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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脉冲布袋除尘设备正确选用过滤速度，确保除尘设备的净化效率——脉冲布袋除尘设备的过滤速度直接与除尘设备阻力和处理烟气的入口含尘浓度有关。当前国内生产的脉冲布袋除尘设备，除尘设备的阻力限定在120毫米水柱范围内。
　　脉冲布袋除尘设备的总阻力中，压缩空气喷口处的喇叭管阻力占有一定比例，过滤速度提高后，将使喇叭管阻力显著增加。
　　国内脉冲布袋除尘设备过滤速度限定在2—4米/分范围内，主要建筑在除尘设备阻力不超过120毫米水柱和处理气体入口含尘浓度低于15克/米3的基础上，当含尘浓度降低时，可提高过滤速度，但过滤速度超过4米/分后，将大中广网柏林5月31日消息据中国之声《新闻纵横》报道，在欧洲，受肠出血性大肠杆菌 “污染”的黄瓜仍在蔓延。截至目前，德国病毒感染黄瓜事件的死亡人数已经上升至14人。
　　截止到5月30日，德国死于肠出血性大肠杆菌感染的人数已增至14人，而且死亡病例首度扩散到德国北部以外地区，29日和30日，在德国人口最为稠密的北威州，就有两名妇女死于感染引起的并发症。
　　为了应对此次危机，德国联邦及地区相关卫生食品防疫部门的代表30日在柏林举行了紧急会议。德国卫生部长巴尔在会后的新闻发布会上表示，当局目前依然无法确定此次疫病的传染源，所以他预计新增病例还将继续上升。而且有迹象表明，此次疫情的传中国人民银行5日晚间宣布，自2011年4月6日起上调金融机构人民币存贷款基准利率。其中，金融机构一年期存贷款基准利率分别上调0.25个百分点，其他各档次存贷款基准利率及个人住房公积金贷款利率相应调整。
　　调整后，一年期存款利率达到3.25%，一年期贷款利率达到6.31%。
　　这是央行今年以来第二次加息，也是去年以来第四次加息。上次加息是在2月9日春节过后不久。
　　分析人士认为，央行在这样一个时点作出加息决定，是意在应对可能再度创出新高的物价压力。
　　“稳定物价被当局视为今年工作的重要任务，而市场预期3月份我国物价指数会再度创出新高，因此此时加息是我国央行对可能再喷淋抑尘机理
　　具有一定压力的水，通过喷枪自动旋转的喷头在一定角度范围内均匀喷向储煤场的上空，水滴落下后湿润煤堆的表面，使细颗粒煤粉之间通过
　　水分子的张力粘合在一起，也增加了细颗粒煤粉自身的重量，避免风吹起尘。同时还具有加湿、延长煤自燃发火期的作用。
　　■系统构成
　　喷淋系统一般由喷枪、电磁阀、供水泵、管路、阀门、配电及控制等组成。在北方，为防止冬季出现冻管路冻喷枪等事故，在每个喷枪电磁阀
　　后面安装自动泄水阀，将喷枪立管内的存水放净。
　　■喷枪的选择、布置
　　喷枪的选择至限性，如大型料场、大型卸车和活动式卸料上料系统就无法采用。相比之下，国外更多的选择顺序市首选防尘、或喷雾方法，最后才选择通风除尘。采用无水喷雾除尘技术应该是一个首选方案，适合大部分的除尘应用，可以很好解决环保设备运行费用太高的难题。
　　直接喷雾出尘的基本原理就是用喷水雾将粉尘颗粒弄湿，使其颗粒和比重增大，然后与大气或烟气分离。关键点如下：
　　*喷雾首先将烟尘冷却到露点温度以下。对温度较高的烟尘，主要是通过蒸发冷却。冷却效率高、用水量最少。
　　*接着，喷雾颗粒与粉尘颗粒相互碰撞后，粘结、凝聚、长大，同时比重增大，长大到某一临界颗粒后就会与大气或烟气分离，落到料场、渣场内。

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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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