基于PLC控制的港口煤堆场洒水系统研究与实现-江阴市大桥环保除尘设备有限公司

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灰场表面有大片的干灰面露出，容易被风力吹扬，造成周围环境污染。为方便灰场管理，洒水喷枪的使用势在必行。
　　灰场的安全管理工作是发电厂安全生产的重要环节．是企业可持续发展的可靠保证，但同时也是生产管理的薄弱环节，由于灰场的地理环境以及所在生产环节中的地位，灰场的管理比较简单化，容易被忽视，如管理不当，不但灰场的正常储灰要受到影响，而且使周围的天气，水体和土壤受到严重的污染，使灰场附近的农副业生产和居民生活受到危害，严重时威胁灰场大坝的安全，造成恶性垮坝和环境污染事故。
　　灰场降尘最为有效和经济的方式就是采取洒水喷枪洒水喷淋降尘，将具有一定压力的水灰场表面有大片的干灰面露出，容易被风力吹扬，造成周围环境污染。为方便灰场管理，洒水喷枪的使用势在必行。
　　灰场的安全管理工作是发电厂安全生产的重要环节．是企业可持续发展的可靠保证，但同时也是生产管理的薄弱环节，由于灰场的地理环境以及所在生产环节中的地位，灰场的管理比较简单化，容易被忽视，如管理不当，不但灰场的正常储灰要受到影响，而且使周围的天气，水体和土壤受到严重的污染，使灰场附近的农副业生产和居民生活受到危害，严重时威胁灰场大坝的安全，造成恶性垮坝和环境污染事故。
　　灰场降尘最为有效和经济的方式就是采取洒水喷枪洒水喷淋降尘，将具有一定压力的水除尘设备板块新机遇
　　除尘设备行业的投资机会来源于全球对于环境保护的日益重视。与此同时，在袋式除尘器核心部件滤袋的性能不断进步和价格不断下降的背景下，未来袋式除尘器具备随行业整体规模扩大而发展以及行业内应用份额提高的双重投资机会。
　　根据《“十二五”节能环保产业发展规划》确定的重点领域，节能环保产业被划分为节能产业、资源综合利用产业和环保产业。其中，在环保技术和装备领域提到“加快先进袋式除尘器、电袋复合式除尘技术及细微粉尘控制技术的示范应用”等。除尘器及其相关产品(包括滤料及上游材料高性能纤维等)都将在“十潍坊新闻网11月11日上午讯随着我国工业化和城市化进程的加快，大气污染的现状越发令人堪忧。11月10日，我市首家除尘设备工程技术研究中心经市科学技术局批复成立。该中心是以大气污染治理领域的课题探讨、科研开发、试验检测、成果转换以及设备研制为目的的环保机构，以技术研发为宗旨，带动除尘环保产业化的创新与发展。
　　据了解，该中心以潍坊爱普环保设备有限公司为依托，与高等院校合作，整合人力、资源、技术优势，组建环保除尘技术研究中心，集中力量以布袋、静电除尘和工业脱硫为重点，研究和提高除尘新技术，根据市场需求和不同行业、不同工况的实际情况，研制开发新型除尘设备吸入粉尘颗粒对人体的危害。水雾喷淋技术对煤矿煤场，其他堆料场的除尘有很强的实用性。
　　性能特点
　　技术先进：技术含量高，雾化颗粒粒径为1-10微米，节约投资，占地面积小
　　运行费用低：损耗率低(耗电量)，除尘运行费用仅为布袋除尘的1|3
　　使用寿命长：工艺成熟，配置进口雾化喷嘴及部件，使用寿命为30年
　　全自动控制：采用电脑智能自动化控制，无需专人操作
　　新能稳定：自动分区控制，雾化效果稳定，喷嘴耐磨性好，无堵塞，配置泄压保安系统
　　防冻性：专利技术防冻，配有储水箱自动恒温加热，管路伴热带和回水系统，保障冬季正常工作

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总经理：史加林手机：13906168657

基于PLC控制的港口煤堆场洒水系统研究与实现

摘要待装船输出的煤炭在港口煤场堆积如山，冬天随风扬尘造成环境污染，夏天高温会自燃。本文完成了秦皇岛港口煤炭作业洒水除尘工程中PLC控制系统的理论研究、方案设计及工程实现，着重介绍了对洒水喷枪、变频器和喷枪启动顺序的控制。
　　关键词自动控制；集散控制；PLC；
　　0 引言
　　秦皇岛港是我国最大的煤炭水运输出港，但堆积在港口煤堆场上的煤炭随风扬尘造成了环境污染。一般的治理方法是采用高压喷枪定时对煤堆进行洒水，既可防止煤尘的飞扬又可在夏季时降低煤堆中间的温度防止煤炭自燃。秦皇岛港在冬季往往风力较大容易扬尘，因此需要对洒水系统的设备和控制方法进行研究，以满足港口生产过程中洒水除尘的需要。
　　1 系统总体设计及实现本系统定位在中型集散控制系统[1]，结构如图1所示，主要包括操作站、PLC单元、以太网、PROFIBUS-DP总线、变频器、远程I/O等，其中PLC系统是整个设备的控制中枢，共需控制116台喷枪和恒压供水系统中的变频器。
　　图1 系统的总体结构图
　　本文主要对PLC自动控制系统部分进行了研究。
　　2 PLC自动控制系统
　　该PLC系统采用了分布式I/O结构，通过Profibus-DP现场总线连接[2]。现场电控箱采用施耐德Momoentum I/O模块，每一电控箱配置1台Momoentum I/O模块。监控上位机主要设置的画面有：操作画面，实现各个监控功能，完成到各个画面间的切换；堆场设备工作状态画面，可以有效地监控PLC系统的运行状态；泵房设备工作状态画面，可以监控泵房内水泵的工作状态、系统压力、流量状态、水池水位状态，及时对各种状况进行处理。
　　2.1喷枪控制
　　洒水喷枪控制系统共有116台洒水喷枪，分为9条线排列，其中第1条线为12台喷枪，2至9线为每条线13台喷枪。
　　在编程的过程中，考虑到大量洒水喷枪的控制程序都是相同的，于是使用了CONCEPT软件自编功能块的方法，这样可以节约大量的程序存储空间，只需一个功能块就能实现对所有喷枪的控制[3]。
　　2.2变频器控制
　　在该项目中泵房采用三台变频器控制4个高压泵（其中一台泵作为备用），用户要求高压泵可以随意先启动其中的任何一台，在使用过程中其余两台根据实际情况自动启动或停止。由于控制的要求比较高，模式也较多，所以采用PLC控制才更加安全可靠[4]。
　　在控制程序编制与程序调试过程中，最初使用了跟踪洒水喷枪水管压力的方法来对变频器的启动与停止进行控制。但在现场的实际调试过程中发现，水管压力的波动并不能很好的反映出现场喷枪的出水情况，经常出现变频器来回频繁的启动停止。经过数次实验，最终采用了跟踪水管流量的方法来控制变频器的停止。当前压力在设定压力范围之内，则可以进行正常自动停止模式。当目前的流量小于设定的流量，并且压力也稳定(稳定时间可通过上位机设定)在正常范围后，将自动停止其中的一台变频器，依次类推可以同样方法停止第二台变频器。最后一台变频器的停止则需要通过上位机手动停止。
　　2.3喷枪启动顺序控制
　　在本系统中，根据现场实际情况，喷枪的控制方式分为自动、手动、维修等三种方式，自动控制方式由预先确定的程序逻辑自动控制，实现自动组合和单点自动循环喷洒功能；手动控制方式在程序逻辑许可的情况下，实现操作人员在上位工控微机上用鼠标操作喷洒功能；维修方式是指当喷枪站在调试或本身出现问题时，现场维修人员通过子站控制箱对喷枪进行的控制方式。因此，喷枪控制共有3种模式，5种选择如下：
　　①全自动6枪单侧模式。该模式中所有喷枪均参与循环，最多6台单侧喷枪同时喷洒，每次2台单侧喷枪同时启动，启动顺序是：从BD1第 1号线开始，启动12、11号喷枪，延时20秒后，启动10、9号喷枪，延时20秒，启动8、7号喷枪，喷洒延时90秒后关闭12、11号喷枪并启动6、5号喷枪……依次循环直至到第9号线自动停止，完成一次循环。
　　②全自动12枪双侧模式。该模式中所有喷枪均参与循环，最多12台双侧喷枪同时喷洒，每次4台双侧喷枪同时启动，启动顺序是：启动BD1第1号线12、11号喷枪和BQ1第13、12号喷枪喷洒，延时20秒后，启动后面相应的喷枪，延时90秒后关闭最初启动的4把喷枪并启动后面相应的喷枪，……依次循环直至到第9号线自动停止，完成一次循环。
　　③子集全自动6枪单侧模式。该模式中参与循环的喷枪由用户选定，循环过程与全自动6枪模式相同。
　　④子集全自动12枪双侧模式。该模式中参与循环的喷枪由用户选定，循环过程与全自动12枪模式相同。
　　⑤手动控制模式。该模式中，选择1~9号线中任意喷枪，即可使之喷水。用户用鼠标点击一下该喷枪后，启动该喷枪，再用鼠标点击一下该喷枪后，关闭该喷枪。
　　⑥单线选择模式。在每条线前都有一个选择按钮，例：当需要使用8线时，点击8号线按钮，绿色为选择使用，红色为选择不用。
　　所有116杆喷枪共分布在9条线上，根据需要可以进行任意组合。在每条线启动模块前设置一个允许启动的条件。根据上位机不同的条件选择，将顺序启动不同的喷枪线。例：六号线的启动：当系统处于自动喷洒状态时，如果前5条线没有被禁用的，则PLC系统将根据排列依次启动所有喷枪，至前5条线结束才启动第6条线；如果2、3、4、5不用，则在1号线结束后直接启动6号线，梯形图如图4所示，以此类推其他的各种组合启动顺序。
　　3 结束语
　　在系统的设计过程中，借鉴了国内外一些产品的设计思想，去粗存精，较好地解决了洒水系统的易操作性、易维护性等方面的问题，在兼顾性价比指标的同时，对系统的性能进行了最大限度的优化。经过一年多的运行使用，本系统安全方便、稳定可靠、自动化程度高，确保了港口生产的顺利进行，煤场除尘效果明显改善，对环境保护起到了应有的作用。

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