电除尘器电源控制器的开发

论文摘要

电除尘器(ESP)作为环保设备,主要应用于水泥、电力、冶金、建材等领域,通过在工业现场的使用,使工业粉尘排放浓度逐年降低,对生态环境的保护做出了重要的贡献。工业粉尘排放浓度是衡量电除尘器除尘性能的标准。电源控制器是电除尘器的核心控制设备,深入研究其硬件设计电路和软件控制算法对提高电除尘器的除尘性能具有重要意义。本论文的主要工作是研究开发一种高效可靠的单相电除尘器电源控制器,该控制器不仅适用于不同工况的新建电除尘控制系统,也适用于已建电除尘控制系统的改造。本文介绍了电除尘器国内外发展现状、电除尘基本原理及电除尘高压供电系统的工作原理；分析了电除尘控制器的硬件工作原理和软件需求,并制定了具体的硬件设计方案、软件控制算法和软件流程图；对电除尘器高压电源调试系统以及具体的调试步骤进行了介绍,并对整个产品的设计开发过程进行了总结。设计开发的电除尘器电源控制器采用ARM9系列STR912微控制器作为主控芯片,供电电源及信号输入输出模块采用光耦隔离设计方案。控制器包括四路模拟量输入信号,即一次电流信号、一次电压信号、二次电流信号和二次电压信号；十六路数字量输入信号和六路数字量输出信号,这些数字量信号可根据需要灵活配置；具有RS485串行通信接口,通信数据符合标准Modbus通信协议,可通过上位机对控制器进行监控。开发完成的控制器通过了模拟调试系统的严格测试,验证了其整体设计方案的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 电除尘技术的发展过程
• 1.3 电除尘新技术的开发应用
• 1.4 电除尘器的组成与分类
• 1.5 本文研究内容与章节安排
• 第2章 电除尘基本原理
• 2.1 引言
• 2.2 电除尘器常用术语
• 2.3 电除尘基本过程
• 2.4 气体的电离
• 2.5 电晕放电
• 2.6 尘粒荷电
• 2.6.1 电场荷电
• 2.6.2 扩散荷电
• 2.7 收尘
• 2.8 本章小结
• 第3章 电除尘高压供电系统设计
• 3.1 引言
• 3.2 电除尘器高压供电设备
• 3.2.1 电除尘器高压硅整流变压器
• 3.2.2 电除尘器自动控制原理
• 3.3 电除尘器高压供电系统工作原理
• 3.4 电除尘器高压供电系统特点
• 3.5 本章小结
• 第4章 电除尘器电源控制器硬件设计
• 4.1 引言
• 4.2 硬件整体结构设计
• 4.3 控制器核心处理器分析
• 4.4 电源电路设计
• 4.5 过零检测电路设计
• 4.6 模拟量检测电路设计
• 4.7 数字量检测电路设计
• 4.8 数字量输出电路设计
• 4.9 RS485通信接口电路设计
• 4.10 可控硅触发电路设计
• 4.11 LED指示灯电路设计
• 4.12 本章小结
• 第5章 电除尘器电源控制器软件设计
• 5.1 引言
• 5.2 控制器软件整体设计
• 5.3 软件主流程设计
• 5.4 数字信号采集处理设计
• 5.5 火花控制算法设计
• 5.6 电弧检测设计
• 5.7 中断处理程序设计
• 5.8 振打功能程序设计
• 5.9 模拟量采集处理设计
• 5.10 保护功能设计
• 5.11 Modbus通信模块设计
• 5.12 本章小结
• 第6章 电除尘器高压供电系统调试
• 6.1 引言
• 6.2 模拟调试台介绍
• 6.3 模拟电场介绍
• 6.4 高压供电系统调试步骤
• 6.5 调试结果
• 6.6 本章小结
• 第7章 全文工作总结与展望
• 7.1 全文工作总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢