雾化除尘自动化系统

1.1.   前言

超细雾化抑尘技术是源于喷水抑尘和喷淋抑尘技术，其原理基于美国科学家的研究理论：“水雾颗粒与尘埃颗粒大小相近时吸附、过滤、凝结的机率**。”RY系列超细雾化抑尘系统通过加压系统经喷头直接产生直径在1~10微米的水雾颗粒，形成浓密雾化区，对悬浮在空气中的粉尘，特别是直径在5微米以下的可吸入粉尘颗粒进行有效的吸附而凝结成团，受重力作用而沉降，从而达到抑尘目的。

北京品控科技PK系列除尘系统智能控制是针对各类除尘改造而提供的自动控制系统，实现除尘控制智能化，同时流出输出接口，可接入工厂总控系统，便于集中监控管理。

为了使喷雾抑尘主机具有更好的功能性和扩展性，能让客户在*小成本下增加喷雾抑尘点的数量，同时将整个系统进行优化，使控制系统更加高效、节能，实现人性化操作。

综合应用了传感器技术、电子技术、自动控制理论、通讯技术及计算机科学等多方面的成就，以工艺流程以及生产技术经济要求为依据，实现微米级喷雾抑尘过程的自动化。结合了自动控制的微米级抑尘系统已成为工厂除尘的必要手段和提高工厂综合效益的有效途径。

1.2.   系统范围和内容

本方案的控制范围包括微米级抑尘系统的全部过程。项目需要完成的主要工作包括：软件系统开发、网络系统设计、系统硬件设计以及相关设备与系统的现场安装、调试、试运行。

1.3.   系统目标

本系统针对荣耀科技微米级抑尘系统实施自动化控制，同时为生产管理等业务环节提供基础数据源，为生产厂、上级管理公司进行更加科学的经营管理与决策提供有力的支持。

通过对微米级抑尘系统的自动控制，*终实现稳定生产过程，提高劳动生产率，增加企业的经济效益，改善劳动条件，降低生产成本，实现高效和安全生产的目标。

1.4.   控制方式

本次设计的微米级抑尘系统具有自动控制、软手动控制和本地控制三种控制方式。自动控制方式是根据预先设计的程序进行控制，其它两种运行方式是通过本地或者控制室操作人员对设备进行控制，是**种控制方式的有效补充。

（1）自动控制

自动控制方式根据预先设计程序来执行，控制室操作人员可通过组态画面启动方式来启动生产线。

顺序自动控制：首先程序进行自检，自检通过则弹出启动允许对话框，如果发现生产线上设备出现故障、处于检修状态或其他非正常情况时发出报警。在自动控制方式下，生产线上的所有设备按工艺要求进行联锁。

过程自动控制：程序根据系统***现场过程信号，通过对这些信号进行分析，得出**期望值，然后通过对应的设备进行控制。

（2）软手动控制

软手动控制方式由操作人员来组态画面上完成，可实现设备的单机启停和设备状态的设定。

设备启停控制：可以通过操作人员直接操作组态画面上设备，来实现设备的单机启动，。

设备过程控制：可以通过操作人员手动设置设定值或者设定设备的过程状态，来实现设备的过程控制。

（3）本地手动控制

本地控制方式由安装在现场控制箱来实现，现场操作人员可通过操作箱上面的转换开关来改变设备的控制方式。只有当转换开关放在远程位置时，控制室才能通过自动控制方式和软手动控制方式来控制设备，当转换开关放在本地位置时，只能在本地操作人员来控制设备；本地手动控制方式具有控制设备的**操作权限。

1.5.   系统抗干扰设计

工业生产现场存在极强的电磁场，环境复杂，为了纳米级抑尘系统不受外界干扰，稳定正常工作，需要对系统进行抗干扰设计。

主要包括系统结构设计、供电电源设计、信号线路设计、系统接地设计等。

接地系统是提高工业自动化控制系统可靠性、抑制噪音、保证工业自动化控制系统设备安全的重要手段。在工业自动化控制系统设计中，一定要求有一个良好的接地系统，因为良好接地系统可以解决工业自动化控制系统的防雷、防干扰、防静电等问题，保护设备和人身安全。

我公司设计自动控制系统要求安全保护地工频接地电阻应小于4欧姆；逻辑地（PG）和屏蔽地（CG）的工频接地电阻应小于4欧姆。控制系统的控制室设计，要求有满足系统接地电阻值的接地装置一套 。

1.6.   系统负载设计

整个控制系统，包括控制站、操作站、通信系统、电源系统等，在运行时保证其负荷都不超过其负荷能力的60%，系统的电源负荷不超过其能力的60%。

1.7.   系统的可靠性

系统具备完整的故障自诊断功能，任何系统故障都有报警显示，方便用户排除故障，系统可以在不断电的情况下更换故障卡件。

所有提供的设备都以经过考核验证后的硬件和软件为基础，绝不是用正在开发中的硬件和软件。

系统硬件按模块化设计和搭配，并可以做到在线更换和调整。系统的硬件设计能够防止用户将卡件插错槽位造成硬件损坏。

1.8.   系统的可扩展性

系统设计还有一定的扩展空间，可根据现场的要求，增加一到两个分站。

控制系统预留了以太网接口，可以与工厂其它车间的控制系统联网，组成完整的流程控制系统，为实现工厂生产管控一体化打下基础。

2.      生产过程控制系统

2.1.   顺序控制和急停保护

顺序控制主要实现，水流开关和增压泵电机，输送皮带和喷嘴前面的电磁阀等电气设备的连锁保护。

根据工艺要求对泵电机和电动阀门等设备实施设备运行检测、启停控制、开车鸣铃和连锁保护，实现生产过程的集中监视和集中管理。

设备有集控、手动和检修三种工作方式。当设备处于集控方式时，点击集中启动按钮，弹出对话框，确认后将发出集中启动命令。发出集中启动命令后，按工艺流程联锁起动各设备。在起动过程中，若有异常情况，可点击中止按钮，弹出对话框，确认后将中止起动过程。同样，点击集中停止按钮，弹出对话框，确认后将发出集中停止命令，实现本系统设备按顺序停车。

生产过程顺序控制主要实现电气设备的连锁启停和设备保护，实现整个生产流程的集中控制和状态监控。

顺序控制可带来如下好处:

（1）通过计算机发出集中启动或集中停止命令，快速、准确的完成生产设备的自动启动或停车，可靠性高。

（2）启动过程中，操作员、调度员等都能够通过计算机观察到现场设备的运行状态。

（3）计算机上的设备画面形象直观，启动进程一目了然。

（4）自动控制系统取代以前的继电联锁方式，减少了电工的维护工作量，保证了生产的连续性，提高了系统的可靠性。

（5）操作简便，效率高。

当顺序控制中的某设备出现问题或者严重报警时，在不影响正常生产的情况下，系统立即停止与其相关的设备，根据工艺要求，其他设备继续运行或者延时停车。

通过实现微米级抑尘工序自动控制，使除尘系统实现整个工序设备和系统运行安全稳定、优化平衡、高效可靠，为提高除尘效率打下良好的基础。

2.2.   安全监测与保护

根据工艺要求对所有设备实现在线状态监控、启动预警、设备运行记录（包括设备启停次数、运行时间、主要设备运行故障记录等数据）等功能。

（1）电源故障检测

在抑尘系统正常生产运行中，检测电源缺相、欠压、过压，并提供报警

（2）缺水保护和监测

    利用水流开关检测外管网水流有无，以对增压泵进行保护。

（3）增压泵安全控制和监测

（4）抑尘系统的安全控制

矿山日常生产过程中，不可避免地产生粉尘。大量地粉尘不仅会造成环境污染，更重要的是对现场工人的身体健康带来严重地威胁。输送机下料处是产生大量粉尘的关键点，当带式输送机启动前首先提示岗位工开启除尘风机与喷水装置除尘；当带式输送机停止工作时提示岗位工延时停止除尘设备，确保破碎车间内部的粉尘控制在**状态，同时节省电能。

2.3.   抑尘系统过程控制

当系统启动后，将首先检测储水罐中水位情况以及皮带机是否处于运行状态，如果水位在允许范围内，皮带机运行达到设定时间，则启动主电机进行工作；如果皮带机未运行则主电机不工作。如果储水罐中水位处于设定水位以下，则以声光提醒水位不够，在主机触摸屏上显示报警，同时水流开关检测是外管网是否有水，无水则声光报警持续响铃；有水则启动增压泵进行补水，增压泵启动达到设定时间后，响铃声音停止，现场报警灯闪烁，此时操作员可以手动消除报警。当水位达到设定的上限水位后，现场报警灯自动熄灭。在补水时，若储水罐水位在设定时间内没有变化或是变化不大时，系统默认管道发生泄露或是阀门出现故障，将会自动停止增压泵运行，同时声光报警，直到操作员确认后方可消除报警。正常情况下，主电机启动后将根据增压罐的压力变化自动进行变频控制，调节管网压力，达到**的除尘效果。如果主电机出现故障，自动停止主电机，报警灯闪烁，主机触摸屏上显示当前故障；如果压力超出设定值，主电机降频运行，直到**下限频率时压力还是过高则打开泄压阀降低压力。如果泄压阀打开后在设定时间内压力还是超出设定范围，系统将默认为管道堵塞或是阀门故障，主电机停机，泄压阀一直打开，同时声光报警，主机触摸屏上显示报警信息。

在出现有声光报警的情况，系统将自动停止所有设备运行，在排除故障后操作员按复位，重新启动方可继续运行。

子站的工作过程同主站一样。每一个子站是一个独立的小系统，当检测有皮带机运行时间达到设定值时，主电机启动，对应的子站开始工作，其他子站不工作，该子站出现故障后只把与该子站相关的设备停止，不影响其他子站正常工作。

2.4.   自控系统增加内容

（1）可根据现场情况增加自动水位控制及显示。

（2）可根据现场情况增加压力及压差显示。

（3）可根据需求增加自动反冲控制

（4）可根据需要增加子站数量

（5）可实现子站控制与主机联动

（5）适当增加相应的保护功能，使设备的运行更安全更高效