基于DSP的高压直流静电除尘电源控制系统

摘要

电除尘技术是利用高压产生的强电场使气体电离，进而使粉尘荷电，并在电场力的作用下，使气体中的悬浮粒子分离出来的技术。电除尘器具有除尘效率高，消耗动力少的优点，作为大气污染治理的主要设备之一，被广泛用于电力、建材、冶金、化工、轻工和电子等行业的烟气净化，在我国环境保护事业中起着重要作用。静电除尘电源作为静电除尘设备的主要设备，是影响除尘效率的重要因素。 本文详细介绍了一种基于三相交流调压电路的高压直流静电除尘电源，主要包括三相交流调压电路、三相硅整流变压器、静电除尘反应器、控制系统、控制电路电源及晶闸管触发脉冲电路，对主电路工作原理及参数设计、晶闸管触发脉冲电路设计和控制电路电源设计进行了详细的分析，并设计了一种基于DSP的静电除尘电源控制系统．，该控制系统采用16位高性能DSP TMS320LF2407作为核心控制单元，对高压直流静电除尘电源工作状态和电压、电流参数进行采样，采用数字：PID控制器控制三相交流调压电路的晶闸管触发脉冲电路，调节直流输出电压大小，实现电压闭环控制；采用液晶显示模块及键盘接口实时显示静电除尘电源的工作状态和设定静电除尘电源的输入输出电压、电流大小和电压、电流极值以及数字PID控制器的参数，很好地实现了智能节点控制；控制系统采用RS-232串行通信方式实现了节点与上位机的远程通信，完成数据、指令的传输。采用Visual Basic 6.0设计的人机交互界面通过RS-232通信对节点进行指令控制、数据传输，并将数据保存在ACCESS数据库中，很好地实现了远程监控的功能。

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致谢

第一章绪论

1.1课题背景

1.2静电除尘电源的发展及现状

1.3静电除尘的工作原理

1.4静电除尘电源的控制方式

1.4.1最佳火花率控制

1.4.2按火花强度控制

1.4.3最高平均电压控制

1.5电源对静电除尘效率的影响

1.6反电晕现象及其相应控制方式

1.6.1反电晕现象

1.6.2抑制反电晕的方法

1.7论文的结构和内容概括

第二章静电除尘电源系统结构

2.1高压直流静电除尘电源系统结构

2.2静电除尘电源主电路

2.2.1主电路原理

2.2.2主电路参数设计

第三章控制系统硬件设计

3.1控制系统结构

3.2控制电路电源

3.2.1反激变换器原理

3.2.2单片开关电源集成电路芯片TOP234Y

3.2.3控制电路电源的设计

3.2.4控制电源原理图设计

3.3 DSP最小系统设计

3.3.1 TMS320LF2407介绍

3.3.2最小系统电源

3.3.3复位电路

3.3.4晶振电路

3.3.5 ROM、RAM扩展电路

3.4电压、电流采样电路

3.4.1一次电压、电流信号采集电路

3.4.2二次电压、电流信号采集电路

3.5 D/A转换电路

3.6晶闸管触发电路

3.6.1晶闸管触发电路的要求

3.6.2 CA6100通用晶闸管触发板

3.7键盘及液晶显示模块

3.8远程通信接口

3.9实时时钟电路

第四章控制系统软件设计

4.1主程序

4.2信号采集单元的实现

4.3串行D/A模块的实现

4.4 PID控制的算法设计

4.4.1 PID闭环控制

4.4.2 PID控制理论

4.4.3增量式PID算法的实现

4.5键盘及液晶模块的控制

4.6 RS-232串行通信软件设计

4.6.1通信协议

4.6.2串行通信程序设计

4.7 I2C协议的实现

第五章远程监控系统设计

5.1远程监控系统

5.1.1远程通信

5.1.2远程监控界面功能

5.2基于Visual Basic监控界面的设计

5.2.1 Visual Basic基本设计方法

5.2.2菜单设计

5.2.3串行通信的实现

5.2.4工作状态显示界面

5.2.5历史数据记录界面

第六章实验结果

6.1主电路调试波形

6.1.1三相交流调压波形

6.1.2高压直流的电晕放电实验结果

6.1.3静电除尘电源火花控制波形

6.2控制电路电源模块波形

6.3控制板及液晶显示模块界面

第七章结论

参考文献

附录A

作者简历