一、课题概述

本课题以单片机为核心的高压静电除尘控制器为对象，在了解高压供电控制系统原理的基础上，进行以PLC为控制器核心的控制方案设计，实现对静电除尘系统的自动控制和现场参数的远程监测。基于硬件电路图设计进行软件编程，并对设计的静电除尘系统进行仿真实验或者用Labview构建虚拟监测系统设计。

二、静电除尘技术及PLC的概况和背景

静电除尘是气体除尘方法的一种。含尘气体经过高压静电场时被电分离，尘粒与负离子结合带上负电后，趋向阳极表面放电而沉积。在冶金、化学等工业中用以净化气体或回收有用尘粒。利用静电场使气体电离从而使尘粒带电吸附到电极上的收尘方法。在强电场中空气分子被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到正极被收集。

随着社会的发展和科技的进步,大气污染日益严重,其中尤以粉尘颗粒污染最为常见,静电除尘作为一种有效的除尘手段,已经得到越来越广泛的应用。鉴于静电除尘系统所处的高压环境可能对工作人员带来危险,在实际应用中,如何实现除尘系统的自动控制和现场参数的远程监测成为静电除尘发展的热门话题。

我国是个静电除尘器大国，我国静电除尘器使用的电源过去和现在基本上都是工频50Hz晶闸管相控整流供电。工频整流电源效率低，输出文波大，不利于节能减排，消耗大量铜和铁，不利于可持续发展。而高频开关电源供电电源能够克服上述缺点，欧美发达国家都已采用高频开关电源给静电除尘器供电。近年来国内的静电除尘企业也意识到节能减排和可持续发展的重要性，也已纷纷开展高频化静电除尘电源的研制，并有企业开始小批量生产。

武汉某公司自主研发的静电除尘高频高压电源在国内属领先水平。该类产品采用三相整流后IGBT全桥软开关谐振逆变在经变压器升压和高压整流的基本拓扑，输出电压20-70KV，输出电流20-800mA,输出额定功率56KW，电源转换率大于93%，开关频率为20KHz。该公司的产品的产品已经在国内多个电厂和钢厂使用。整体看来国内企业所研制的高频静电除尘电源输出功率都不高，因为额定功率越大,制造工艺和控制技术的难度也越大，因此国内研发的产品仅局限于小功率等级的除尘电源。

国外在高频金电除尘电源方面有比较大的技术优势，如美国的GE公司、丹麦的F.L.SMITH公司和法国的ALSTOM等公司都有相应的产品。法国的ALSTOM公司的新产品开关集成整流器SIR（Switched Integrated Rectifier ）是高频静电除尘电源的代表之作，具有业界较领先的水平，相对于传统的电源能够在相同的封装空间内传输大得多的功率。ALSTOM全球范围在役SIR电源有800多台，最大规格1.7A/70KV，在中国境内推广的实际规格只有0.4A/72kV和0.8A/72kV，目前ALSTOM公司的这类产品单价为40多万，是单相工频整流电源的5倍还多，相对较贵，因此应用也比较局限。