阀的喷吹压力偏差，记为ε

E2、将喷吹气阀的喷吹压力偏差不为0的监测时间段记为偏差时间段，统计偏差时间段的数目，记为η。

E3、将各偏差时间段对应的喷吹压力偏差与设定许可的超出压力偏差进行对比，若某偏差时间段对应的喷吹压力偏差大于或者等于设定许可的超出压力偏差，则将该偏差时间段记为超出偏差时间段，统计超出偏差时间段的数目，记为μ。

E4、计算喷吹气阀的喷吹压力偏差差异指数ω，

E5、从各监测时间段内喷吹气阀的喷吹压力偏差中分别提取最大值和最小值，并分别记为ε

E6、计算喷吹气阀的喷吹压力偏差波动指数

E7、计算目标布袋除尘器在喷吹过程中的清灰效果影响因子λ，

本发明实施例通过监测各监测时间段内喷吹气阀的实际喷吹压力，计算喷吹气阀的喷吹压力偏差差异指数和喷吹压力偏差波动指数，进而分析目标布袋除尘器在喷吹过程中的清灰效果影响因子，保障了目标布袋除尘器在喷吹过程中的清灰效果结果确认的合理性和说服力，同时为后续喷吹压力的调控提供了有效的数据支撑依据。

D4、计算目标布袋除尘器在喷吹过程中滤袋对应的清灰效果状态指数ψ，

其中，β′

在本发明具体实施例中，所述进行二次喷吹压力调控的具体方式为：F1、从云数据库中提取单位清灰效果状态指数对应的待调控喷吹压力，并记为P

F2、将喷吹气阀调控的所需的喷吹压力记为P

F3、构建二次喷吹压力调控模型，输出二次喷吹压力调控结果，其中二次喷吹压力调控模型表示为：

F4、当二次喷吹压力调控结果为减压时，则将P

F5、当二次喷吹压力调控结果为保持时，则将P

F6、当二次喷吹压力调控结果为加压时，则将P

本发明实施例通过实时监测目标布袋除尘器在喷吹过程中各滤袋对应的灰尘信息和通过各滤袋中各监测子区域的左侧风速和右侧风速，计算目标布袋除尘器在喷吹过程中滤袋对应的清灰效果状态指数，从而进行二次喷吹压力调控，直观地展示了目标布袋除尘器在喷吹过程中的清灰效果的动态情况，从而降低了布袋除尘器的喷吹清灰能源的消耗，同时降低了滤袋的破损概率，进而降低了维修成本和生产停机时间。

所述云数据库，用于存储各喷吹清灰需求指数对应的喷吹压力，存储滤袋表面积，并存储单位清灰效果状态指数对应的待调控喷吹压力。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。