一种信号放大式PLC烟气脱硫控制系统.pdf

本发明公开了一种信号放大式PLC烟气脱硫控制系统，主要包括脱硫设备（1），其特征在于：还包括与脱硫设备（1）相连接的启停电路（7），与启停电路（7）相连接的PLC控制器（2），与PLC控制器（2）相连接的工控上位机（3）和信号处理模块（4），与信号处理模块（4）相连接的信号采集器（5），分别与PLC控制器（2）相连接的显示器（6）、报警电路（8）以及电源电路（9），以及与电源电路（9）相连接的UPS模块（10）；本发明可以对采集到的二氧化硫浓度信号进行处理，使PLC控制器所接收到的信号更真实，便于PLC控制器对脱硫设备进行准确的控制。

1.  一种信号放大式PLC烟气脱硫控制系统，主要包括脱硫设备（1），其特征在于：还包括与脱硫设备（1）相连接的启停电路（7），与启停电路（7）相连接的PLC控制器（2），与PLC控制器（2）相连接的工控上位机（3）和信号处理模块（4），与信号处理模块（4）相连接的信号采集器（5），分别与PLC控制器（2）相连接的显示器（6）、报警电路（8）以及电源电路（9），以及与电源电路（9）相连接的UPS模块（10）；所述的信号处理模块（4）则由变压器T2，设置在变压器T2原边的电感线圈L3和电感线圈L4，设置在变压器T2副边的电感线圈L5，与电感线圈L3相连接的整流滤波电路（42），与整流滤波电路（42）相连接的前端变压电路（41），与电感线圈L4以及整流滤波电路（42）相连接的驱动电路（43），与电感线圈L5相连接的与非门触发电路（45），以及与与非门触发电路（45）和驱动电路（43）相连接的两级放大电路（44）组成。

2.  根据权利要求1所述的一种信号放大式PLC烟气脱硫控制系统，其特征在于：所述的前端变压电路包括变压器T1，极性电容C1，双向稳压二极管D1；所述极性电容C1的正极与变压器T1原边电感线圈L1的同名端相连接、负极与变压器T1副边电感线圈L2的非同名端相连接，双向稳压二极管D1则与极性电容C1相并联，所述变压器T1原边电感线圈L1的非同名端和变压器T1副边电感线圈L2的同名端均与整流滤波电路（42）相连接。

3.  根据权利要求2所述的一种信号放大式PLC烟气脱硫控制系统，其特征在于：所述的整流滤波电路（42）包括二极管桥式整流器U，电阻R6，极性电容C3，二极管D6；所述二极管桥式整流器U的输入端分别与变压器T1原边电感线圈L1的非同名端和变压器T1副边电感线圈L2的同名端相连接、其正极输出端与电感线圈L3的同名端相连接、负极输出端则与电感线圈L4的同名端相连接；极性电容C3的正极与二极管桥式整流器U的正极输出端相连接、其负极则与二极管D6的N极相连接，电阻R6则与极性电容C3相并联，所述二极管D6的P极与驱动电路（43）相连接，所述电感线圈L3的非同名端与二极管D6的P极相连接。

4.  根据权利要求3所述的一种信号放大式PLC烟气脱硫控制系统，其特征在于：所述的驱动电路（43）由驱动芯片U1，场效应管MOS，N极与场效应管MOS的栅极相连接、P极与驱动芯片U1的CS1管脚相连接的二极管D2，一端与二极管D2的N极相连接、另一端与驱动芯片U1的GATE管脚相连接的电阻R1，P极与变压器T1副边电感线圈L2的同名端相连接、N极则经电阻R2后与驱动芯片U1的VIN管脚相连接的二极管D3，正极与电感线圈L4的同名端相连接、负极与两级放大电路（44）相连接的极性电容C2，一端与驱动芯片U1的PW管脚相连接、另一端与极性电容C2的负极相连接的电阻R4，串接在驱动芯片U1的CS2管脚和REF管脚之间的电阻R3，以及N极与电感线圈L4的非同名端相连接、P极则顺次经电阻R5和稳压二极管D4后与驱动芯片U1的REF管脚相连接的二极管D5组成；所述场效应管MOS的漏极与二极管D6的P极相连接、源极则与驱动芯片U1的VDD管脚相连接，所述驱动芯片U1的GND管脚接地。

5.  根据权利要求4所述的一种信号放大式PLC烟气脱硫控制系统，其特征在于：所述的两级放大电路（44）由放大器P1，放大器P2，三极管VT1，一端与与非门触发电路（45）相连接、另一端与放大器P1的输出端相连接的电阻R7，串接在放大器P1的正极和输出端之间的电阻R8，P极分别与极性电容C2的负极和与非门触发电路（45）相连接、N极与放大器P2的正极相连接的二极管D7组成；所述三极管VT1的发射极与与非门触发电路（45）相连接、集电极接地、基极则与放大器P1的正极相连接，所述放大器P2的输出端与放大器P1的输出端相连接、负极分别与放大器P1的负极以及二极管D7的P极相连接。

6.  根据权利要求5所述的一种信号放大式PLC烟气脱硫控制系统，其特征在于：所述的与非门触发电路（45）由三极管VT2，单向晶闸管D9，与非门A1，与非门A2，正极与电感线圈L5的非同名端相连接、负极则经电阻R7后与放大器P1的输出端相连接的极性电容C4，与极性电容C4相并联的电阻R9，负极与极性电容C4的负极相连接、正极与三极管VT2的基极相连接的极性电容C5，N极与三极管VT1的发射极相连接、P极与三极管VT2的发射极相连接的二极管D8，串接在与非门A1的正极和输出端之间的电阻R11，一端与与非门A1的输出端相连接、另一端与单向晶闸管D9的控制极相连接的电阻R10，以及正极与单向晶闸管D9的控制极相连接、负极与二极管D8的N极相连接的极性电容C6组成；所述三极管VT2的集电极与与非门A1的正极相连接，单向晶闸管D9的N极与与非门A1的输出端相连接、P极则分别与二极管D7的P极和二极管D8的N极相连接，与非门A1的负极接地、正极与电感线圈L5的非同名端相连接，其输出端与与非门A2的负极相连接，与非门A2的正极接地，所述电感线圈L5的同名端与二极管D8的N极相连接。

7.  根据权利要求4～6任一项所述的一种信号放大式PLC烟气脱硫控制系统，其特征在于：所述的驱动芯片U1为AT9933集成电路。

一种信号放大式PLC烟气脱硫控制系统
技术领域
本发明涉及烟气脱硫领域，具体是指一种信号放大式PLC烟气脱硫控制系统。
背景技术
煤炭作为我国重要的一次性能源，占我国能源消耗量的70％以上，但由于煤炭中含有大量的硫，在燃烧中会生成二氧化硫，并排放到空气中，形成大面积酸雨，酸雨可以使森林枯萎、土壤酸化、农作物减产、许多水生生物消失、建筑物遭侵蚀，给人类生产、生活造成极大危害。因此，控制煤炭燃烧时排入空气中二氧化硫的含量，是解决酸雨污染最根本、最直接的途径。我国早在20世纪70年代就开始进行烟气脱硫技术的研究，但是随着我国工业的飞速发展，二氧化硫的排放量也将随着装机容量的递增而不断增加，这对脱硫技术提出了更高的要求。为了满足工业的飞速发展，脱硫控制系统作为指挥和管控脱硫设备运行的电气控制系统则显得由为重要。然而传统的脱硫控制系统其对二氧化硫浓度的检测不准确，导致其无法根据需要对脱硫系统进行控制，影响脱硫效果。
发明内容
本发明的目的在于解决目前所使用的脱硫控制系统对二氧化硫浓度检测不准确的缺陷，提供一种信号放大式PLC烟气脱硫控制系统。
本发明的目的通过下述技术方案现实：一种信号放大式PLC烟气脱硫控制系统，主要包括脱硫设备，还包括与脱硫设备相连接的启停电路，与启停电路相连接的PLC控制器，与PLC控制器相连接的工控上位机和信号处理模块，与信号处理模块相连接的信号采集器，分别与PLC控制器相连接的显示器、报警电路以及电源电路，以及与电源电路相连接的UPS模块；所述的信号处理模块则由变压器T2，设置在变压器T2原边的电感线圈L3和电感线圈L4，设置在变压器T2副边的电感线圈L5，与电感线圈L3相连接的整流滤波电路，与整流滤波电路相连接的前端变压电路，与电感线圈L4以及整流滤波电路相连接的驱动电路，与电感线圈L5相连接的与非门触发电路，以及与与非门触发电路以及驱动电路相连接的两级放大电路组成。
进一步的，所述的前端变压电路包括变压器T1，极性电容C1，双向稳压二极管D1；所述极性电容C1的正极与变压器T1原边电感线圈L1的同名端相连接、负极与变压器T1副边电感线圈L2的非同名端相连接，双向稳压二极管D1则与极性电容C1相并联，所述变压器T1原边电感线圈L1的非同名端和变压器T1副边电感线圈L2的同名端均与整流滤波电路相连接。
所述的整流滤波电路包括二极管桥式整流器U，电阻R6，极性电容C3，二极管D6；所述二极管桥式整流器U的输入端分别与变压器T1原边电感线圈L1的非同名端和变压器T1副边电感线圈L2的同名端相连接、其正极输出端与电感线圈L3的同名端相连接、负极输出端则与电感线圈L4的同名端相连接；极性电容C3的正极与二极管桥式整流器U的正极输出端相连接、其负极则与二极管D6的N极相连接，电阻R6则与极性电容C3相并联，所述二极管D6的P极与驱动电路相连接，所述电感线圈L3的非同名端与二极管D6的P极相连接。
所述的驱动电路由驱动芯片U1，场效应管MOS，N极与场效应管MOS的栅极相连接、P极与驱动芯片U1的CS1管脚相连接的二极管D2，一端与二极管D2的N极相连接、另一端与驱动芯片U1的GATE管脚相连接的电阻R1，P极与变压器T1副边电感线圈L2的同名端相连接、N极则经电阻R2后与驱动芯片U1的VIN管脚相连接的二极管D3，正极与电感线圈L4的同名端相连接、负极与两级放大电路相连接的极性电容C2，一端与驱动芯片U1的PW管脚相连接、另一端与极性电容C2的负极相连接的电阻R4，串接在驱动芯片U1的CS2管脚和REF管脚之间的电阻R3，以及N极与电感线圈L4的非同名端相连接、P极则顺次经电阻R5和稳压二极管D4后与驱动芯片U1的REF管脚相连接的二极管D5组成；所述场效应管MOS的漏极与二极管D6的P极相连接、源极则与驱动芯片U1的VDD管脚相连接，所述驱动芯片U1的GND管脚接地。
所述的两级放大电路由放大器P1，放大器P2，三极管VT1，一端与与非门触发电路相连接、另一端与放大器P1的输出端相连接的电阻R7，串接在放大器P1的正极和输出端之间的电阻R8，P极分别与极性电容C2的负极和与非门触发电路相连接、N极与放大器P2的正极相连接的二极管D7组成；所述三极管VT1的发射极与与非门触发电路相连接、集电极接地、基极则与放大器P1的正极相连接，所述放大器P2的输出端与放大器P1的输出端相连接、负极分别与放大器P1的负极以及二极管D7的P极相连接。
所述的与非门触发电路由三极管VT2，单向晶闸管D9，与非门A1，与非门A2，正极与电感线圈L5的非同名端相连接、负极则经电阻R7后与放大器P1的输出端相连接的极性电容C4，与极性电容C4相并联的电阻R9，负极与极性电容C4的负极相连接、正极与三极管VT2的基极相连接的极性电容C5，N极与三极管VT1的发射极相连接、P极与三极管VT2的发射极相连接的二极管D8，串接在与非门A1的正极和输出端之间的电阻R11，一端与与非门A1的输出端相连接、另一端与单向晶闸管D9的控制极相连接的电阻R10，以及正极与单向晶闸管D9的控制极相连接、负极与二极管D8的N极相连接的极性电容C6组成；所述三极管VT2的集电极与与非门A1的正极相连接，单向晶闸管D9的N极与与非门A1的输出端相连接、P极则分别与二极管D7的P极和二极管D8的N极相连接，与非门A1的负极接地、正极与电感线圈L5的非同名端相连接，其输出端与与非门A2的负极相连接，与非门A2的正极接地，所述电感线圈L5的同名端与二极管D8的N极相连接。
为确保本发明的使用效果，该驱动芯片U1优先采用AT9933集成电路来实现。
本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：
    1、本发明可以对采集到的二氧化硫浓度信号进行处理，使PLC控制器所接收到的信号更真实，便于PLC控制器对脱硫设备进行准确的控制。
2、本发明的信号采集器灵敏度高，反应迅速，提高了脱硫控制系统的效率。
3、本发明操作方便，抗干扰能力强。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的信号处理模块电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例
如图1所示，本发明包括用于去除烟气中二氧化硫的脱硫设备1，为了实现对脱硫设备1的控制，本发明还设置有与脱硫设备1相连接的启停电路7，与启停电路7相连接的PLC控制器2，与PLC控制器2相连接的工控上位机3和信号处理模块4，与信号处理模块4相连接的信号采集器5，分别与PLC控制器2相连接的显示器6、报警电路8以及电源电路9，以及与电源电路9相连接的UPS模块10。
其中，PLC控制器2作为脱硫控制系统的控制中心，而信号采集器5则用于采集烟气中二氧化硫的浓度信号，并把信号传输给信号处理模块4。为确保本发明的实际效果，该信号采集器5优先采用深圳市科创恒电子科技有限公司生产的HCK-600B-SO2型二氧化硫传感器来实现，该型号的二氧化硫传感器具有检测连续性，响应速度快，测量精度高，稳定性和重复性好的特点。信号处理模块4可以对采集器5所采集到的二氧化硫浓度信号进行处理，处理后的信号保真度更高。显示器6用于对二氧化硫浓度进行数据显示，PLC控制器2接收到二氧化硫浓度数据后再把数据上传到工控上位机3，由工控上位机3对数据进行显示、查询和重设的处理。另外，工控上位机3内还设置有二氧化硫浓度上限值，当所检测到的二氧化硫浓度达到上限值后，工控上位机3向PLC控制器2发出指令启动启停电路7，由启停电路7启动脱硫设备1进行脱硫处理。当脱硫过程中遇到紧急异常情况时，PLC控制器2将通过报警电路8发出警报。电源电路9则为脱硫控制系统提供电源。UPS模块10可以作为备用电源，以保证在异常断电的情况下系统数据的完整性。
在整个系统中，该二氧化硫的脱硫设备1、启停电路7、工控上位机3、信号采集器5、PLC控制器2、报警电路8以及电源电路9均采用传统的电路或模块即可实现，而信号处理模块4则为本发明的重点所在，其结构如图2所示。
如图2所示，该信号处理模块4由变压器T2，设置在变压器T2原边的电感线圈L3和电感线圈L4，设置在变压器T2副边的电感线圈L5，与电感线圈L3相连接的整流滤波电路42，与整流滤波电路42相连接的前端变压电路41，与电感线圈L4以及整流滤波电路42相连接的驱动电路43，与电感线圈L5相连接的与非门触发电路45，以及与与非门触发电路45和驱动电路43相连接的两级放大电路44组成。
其中，前端变压电路包括变压器T1，极性电容C1，双向稳压二极管D1。连接时，极性电容C1的正极与变压器T1原边电感线圈L1的同名端相连接、负极与变压器T1副边电感线圈L2的非同名端相连接，双向稳压二极管D1则与极性电容C1相并联，所述变压器T1原边电感线圈L1的非同名端和变压器T1副边电感线圈L2的同名端均与整流滤波电路42相连接。
整流滤波电路42可以对数据信号进行整流滤波处理，其包括二极管桥式整流器U，电阻R6，极性电容C3，二极管D6。连接时，所述二极管桥式整流器U的输入端分别与变压器T1原边电感线圈L1的非同名端和变压器T1副边电感线圈L2的同名端相连接、其正极输出端与电感线圈L3的同名端相连接、负极输出端则与电感线圈L4的同名端相连接；极性电容C3的正极与二极管桥式整流器U的正极输出端相连接、其负极则与二极管D6的N极相连接，电阻R6则与极性电容C3相并联，所述二极管D6的P极与驱动电路43相连接，所述电感线圈L3的非同名端与二极管D6的P极相连接。
所述的驱动电路43由驱动芯片U1，场效应管MOS，N极与场效应管MOS的栅极相连接、P极与驱动芯片U1的CS1管脚相连接的二极管D2，一端与二极管D2的N极相连接、另一端与驱动芯片U1的GATE管脚相连接的电阻R1，P极与变压器T1副边电感线圈L2的同名端相连接、N极则经电阻R2后与驱动芯片U1的VIN管脚相连接的二极管D3，正极与电感线圈L4的同名端相连接、负极与两级放大电路44相连接的极性电容C2，一端与驱动芯片U1的PW管脚相连接、另一端与极性电容C2的负极相连接的电阻R4，串接在驱动芯片U1的CS2管脚和REF管脚之间的电阻R3，以及N极与电感线圈L4的非同名端相连接、P极则顺次经电阻R5和稳压二极管D4后与驱动芯片U1的REF管脚相连接的二极管D5组成。所述场效应管MOS的漏极与二极管D6的P极相连接、源极则与驱动芯片U1的VDD管脚相连接，所述驱动芯片U1的GND管脚接地。为了更好的实施本发明，所述的驱动芯片U1优选为AT9933集成电路来实现，其驱动效果好，可在温度高达125摄氏度的工况下连续工作。
所述的两级放大电路44由放大器P1，放大器P2，三极管VT1，一端与与非门触发电路45相连接、另一端与放大器P1的输出端相连接的电阻R7，串接在放大器P1的正极和输出端之间的电阻R8，P极分别与极性电容C2的负极和与非门触发电路45相连接、N极与放大器P2的正极相连接的二极管D7组成。所述三极管VT1的发射极与与非门触发电路45相连接、集电极接地、基极则与放大器P1的正极相连接，所述放大器P2的输出端与放大器P1的输出端相连接、负极分别与放大器P1的负极以及二极管D7的P极相连接。
所述的与非门触发电路45由三极管VT2，单向晶闸管D9，与非门A1，与非门A2，正极与电感线圈L5的非同名端相连接、负极则经电阻R7后与放大器P1的输出端相连接的极性电容C4，与极性电容C4相并联的电阻R9，负极与极性电容C4的负极相连接、正极与三极管VT2的基极相连接的极性电容C5，N极与三极管VT1的发射极相连接、P极与三极管VT2的发射极相连接的二极管D8，串接在与非门A1的正极和输出端之间的电阻R11，一端与与非门A1的输出端相连接、另一端与单向晶闸管D9的控制极相连接的电阻R10，以及正极与单向晶闸管D9的控制极相连接、负极与二极管D8的N极相连接的极性电容C6组成；所述三极管VT2的集电极与与非门A1的正极相连接，单向晶闸管D9的N极与与非门A1的输出端相连接、P极则分别与二极管D7的P极和二极管D8的N极相连接，与非门A1的负极接地、正极与电感线圈L5的非同名端相连接，其输出端与与非门A2的负极相连接，与非门A2的正极接地，所述电感线圈L5的同名端与二极管D8的N极相连接。与非门A2的输出端和极性电容C6的负极一起作为电路的输出端。
如上所述，便可很好的实现本发明。