霧化除塵自動化系統

1.1.   前言

超細霧化抑塵技術是源于噴水抑塵和噴淋抑塵技術，其原理基于美國科學家的研究理論：“水霧顆粒與塵埃顆粒大小相近時吸附、過濾、凝結的機率**。”RY系列超細霧化抑塵系統通過加壓系統經噴頭直接產生直徑在1~10微米的水霧顆粒，形成濃密霧化區，對懸浮在空氣中的粉塵，特別是直徑在5微米以下的可吸入粉塵顆粒進行有效的吸附而凝結成團，受重力作用而沉降，從而達到抑塵目的。

北京品控科技PK系列除塵系統智能控制是針對各類除塵改造而提供的自動控制系統，實現除塵控制智能化，同時流出輸出接口，可接入工廠總控系統，便于集中監控管理。

為了使噴霧抑塵主機具有更好的功能性和擴展性，能讓客戶在*小成本下增加噴霧抑塵點的數量，同時將整個系統進行優化，使控制系統更加高效、節能，實現人性化操作。

綜合應用了傳感器技術、電子技術、自動控制理論、通訊技術及計算機科學等多方面的成就，以工藝流程以及生產技術經濟要求為依據，實現微米級噴霧抑塵過程的自動化。結合了自動控制的微米級抑塵系統已成為工廠除塵的必要手段和提高工廠綜合效益的有效途徑。

1.2.   系統范圍和內容

本方案的控制范圍包括微米級抑塵系統的全部過程。項目需要完成的主要工作包括：軟件系統開發、網絡系統設計、系統硬件設計以及相關設備與系統的現場安裝、調試、試運行。

1.3.   系統目標

本系統針對榮耀科技微米級抑塵系統實施自動化控制，同時為生產管理等業務環節提供基礎數據源，為生產廠、上級管理公司進行更加科學的經營管理與決策提供有力的支持。

通過對微米級抑塵系統的自動控制，*終實現穩定生產過程，提高勞動生產率，增加企業的經濟效益，改善勞動條件，降低生產成本，實現高效和安全生產的目標。

1.4.   控制方式

本次設計的微米級抑塵系統具有自動控制、軟手動控制和本地控制三種控制方式。自動控制方式是根據預先設計的程序進行控制，其它兩種運行方式是通過本地或者控制室操作人員對設備進行控制，是**種控制方式的有效補充。

（1）自動控制

自動控制方式根據預先設計程序來執行，控制室操作人員可通過組態畫面啟動方式來啟動生產線。

順序自動控制：首先程序進行自檢，自檢通過則彈出啟動允許對話框，如果發現生產線上設備出現故障、處于檢修狀態或其他非正常情況時發出報警。在自動控制方式下，生產線上的所有設備按工藝要求進行聯鎖。

過程自動控制：程序根據系統***現場過程信號，通過對這些信號進行分析，得出**期望值，然后通過對應的設備進行控制。

（2）軟手動控制

軟手動控制方式由操作人員來組態畫面上完成，可實現設備的單機啟停和設備狀態的設定。

設備啟停控制：可以通過操作人員直接操作組態畫面上設備，來實現設備的單機啟動，。

設備過程控制：可以通過操作人員手動設置設定值或者設定設備的過程狀態，來實現設備的過程控制。

（3）本地手動控制

本地控制方式由安裝在現場控制箱來實現，現場操作人員可通過操作箱上面的轉換開關來改變設備的控制方式。只有當轉換開關放在遠程位置時，控制室才能通過自動控制方式和軟手動控制方式來控制設備，當轉換開關放在本地位置時，只能在本地操作人員來控制設備；本地手動控制方式具有控制設備的**操作權限。

1.5.   系統抗干擾設計

工業生產現場存在極強的電磁場，環境復雜，為了納米級抑塵系統不受外界干擾，穩定正常工作，需要對系統進行抗干擾設計。

主要包括系統結構設計、供電電源設計、信號線路設計、系統接地設計等。

接地系統是提高工業自動化控制系統可靠性、抑制噪音、保證工業自動化控制系統設備安全的重要手段。在工業自動化控制系統設計中，一定要求有一個良好的接地系統，因為良好接地系統可以解決工業自動化控制系統的防雷、防干擾、防靜電等問題，保護設備和人身安全。

我公司設計自動控制系統要求安全保護地工頻接地電阻應小于4歐姆；邏輯地（PG）和屏蔽地（CG）的工頻接地電阻應小于4歐姆?？刂葡到y的控制室設計，要求有滿足系統接地電阻值的接地裝置一套 。

1.6.   系統負載設計

整個控制系統，包括控制站、操作站、通信系統、電源系統等，在運行時保證其負荷都不超過其負荷能力的60%，系統的電源負荷不超過其能力的60%。

1.7.   系統的可靠性

系統具備完整的故障自診斷功能，任何系統故障都有報警顯示，方便用戶排除故障，系統可以在不斷電的情況下更換故障卡件。

所有提供的設備都以經過考核驗證后的硬件和軟件為基礎，絕不是用正在開發中的硬件和軟件。

系統硬件按模塊化設計和搭配，并可以做到在線更換和調整。系統的硬件設計能夠防止用戶將卡件插錯槽位造成硬件損壞。

1.8.   系統的可擴展性

系統設計還有一定的擴展空間，可根據現場的要求，增加一到兩個分站。

控制系統預留了以太網接口，可以與工廠其它車間的控制系統聯網，組成完整的流程控制系統，為實現工廠生產管控一體化打下基礎。

2.      生產過程控制系統

2.1.   順序控制和急停保護

順序控制主要實現，水流開關和增壓泵電機，輸送皮帶和噴嘴前面的電磁閥等電氣設備的連鎖保護。

根據工藝要求對泵電機和電動閥門等設備實施設備運行檢測、啟?？刂啤㈤_車鳴鈴和連鎖保護，實現生產過程的集中監視和集中管理。

設備有集控、手動和檢修三種工作方式。當設備處于集控方式時，點擊集中啟動按鈕，彈出對話框，確認后將發出集中啟動命令。發出集中啟動命令后，按工藝流程聯鎖起動各設備。在起動過程中，若有異常情況，可點擊中止按鈕，彈出對話框，確認后將中止起動過程。同樣，點擊集中停止按鈕，彈出對話框，確認后將發出集中停止命令，實現本系統設備按順序停車。

生產過程順序控制主要實現電氣設備的連鎖啟停和設備保護，實現整個生產流程的集中控制和狀態監控。

順序控制可帶來如下好處:

（1）通過計算機發出集中啟動或集中停止命令，快速、準確的完成生產設備的自動啟動或停車，可靠性高。

（2）啟動過程中，操作員、調度員等都能夠通過計算機觀察到現場設備的運行狀態。

（3）計算機上的設備畫面形象直觀，啟動進程一目了然。

（4）自動控制系統取代以前的繼電聯鎖方式，減少了電工的維護工作量，保證了生產的連續性，提高了系統的可靠性。

（5）操作簡便，效率高。

當順序控制中的某設備出現問題或者嚴重報警時，在不影響正常生產的情況下，系統立即停止與其相關的設備，根據工藝要求，其他設備繼續運行或者延時停車。

通過實現微米級抑塵工序自動控制，使除塵系統實現整個工序設備和系統運行安全穩定、優化平衡、高效可靠，為提高除塵效率打下良好的基礎。

2.2.   安全監測與保護

根據工藝要求對所有設備實現在線狀態監控、啟動預警、設備運行記錄（包括設備啟停次數、運行時間、主要設備運行故障記錄等數據）等功能。

（1）電源故障檢測

在抑塵系統正常生產運行中，檢測電源缺相、欠壓、過壓，并提供報警

（2）缺水保護和監測

    利用水流開關檢測外管網水流有無，以對增壓泵進行保護。

（3）增壓泵安全控制和監測

（4）抑塵系統的安全控制

礦山日常生產過程中，不可避免地產生粉塵。大量地粉塵不僅會造成環境污染，更重要的是對現場工人的身體健康帶來嚴重地威脅。輸送機下料處是產生大量粉塵的關鍵點，當帶式輸送機啟動前首先提示崗位工開啟除塵風機與噴水裝置除塵；當帶式輸送機停止工作時提示崗位工延時停止除塵設備，確保破碎車間內部的粉塵控制在**狀態，同時節省電能。

2.3.   抑塵系統過程控制

當系統啟動后，將首先檢測儲水罐中水位情況以及皮帶機是否處于運行狀態，如果水位在允許范圍內，皮帶機運行達到設定時間，則啟動主電機進行工作；如果皮帶機未運行則主電機不工作。如果儲水罐中水位處于設定水位以下，則以聲光提醒水位不夠，在主機觸摸屏上顯示報警，同時水流開關檢測是外管網是否有水，無水則聲光報警持續響鈴；有水則啟動增壓泵進行補水，增壓泵啟動達到設定時間后，響鈴聲音停止，現場報警燈閃爍，此時操作員可以手動消除報警。當水位達到設定的上限水位后，現場報警燈自動熄滅。在補水時，若儲水罐水位在設定時間內沒有變化或是變化不大時，系統默認管道發生泄露或是閥門出現故障，將會自動停止增壓泵運行，同時聲光報警，直到操作員確認后方可消除報警。正常情況下，主電機啟動后將根據增壓罐的壓力變化自動進行變頻控制，調節管網壓力，達到**的除塵效果。如果主電機出現故障，自動停止主電機，報警燈閃爍，主機觸摸屏上顯示當前故障；如果壓力超出設定值，主電機降頻運行，直到**下限頻率時壓力還是過高則打開泄壓閥降低壓力。如果泄壓閥打開后在設定時間內壓力還是超出設定范圍，系統將默認為管道堵塞或是閥門故障，主電機停機，泄壓閥一直打開，同時聲光報警，主機觸摸屏上顯示報警信息。

在出現有聲光報警的情況，系統將自動停止所有設備運行，在排除故障后操作員按復位，重新啟動方可繼續運行。

子站的工作過程同主站一樣。每一個子站是一個獨立的小系統，當檢測有皮帶機運行時間達到設定值時，主電機啟動，對應的子站開始工作，其他子站不工作，該子站出現故障后只把與該子站相關的設備停止，不影響其他子站正常工作。

2.4.   自控系統增加內容

（1）可根據現場情況增加自動水位控制及顯示。

（2）可根據現場情況增加壓力及壓差顯示。

（3）可根據需求增加自動反沖控制

（4）可根據需要增加子站數量

（5）可實現子站控制與主機聯動

（5）適當增加相應的保護功能，使設備的運行更安全更高效