高壓靜電除塵器中振打控制電路的EDA設計

0 引言

隨著(zhù)國家對煙氣排放要求越來(lái)越嚴格，電除塵器技術(shù)已被廣泛應用并取得很大進(jìn)展。振打控制是電除塵器的基本功能之一，是實(shí)現“全自動(dòng)控制”不可或缺的環(huán)節。對整個(gè)靜電除塵器的啟動(dòng)、停止、緊急停機功能一般系統都能做到，但其間程序繁多，且出現問(wèn)題不易修改，使得無(wú)法更好地將振打的理論效果較好體現于實(shí)踐中。

文中設計了一種新型電除塵器振打控制電路，利用EDA(電子設計自動(dòng)化)技術(shù)，采用先進(jìn)的VHDL硬件電路描述語(yǔ)言，使得盡管目標系統是硬件，但整個(gè)系統的設計和修改如同對軟件作用一樣方便和高效。

1 電路設計原理

智能型振打控制要求振打及時(shí)且不引起二次揚塵。此處設計的振打控制器，可以實(shí)現準確控制振打電路的通斷，并根據實(shí)際需要設置振打間隔周期，以及每次振打的時(shí)間等。由現場(chǎng)測量得知，電除塵器的振打要求是：電源接通后，系統先進(jìn)行一次20S的振打，經(jīng)過(guò)延時(shí)一定周期—40min后，再進(jìn)行20S的振打，周而復始，以保證電除塵器的正常運行。這個(gè)環(huán)節的主要組成部分是一個(gè)脈沖發(fā)生器，文章是通過(guò)控制脈沖波形，來(lái)實(shí)現周期的一定性和每次振打時(shí)間的準確性。

2 20S的延時(shí)振打電路

對于20S延時(shí)振打電路，是通過(guò)由CC555構成的單穩態(tài)電路來(lái)實(shí)現。單穩態(tài)觸發(fā)器只有一個(gè)穩定狀態(tài)和一個(gè)暫穩態(tài)，在外界觸發(fā)脈沖的作用下，電路從穩態(tài)翻轉到暫態(tài)，然后在暫態(tài)停留一段時(shí)間Tw后又返回到穩態(tài)。此處暫態(tài)控制20S的延時(shí)振打。延時(shí)振打時(shí)間Tw只與元件R和C的參數有關(guān)。要使Tw=20s，只需令C=lOOuF，R=200k。電路如1所示。

圖1 20S的延時(shí)振打原理圖

3 40min周期控制的電路

對于20S周期的系統，要將其轉化為40min，采用由七個(gè)D觸發(fā)器構成的二分頻計數器來(lái)實(shí)現，二分頻的結果是頻率降低一半，周期增加一倍，即初始周期為20S，經(jīng)過(guò)7個(gè)二分頻器后，其周期依次變?yōu)?0S、80S、160S、320S、640S、1280S、2560S。

第1個(gè)D觸發(fā)器的輸入時(shí)鐘為需要分頻的系統時(shí)鐘，將該D觸發(fā)器的輸出取反做該觸發(fā)器的輸入;第2個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘為第1個(gè)D觸發(fā)器的輸出，將第2個(gè)D觸發(fā)器輸出取反作其輸入，依此類(lèi)推。

40min周期控制的VHDL代碼及仿真波形

電路七次分頻(即1280S變2560S)的VHDL代碼：

仿真波形如2所示。

圖2 七次分頻仿真波形

4 結束語(yǔ)

通過(guò)7個(gè)連續的D觸發(fā)器和555單穩態(tài)觸發(fā)器分別實(shí)現40min的振打周期和20s的延時(shí)振打。此設計可以嚴格控制，調節振打時(shí)間。對于不同性質(zhì)的粉塵，可通過(guò)修改VHDL程序及參數設置對所設電路的調整，實(shí)現針對性振打。經(jīng)過(guò)QuatusⅡ仿真，所示各項指標均符合設計要求，從而驗證了該設計方案的正確性與可行性。