汪至中

     来源：《电子技术应用》

     摘要：针对流光放电烟气脱硫电源难以产业化的问题，提出了基于can总线的集散控制的解决方法，并介绍了该系统的设计思路和实现过程。

     关键词：流光放电

     烟气脱硫 can总线 集散控制系统

     烟气脱硫是当今世界控制so2排放的主要途径。工业发达国家大多数采用石灰石湿法。我国曾采用氨酸法、尾部增湿法等多种方法脱硫，目前也尝试要用石灰石湿法，但至今没有找到适合我国国情的经济而有效的途径，因为这些方法皆受造价、运行费、吸收剂来源和终产物出路等问题的困扰。近来年利用流光放电进行脱硫的研究取得了很大进展，低能耗是这项技术的最大优点。但是目前的研究都还触及电源的实用化和反应条件优化等关键问题，离产业化还有很大的距离，很多工艺还有待改进和创新。因此，在流光放电半湿法烟气脱硫这个863计划项目中，我们承接了电源实用化这个课题。

     1 系统的总体设计方案

     该专用电源是一个由直流偏压和高频交流电压叠加而成的脉冲电源。该脉冲电源目前普遍采用闸流管作开关元件，通过电容储能放电，在升压变压器副级得到一个陡峭的高压脉冲。由于现有反应器即电源负载具有较大的电容量，这就给我们带来了两个问题：第一，即使功率很大的放电脉冲也难以在反应器极间形成需要的陡峭的电压脉冲；第二，功率偏大的脉冲充放电电流使闸流管的寿命减少，可靠性大大降低，使得闸流管的脉冲电源没有产业化的前景。为了解决大电容性负载和高压纳秒脉冲的这一矛盾。将反应器的大电容量划分为若干个小电容量区。烟气在顺序通过各个小电容量区域时将受到不同需要量的脉冲电压作用，每个小区域的小电容量由一个容量相对大的脉冲电源供电，只需不大的充放电电流即可增加放电时电晕线上的电压上升率，从而实现脉冲电源的高可靠性及电场分布的合理性。当然，这将产生

     一个对些电源组的协调优化控制问题。对于这一点，采用基于现场总线的集散控制技术来解决。这样，就解决了电源设计和开关元件选用中难以解决的大容性负载与高压纳秒脉冲的矛盾。通过计算机的集散控制技术来控制这些脉冲电源模块，当有模块发生故障并退出工作时，系统可自动调节其它模块的运行参数，保障整个系统的连续运行。

     can（controller area network）总线属于现场总线的范畴，是由德国bosch公司为分布式系统在强电磁干扰等环境下能可靠工作而设计的一种串行通信网络，它具有如下显著特点：（1）多主方式工作，各节点均可在任意时刻主动向网络上的其它节点发送信息，而不分主从，且无需站地址等节点信息。利用这一特点可方便地构成多机备份系统；（2）利用独特的非破坏性总线仲裁技术。优先级高的节点优先传送数据，能满足不同的实时性要求；（3）广播式数据通信，采用csma/cd协议进行总线控制及数据通信。当节点向网上发送数据时，其它节点都同时收到数据，具有点对点、一点对多点及全局广播传送数据的功能；（4）高传输可靠性，can总线上每帧有效字节数最多为8位，并有crc及其它校验措施，数据出错率极低。并且万一某一节点出现严重错误，可自动脱离总线，而总线上的其它操作不受影响；（5）特别适合于网络化智能设备，传输速率可达1mb/s，传输距离可达1000ms，传输方式介质为差动电压和双绞线。can总线只有两根导线。系统扩充时，直接将新节点挂接在总线上即可，系统容易实现冗余设计。所以从适用性、可靠性和低成本的角度考虑，我们can总线来构成系统的底层通信网络，系统总线结构如图1所示。

     系统结构由上位机（通用pc机，含can接口适配卡）、智能数据采集节点、现场控制节点、dc/ac叠加脉冲电源（直流功率80kw，直流基压0～60kv，交流功率120kw，峰值电压20～120kv，频率>10khz）以及反应器等构成。网络拓扑结构为总线型