霧化除塵自動(dòng)化系統(tǒng)

1.1.   前言

超細(xì)霧化抑塵技術(shù)是源于噴水抑塵和噴淋抑塵技術(shù)，其原理基于美國科學(xué)家的研究理論：“水霧顆粒與塵埃顆粒大小相近時(shí)吸附、過濾、凝結(jié)的機(jī)率**。”RY系列超細(xì)霧化抑塵系統(tǒng)通過加壓系統(tǒng)經(jīng)噴頭直接產(chǎn)生直徑在1~10微米的水霧顆粒，形成濃密霧化區(qū)，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(jìn)行有效的吸附而凝結(jié)成團(tuán)，受重力作用而沉降，從而達(dá)到抑塵目的。

北京品控科技PK系列除塵系統(tǒng)智能控制是針對各類除塵改造而提供的自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)除塵控制智能化，同時(shí)流出輸出接口，可接入工廠總控系統(tǒng)，便于集中監(jiān)控管理。

為了使噴霧抑塵主機(jī)具有更好的功能性和擴(kuò)展性，能讓客戶在*小成本下增加噴霧抑塵點(diǎn)的數(shù)量，同時(shí)將整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使控制系統(tǒng)更加高效、節(jié)能，實(shí)現(xiàn)人性化操作。

綜合應(yīng)用了傳感器技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制理論、通訊技術(shù)及計(jì)算機(jī)科學(xué)等多方面的成就，以工藝流程以及生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)微米級噴霧抑塵過程的自動(dòng)化。結(jié)合了自動(dòng)控制的微米級抑塵系統(tǒng)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(tǒng)范圍和內(nèi)容

本方案的控制范圍包括微米級抑塵系統(tǒng)的全部過程。項(xiàng)目需要完成的主要工作包括：軟件系統(tǒng)開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)以及相關(guān)設(shè)備與系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝、調(diào)試、試運(yùn)行。

1.3.   系統(tǒng)目標(biāo)

本系統(tǒng)針對榮耀科技微米級抑塵系統(tǒng)實(shí)施自動(dòng)化控制，同時(shí)為生產(chǎn)管理等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，為生產(chǎn)廠、上級管理公司進(jìn)行更加科學(xué)的經(jīng)營管理與決策提供有力的支持。

通過對微米級抑塵系統(tǒng)的自動(dòng)控制，*終實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)過程，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，改善勞動(dòng)條件，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)高效和安全生產(chǎn)的目標(biāo)。

1.4.   控制方式

本次設(shè)計(jì)的微米級抑塵系統(tǒng)具有自動(dòng)控制、軟手動(dòng)控制和本地控制三種控制方式。自動(dòng)控制方式是根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的程序進(jìn)行控制，其它兩種運(yùn)行方式是通過本地或者控制室操作人員對設(shè)備進(jìn)行控制，是**種控制方式的有效補(bǔ)充。

（1）自動(dòng)控制

自動(dòng)控制方式根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)程序來執(zhí)行，控制室操作人員可通過組態(tài)畫面啟動(dòng)方式來啟動(dòng)生產(chǎn)線。

順序自動(dòng)控制：首先程序進(jìn)行自檢，自檢通過則彈出啟動(dòng)允許對話框，如果發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線上設(shè)備出現(xiàn)故障、處于檢修狀態(tài)或其他非正常情況時(shí)發(fā)出報(bào)警。在自動(dòng)控制方式下，生產(chǎn)線上的所有設(shè)備按工藝要求進(jìn)行聯(lián)鎖。

過程自動(dòng)控制：程序根據(jù)系統(tǒng)***現(xiàn)場過程信號(hào)，通過對這些信號(hào)進(jìn)行分析，得出**期望值，然后通過對應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行控制。

（2）軟手動(dòng)控制

軟手動(dòng)控制方式由操作人員來組態(tài)畫面上完成，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的單機(jī)啟停和設(shè)備狀態(tài)的設(shè)定。

設(shè)備啟?？刂疲嚎梢酝ㄟ^操作人員直接操作組態(tài)畫面上設(shè)備，來實(shí)現(xiàn)設(shè)備的單機(jī)啟動(dòng)，。

設(shè)備過程控制：可以通過操作人員手動(dòng)設(shè)置設(shè)定值或者設(shè)定設(shè)備的過程狀態(tài)，來實(shí)現(xiàn)設(shè)備的過程控制。

（3）本地手動(dòng)控制

本地控制方式由安裝在現(xiàn)場控制箱來實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)場操作人員可通過操作箱上面的轉(zhuǎn)換開關(guān)來改變設(shè)備的控制方式。只有當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)放在遠(yuǎn)程位置時(shí)，控制室才能通過自動(dòng)控制方式和軟手動(dòng)控制方式來控制設(shè)備，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)放在本地位置時(shí)，只能在本地操作人員來控制設(shè)備；本地手動(dòng)控制方式具有控制設(shè)備的**操作權(quán)限。

1.5.   系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)

工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場存在極強(qiáng)的電磁場，環(huán)境復(fù)雜，為了納米級抑塵系統(tǒng)不受外界干擾，穩(wěn)定正常工作，需要對系統(tǒng)進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)。

主要包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、供電電源設(shè)計(jì)、信號(hào)線路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)等。

接地系統(tǒng)是提高工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)可靠性、抑制噪音、保證工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)備安全的重要手段。在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一定要求有一個(gè)良好的接地系統(tǒng)，因?yàn)榱己媒拥叵到y(tǒng)可以解決工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的防雷、防干擾、防靜電等問題，保護(hù)設(shè)備和人身安全。

我公司設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)要求安全保護(hù)地工頻接地電阻應(yīng)小于4歐姆；邏輯地（PG）和屏蔽地（CG）的工頻接地電阻應(yīng)小于4歐姆?？刂葡到y(tǒng)的控制室設(shè)計(jì)，要求有滿足系統(tǒng)接地電阻值的接地裝置一套 。

1.6.   系統(tǒng)負(fù)載設(shè)計(jì)

整個(gè)控制系統(tǒng)，包括控制站、操作站、通信系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等，在運(yùn)行時(shí)保證其負(fù)荷都不超過其負(fù)荷能力的60%，系統(tǒng)的電源負(fù)荷不超過其能力的60%。

1.7.   系統(tǒng)的可靠性

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

所有提供的設(shè)備都以經(jīng)過考核驗(yàn)證后的硬件和軟件為基礎(chǔ)，絕不是用正在開發(fā)中的硬件和軟件。

系統(tǒng)硬件按模塊化設(shè)計(jì)和搭配，并可以做到在線更換和調(diào)整。系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)能夠防止用戶將卡件插錯(cuò)槽位造成硬件損壞。

1.8.   系統(tǒng)的可擴(kuò)展性

系統(tǒng)設(shè)計(jì)還有一定的擴(kuò)展空間，可根據(jù)現(xiàn)場的要求，增加一到兩個(gè)分站。

控制系統(tǒng)預(yù)留了以太網(wǎng)接口，可以與工廠其它車間的控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，組成完整的流程控制系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管控一體化打下基礎(chǔ)。

2.      生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)

2.1.   順序控制和急停保護(hù)

順序控制主要實(shí)現(xiàn)，水流開關(guān)和增壓泵電機(jī)，輸送皮帶和噴嘴前面的電磁閥等電氣設(shè)備的連鎖保護(hù)。

根據(jù)工藝要求對泵電機(jī)和電動(dòng)閥門等設(shè)備實(shí)施設(shè)備運(yùn)行檢測、啟?？刂?、開車鳴鈴和連鎖保護(hù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的集中監(jiān)視和集中管理。

設(shè)備有集控、手動(dòng)和檢修三種工作方式。當(dāng)設(shè)備處于集控方式時(shí)，點(diǎn)擊集中啟動(dòng)按鈕，彈出對話框，確認(rèn)后將發(fā)出集中啟動(dòng)命令。發(fā)出集中啟動(dòng)命令后，按工藝流程聯(lián)鎖起動(dòng)各設(shè)備。在起動(dòng)過程中，若有異常情況，可點(diǎn)擊中止按鈕，彈出對話框，確認(rèn)后將中止起動(dòng)過程。同樣，點(diǎn)擊集中停止按鈕，彈出對話框，確認(rèn)后將發(fā)出集中停止命令，實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)設(shè)備按順序停車。

生產(chǎn)過程順序控制主要實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的連鎖啟停和設(shè)備保護(hù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)流程的集中控制和狀態(tài)監(jiān)控。

順序控制可帶來如下好處:

（1）通過計(jì)算機(jī)發(fā)出集中啟動(dòng)或集中停止命令，快速、準(zhǔn)確的完成生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)啟動(dòng)或停車，可靠性高。

（2）啟動(dòng)過程中，操作員、調(diào)度員等都能夠通過計(jì)算機(jī)觀察到現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

（3）計(jì)算機(jī)上的設(shè)備畫面形象直觀，啟動(dòng)進(jìn)程一目了然。

（4）自動(dòng)控制系統(tǒng)取代以前的繼電聯(lián)鎖方式，減少了電工的維護(hù)工作量，保證了生產(chǎn)的連續(xù)性，提高了系統(tǒng)的可靠性。

（5）操作簡便，效率高。

當(dāng)順序控制中的某設(shè)備出現(xiàn)問題或者嚴(yán)重報(bào)警時(shí)，在不影響正常生產(chǎn)的情況下，系統(tǒng)立即停止與其相關(guān)的設(shè)備，根據(jù)工藝要求，其他設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行或者延時(shí)停車。

通過實(shí)現(xiàn)微米級抑塵工序自動(dòng)控制，使除塵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)工序設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行安全穩(wěn)定、優(yōu)化平衡、高效可靠，為提高除塵效率打下良好的基礎(chǔ)。

2.2.   安全監(jiān)測與保護(hù)

根據(jù)工藝要求對所有設(shè)備實(shí)現(xiàn)在線狀態(tài)監(jiān)控、啟動(dòng)預(yù)警、設(shè)備運(yùn)行記錄（包括設(shè)備啟停次數(shù)、運(yùn)行時(shí)間、主要設(shè)備運(yùn)行故障記錄等數(shù)據(jù)）等功能。

（1）電源故障檢測

在抑塵系統(tǒng)正常生產(chǎn)運(yùn)行中，檢測電源缺相、欠壓、過壓，并提供報(bào)警

（2）缺水保護(hù)和監(jiān)測

    利用水流開關(guān)檢測外管網(wǎng)水流有無，以對增壓泵進(jìn)行保護(hù)。

（3）增壓泵安全控制和監(jiān)測

（4）抑塵系統(tǒng)的安全控制

礦山日常生產(chǎn)過程中，不可避免地產(chǎn)生粉塵。大量地粉塵不僅會(huì)造成環(huán)境污染，更重要的是對現(xiàn)場工人的身體健康帶來嚴(yán)重地威脅。輸送機(jī)下料處是產(chǎn)生大量粉塵的關(guān)鍵點(diǎn)，當(dāng)帶式輸送機(jī)啟動(dòng)前首先提示崗位工開啟除塵風(fēng)機(jī)與噴水裝置除塵；當(dāng)帶式輸送機(jī)停止工作時(shí)提示崗位工延時(shí)停止除塵設(shè)備，確保破碎車間內(nèi)部的粉塵控制在**狀態(tài)，同時(shí)節(jié)省電能。

2.3.   抑塵系統(tǒng)過程控制

當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后，將首先檢測儲(chǔ)水罐中水位情況以及皮帶機(jī)是否處于運(yùn)行狀態(tài)，如果水位在允許范圍內(nèi)，皮帶機(jī)運(yùn)行達(dá)到設(shè)定時(shí)間，則啟動(dòng)主電機(jī)進(jìn)行工作；如果皮帶機(jī)未運(yùn)行則主電機(jī)不工作。如果儲(chǔ)水罐中水位處于設(shè)定水位以下，則以聲光提醒水位不夠，在主機(jī)觸摸屏上顯示報(bào)警，同時(shí)水流開關(guān)檢測是外管網(wǎng)是否有水，無水則聲光報(bào)警持續(xù)響鈴；有水則啟動(dòng)增壓泵進(jìn)行補(bǔ)水，增壓泵啟動(dòng)達(dá)到設(shè)定時(shí)間后，響鈴聲音停止，現(xiàn)場報(bào)警燈閃爍，此時(shí)操作員可以手動(dòng)消除報(bào)警。當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定的上限水位后，現(xiàn)場報(bào)警燈自動(dòng)熄滅。在補(bǔ)水時(shí)，若儲(chǔ)水罐水位在設(shè)定時(shí)間內(nèi)沒有變化或是變化不大時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)管道發(fā)生泄露或是閥門出現(xiàn)故障，將會(huì)自動(dòng)停止增壓泵運(yùn)行，同時(shí)聲光報(bào)警，直到操作員確認(rèn)后方可消除報(bào)警。正常情況下，主電機(jī)啟動(dòng)后將根據(jù)增壓罐的壓力變化自動(dòng)進(jìn)行變頻控制，調(diào)節(jié)管網(wǎng)壓力，達(dá)到**的除塵效果。如果主電機(jī)出現(xiàn)故障，自動(dòng)停止主電機(jī)，報(bào)警燈閃爍，主機(jī)觸摸屏上顯示當(dāng)前故障；如果壓力超出設(shè)定值，主電機(jī)降頻運(yùn)行，直到**下限頻率時(shí)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(shè)定時(shí)間內(nèi)壓力還是超出設(shè)定范圍，系統(tǒng)將默認(rèn)為管道堵塞或是閥門故障，主電機(jī)停機(jī)，泄壓閥一直打開，同時(shí)聲光報(bào)警，主機(jī)觸摸屏上顯示報(bào)警信息。

在出現(xiàn)有聲光報(bào)警的情況，系統(tǒng)將自動(dòng)停止所有設(shè)備運(yùn)行，在排除故障后操作員按復(fù)位，重新啟動(dòng)方可繼續(xù)運(yùn)行。

子站的工作過程同主站一樣。每一個(gè)子站是一個(gè)獨(dú)立的小系統(tǒng)，當(dāng)檢測有皮帶機(jī)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)，主電機(jī)啟動(dòng)，對應(yīng)的子站開始工作，其他子站不工作，該子站出現(xiàn)故障后只把與該子站相關(guān)的設(shè)備停止，不影響其他子站正常工作。

2.4.   自控系統(tǒng)增加內(nèi)容

（1）可根據(jù)現(xiàn)場情況增加自動(dòng)水位控制及顯示。

（2）可根據(jù)現(xiàn)場情況增加壓力及壓差顯示。

（3）可根據(jù)需求增加自動(dòng)反沖控制

（4）可根據(jù)需要增加子站數(shù)量

（5）可實(shí)現(xiàn)子站控制與主機(jī)聯(lián)動(dòng)

（5）適當(dāng)增加相應(yīng)的保護(hù)功能，使設(shè)備的運(yùn)行更安全更高效