一种适用于流量波动的高浓臭气燃烧管理系统的制作方法

本发明属于自动化控制系统，特别涉及一种适用于流量波动的高浓臭气燃烧管理系统。

背景技术：

1、随着工业化的发展，工厂在生产中会产生高浓臭气产生，高浓臭气通常含有大量的有害化学物质，如挥发性有机物(vocs)、硫化物、氨、酚类化合物等，这些物质不仅散发强烈异味，对周边居民的生活质量造成严重的影响，因此需要通过燃烧装置对高浓臭气有效的燃烧管理，可以将臭气中的有害成分转化为无害或低害物质，以减少大气污染，保护了生态环境和公众健康。

2、为了提高对高浓臭气的燃烧管理，需采气体燃烧管理系统对产生臭气的设备和燃烧臭气的燃烧设备等进行自动化管理，目前市面上的气体燃烧管理系统通常是通过收集、预处理将臭气送入燃烧装置进行高温氧化，同时通过热能回收、尾气处理确保整个过程的高效节能和环保合规，再通过控制系统保障运行安全与稳定。

3、但是，由于臭气在传输时，气体传输的流量大小存在波动，而目前的气体燃烧管理系统不便于根据气体传输流量波动的大小进行适度调节，从而使气体燃烧装置出现燃烧不稳定以及气体燃烧不完全的现象产生，降低了对高浓气体的燃烧处理质量，因此我们需要提出一种适用于流量波动的高浓臭气燃烧管理系统来解决上述存在的问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供了一种适用于流量波动的高浓臭气燃烧管理系统，包括用于信息存储、采集、执行控制指令的工作站plc、用于信息展示和控制指令输入的hmi操作屏、用于实时调节伺服电动调节风门开度值的风门控制模块、用于控制燃气阀启动与停止的电磁阀控制模块以及用于实时采集臭气腔体内压力信号的数据采集模块，所述工作站plc分别与hmi操作屏、风门控制模块、电磁阀控制模块以及数据采集模块电性连接；

2、所述数据采集模块包括与臭气产生设备连通的主火炬臭气腔体以及安装在主火炬臭气腔体内的压力传感器和气体流量计，所述压力传感器的表面安装有隔离膜片；

3、所述工作站plc能够实时根据压力传感器感应的压力信号波动大小对风门控制模块及电磁阀控制模块进行自动调整控制指令

4、所述电磁阀控制模块包括安装在靠近火炬燃烧装置一端的气体传输管道上的电磁阀，所述电磁阀上设置有与工作站plc连接的控制电路，所述控制电路的一端连接有用于驱动电磁阀启动的驱动电路。

5、进一步的，所述主火炬臭气腔体设置为与臭气产生设备通过密封管道相连接的密封或半密封的气体收集装置，以确保高浓臭气不会无组织排放到环境中，主火炬臭气腔体的一端连接有火炬燃烧装置。

6、进一步的，所述风门控制模块包括安装在火炬燃烧装置进气口处且开度值可调节的风门以及控制风门开度值的伺服电机，风门由一块或多块可旋转的挡板以及对挡板安装支撑的框架组成，所述挡板通过轴承安装在框架上，所述伺服电机的一端通过电机控制器与工作站plc连接。

7、进一步的，风门开度值的计算方式如下：

8、1)确定风门开度与风量、风压的关系：使用气体流量计和压力传感器确定不同风门开度下的风量和风压值；

9、2)使用函数逼近法估算风量和风压建立用来表达风门开度与风量、风压关系的函数；

10、3)根据函数确认出风速度v和风道截面积值f，根据如下公式计算风门开度值：q＝vf，其中q为风门开度值；

11、在对风门开度调节时，通过传感器实时监测风量和风压，然后将数据反馈给工作站plc，工作站plc生成伺服电机的控制指令传输给电机控制器，由电机控制器根据控制指令控制伺服电机的转速，以通过伺服电机调整风门开度。

12、进一步的，所述控制电路包括单片机u8，所述单片机u8的8脚并联有对地电阻r21和电阻r22，所述电阻r22的一端连接有与驱动电路连接的mos管q3，所述mos管q3的源极接地，所述单片机u8的5脚连接有无线通讯模组。

13、进一步的，所述无线通讯模组包括无线芯片u4，所述无线芯片u4的8脚连接有对地电容c17，所述无线芯片u4的6脚与单片机u8的5脚连接，所述无线芯片u4的13脚连接有电阻r10，所述电阻r10的一端连接有led1，所述led1的一端分别与无线芯片u4的9脚和10脚连接，所述无线芯片u4的12脚连接有连接器j5，所述连接器j5的一端与led1的一端连接。

14、进一步的，所述驱动电路包括与单片机u8连接的电阻r12，所述电阻r12的一端连接有三极管q1，所述三极管q1的集电极并联有电阻r13和电阻r14，所述电阻r13的一端连接有对地的led灯d3，所述电阻r14的一端连接有mos管q2，所述mos管q2的发射极接地，所述mos管q2的集电极连接有电阻r15，所述电阻r15与mos管q2的连接端连接有二极管d7，所述二极管d7的一端连接有电阻r17，所述电阻r17的一端与电阻r15的另一端连接，所述电阻r17与电阻r15的连接端连接有与电磁阀连接的连接器j1。

15、进一步的，所述hmi操作屏包括用于显示所需信息、图形和数据的显示屏，所述显示屏的一端连接有用于向显示屏输入指令和数据的输入设备。

16、进一步的，所述工作站plc包括负责处理控制程序和数据的中央处理单元、用于接收采集信号的输入单元、用于将处理后的指令转换为控制信号的输出单元、用于存储控制程序和数据的存储器、用于通信和数据交换的通讯单元以及用于编写、修改和下载控制程序到plc工作站中的编程单元。

17、进一步的，所述工作站plc在对高浓臭气燃烧管理时，包括如下步骤：

18、s1、通过编程单元编写控制程序，控制程序包括输入信号的监测、逻辑判断、计时器、计数器的使用以及输出信号的控制逻辑；

19、s2、将hm i操作屏、风门控制模块、数据采集模块、电磁阀控制模块的输入信号连接到工作站plc的输入单元；

20、s3、根据编写的控制程序，中央处理单元读取输入信号的状态，并根据逻辑判断、计时器和计数器的条件对输出信号进行控制操作；

21、s4、将电磁阀控制模块的控制信号、风门控制模块的控制信号传输到输出单元；

22、s5、使用数据采集模块对气体传输压力进行采集和监测，根据控制程序中的逻辑判断、计时器和计数器的条件，中央处理单元将生成相应的控制信号，并通过输出单元控制电磁阀控制模块和风门控制模块的运行状态；

23、s6、通过hmi操作屏将数据采集模块采集的数据信息以及电磁阀控制模块和风门控制模块的运行状态显示给操作人员，并提供相应的控制界面，使操作人员能够进行设备控制和操作。

24、本发明的有益效果是：

25、1、本发明通过工作站plc对hmi操作屏、风门控制模块、电磁阀控制模块以及数据采集模块进行控制，使hmi操作屏、风门控制模块、电磁阀控制模块以及数据采集模块对各对应的设备进行控制，以完成根据气体传输压力变化动态控制燃气电磁阀以及动态调节风门以达到高浓臭气稳定燃烧和气体燃尽的目的，提高了对高浓臭气处理的质量。

26、2、本发明通过压力传感器实时感应主火炬臭气腔体内的压力信号，并将采集的压力信号传输至工作站plc，便于工作站plc能够实时根据压力传感器感应的压力信号波动大小对风门控制模块及电磁阀控制模块进行自动调整控制指令，以实现对高浓臭气传输的稳定性，确保高浓臭气能够燃烧完全。

27、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。