PLC在高能/干霧微霧抑塵系統中的運用

摘 要：本文介紹了高能/干霧微霧抑塵的工作流程和控制要求，高能/干霧微霧抑塵的發展歷史，以及港口、火電、鋼鐵、礦場、化工場所的運用，對于高能/干霧微霧抑塵控制采用小型PLC或觸摸屏控制方式，實現了用戶可以通過PLC設置接口或觸摸屏修改噴霧時間、周期及管道吹掃時間等，由PLC構成的高能/干霧微霧抑塵系統降低了粉塵對大氣的污染，改善了周圍環境和現場作業人員的勞動環境，減少了職業病的發生，創造了廣泛的社會效益和經濟效益，更加安全、穩定、操作簡便、控制靈活、維護工作量少而受到用戶青睞。

關鍵詞：PLC可編程序控制器或觸摸屏；高能/干霧；微霧抑塵

中圖分類號：TH237.3；TU834.8 文獻標識碼：A文章編號：2096-4706（2018）01-0095-03

Application of PLC in High Energy / Dry Fog Micro Fog Dust Suppression System

CAO Huirong

（Fujian Long King Environmental Protection Company Limited by Share，Longyan 364000，China）

Abstract：This paper introduces the working process and control of high energy / dry fog dust fog suppression requirements，high energy / dry fog dust fog development history，and the use of ports，thermal power，steel，mines，chemical sites，for high energy / dry fog dust fog control using a small PLC or a touch screen control mode，to achieve the user can be set via PLC interface or touch screen modify time，cycle and spray pipeline purging time，composed of PLC high energy / dry fog dust fog suppression system to reduce the air pollution and dust，improve the surrounding environment and staff working environment，reduce the occupation disease，to create a wide range of social and economic benefits，more safety，stability，simple operation，flexible control，low maintenance workload and favored by the users.

Keywords：PLC programmable controller or touch screen；high energy/dry fog；micro fog and dust suppression

0 引 言

干霧抑塵技術是由DSI（Dust Solutions，Inc美國）所研發并引導的一種優于通過傳統噴霧除塵技術的先進技術，是具有25年干霧抑塵技術的公司，廣泛應用于礦山、電廠、港口、垃圾處理站、翻車機房、裝卸船機、篩分塔、轉接塔、破碎機房等場所有了廣泛應用。

干霧抑塵技術特點：（1）耗水量少，特別有效的控制200微米以下的細微粉塵。（2）系統投入少，運行簡單，簡化了除塵的工作。（3）占地空間小，維護工作少，沒有二次污染等。隨著干霧抑塵技術的發展將日益擴大應用范圍，其應用前景極為廣闊。對干霧抑塵控制系統的控制方式有多種，可采用繼電器和定時器控制，可采用單片機控制，也可采PLC可編程序控制器控制，由于PLC控制程序開放、易于掌握、且控制性能靈活、可靠，被許多用戶看好。

1 高能/干霧微霧抑塵技術原理

1.1 微霧抑塵原理

經研究當霧滴的粒徑接近粉塵粒徑時，可以大大提高粉塵與霧滴結合的概率。如果霧滴直徑大于粉塵顆粒，那么粉塵僅僅跟隨霧滴周圍的氣流運動，霧滴和粉塵顆粒接觸很少或者根本沒有接觸而達不到抑塵作用，如圖1所示。如果霧滴顆粒和粉塵顆粒大小接近，粉塵顆粒隨氣流運動時與霧滴顆粒碰撞、接觸而粘結在一起。霧滴顆粒越小，聚結的可能性越大，隨著聚結的粉塵團變大加重，從而很容易降落。

1.2 微霧抑塵過程

高能/干霧微霧抑塵技術正是應用上述原理來實現除塵的。圖2是微霧抑塵過程的示意圖。高能/干霧微霧抑塵系統采用高流速的水（或壓縮空氣與水）產生超聲波振蕩，將水分裂霧化成粒徑10μm的水霧，噴射在揚塵點上方形成一定厚度的“云層”，將粉塵包圍在“云層”下面。當粉塵隨氣流上升通過“云層”時，一方面，水滴會與粉塵粒子結合（“團聚”效應），粉塵顆粒會不斷聚集沉降，達到降塵和凈化空氣的目的；另一方面，空氣中被水滴浸潤的粉塵顆粒灑落于物料堆表面時，也會浸潤粉態物料，從而抑制粉塵飛揚。

1.3 高能微霧抑塵系統組成

高能微霧抑塵系統包括微霧抑塵主機、噴霧組件、高壓水泵、水箱、過濾器、供水管路及閥件組成，如圖3所示。

（1）微霧抑塵主機包括PLC、壓力傳感器、壓力調節閥、電磁閥等，是抑塵系統的控制單元。

（2）噴霧組件包含高能微霧噴嘴和噴嘴安裝塊，噴嘴安裝塊上安裝多個噴嘴，形成一個安裝模塊，便于現場快速安裝；同時對噴嘴形成保護，防止噴嘴受碰撞損壞。

（3）高壓水泵為抑塵系統提供所需壓力的高壓水。

（4）水箱用于儲存過濾后的水，同時在高壓水泵與供水管路間形成緩沖，防止供水不足時造成高壓泵損壞。

（5）過濾器用于凈化系統的水源，使得水質達到微霧抑塵系統要求。

（6）供水管路將各部件連接起來，形成供水通道；包括高壓部分和常壓部分。

高壓水泵將常壓水（0.05MPa～0.6MPa）加壓至高能微霧抑塵系統所需工作壓力（10MPa以上）。經加壓后的水經過微霧抑塵主機內的壓力、流量控制閥件供給噴霧組件，最終噴射出5～50μm粒徑的微霧顆粒。

（7）噴嘴采用澳大利亞Enviro Mist公司的高壓微霧噴嘴，用10MPa以上高壓水，產生5～50μm的微霧；該噴嘴的有效距離為4.5m，能夠覆蓋直徑800mm的區域。

2 PLC控制

本文介紹高能微霧抑塵在國電漢川電廠翻車機的運用為例。

該項目共有2臺翻車機，開關量輸入點數為21點，開關量輸出點數為22點，模擬量輸入點數為12點，加上10～20%的備用量，根據輸入輸出點的總數量與CPU、擴展模塊各個型號的點數和價格的比較來確定需要的型號。根據用戶及系統要求，我們選用Siemens的新款S7-200系列的產品：

CPU模塊6ES7-288-1ST40-0AA0（24個輸入點/16個輸出點）；

輸出擴展模塊6ES7-288-2DT08-0AA0 2個（8個輸出點）；

模擬輸入擴展模塊6ES7-288-3AE08-0AA0 2個（8個模擬輸入點）；

電控系統是干霧抑塵系統的控制中心，集合了可編程控制器、保護電路、繼電器以及與它們相關的元器件。為用戶提供自動和手動兩種操作模式。在自動操作模式時，可自動接收遠程觸發信號啟動或停止噴霧。在手動模式，操作人員可以按壓操作按鈕啟動或停止噴霧。用戶還可以通過PLC設置參數修改噴霧周期及管道吹掃時間等。電控系統將干霧抑塵主機與現場設備的控制信號連接起來，從而實現自動控制。

3 控制工藝

本項目設配電柜（1#、2#翻車機共用）一面、1#翻車機設置1套高能微霧抑塵主機，2#翻車機設置1套高能微霧抑塵主機，共2套高能微霧抑塵控制主機。

本系統用于翻車機卸料過程中的抑塵控制，每套翻車機有1個抑塵點，傾倒物料翻車機區域。

1#、2#翻車機共用1套臥式離心泵（增壓泵），該水泵位于水箱前，功率為0.75KW。

1#翻車機卸料區域共配置2臺高壓水泵（高壓泵1#、2#，每臺功率為37KW），每臺泵各自分別給翻車機區域一側抑塵點高壓供水，系統根據車廂翻轉啟動信號，聯鎖啟動翻車機區域高壓泵出口電磁閥、高壓泵，啟動翻車機區域抑塵系統。

2#翻車機卸料區域共配置2臺高壓水泵（高壓泵3#、4#，每臺功率為37KW），每臺泵各自分別給翻車機區域一側抑塵點高壓供水，系統根據車廂翻轉啟動信號，聯鎖啟動翻車機區域高壓泵出口電磁閥、高壓泵，啟動翻車機區域抑塵系統。

每臺翻車機共4個常開電磁閥和2個常閉電磁閥，1臺水泵出口配1個常開和1個常閉電磁閥，2臺水泵共2個常開和2個常閉電磁閥，抑塵噴霧工作區域設置2個常開電磁閥。

兩個抑塵區域分別設置就地按鈕盒。通過按鈕盒啟停按鈕，可以實現啟動抑塵系統。點擊停止按鈕可實現停止系統功能。

控制柜面板設置觸摸屏人機界面、控制柜電源指示燈、系統急停按鈕。

自動控制說明（以1#翻車機為例）：

當按下操作室內控制柜人機界面的【翻車機抑塵】“啟動”，PLC檢測緩沖水箱液位信號，當檢測到緩沖水箱液位高于中液位后允許系統運行；

啟動該翻車機噴霧高壓水泵，1#高壓泵啟動后延時T1后2#高壓泵啟動；

根據來煤的含水率（運行人員確認），開啟2臺水泵的同時，當含水率高，粉塵小時運行人員手動關閉工作區域的電磁閥（常開型）；正常情況工作區域電磁閥（常開型）為開啟狀態。

翻車機聯鎖運行（抑塵過程受翻車機運行信號控制、翻車機角度信號）：

PLC開始檢測到翻車機開始啟動信號（來自原翻車機控制系統）及翻車機角度信號，開啟高壓泵噴霧出口電磁閥，關閉高壓泵回水電磁閥；

檢測高壓泵出口壓力，在T2時間內未達到噴霧設定壓力值，報警；

當翻車機運行停止，關閉高壓泵噴霧出口電磁閥、開啟高壓泵回水電磁閥；

系統全部車廂卸料完成，運行人員點擊人機界面對應抑塵系統停止按鈕，系統同時停止1#高壓泵、2#高壓泵；

當卸料結束，等待下節車廂卸車時，系統延時T5，時間到認為卸車結束，自動停止高壓泵運行（防止運行人員不能及時停泵）。

解鎖自動運行（系統不受翻車機運行信號控制，按時間運行）：

啟動自動噴霧，檢測高壓泵運行信號正常，打開高壓泵噴霧電磁閥、關閉高壓泵回水電磁閥；

延時T3秒（初始值1秒）后關閉高壓泵噴霧電磁閥，打開高壓泵回水電磁閥；

延時T4（初始值1秒），檢測系統停止信號，沒有停止信號，打開高壓泵噴霧電磁閥、關閉高壓泵回水電磁閥，循環運行；

系統檢測到停機信號，后關閉高壓泵噴霧電磁閥，打開高壓泵回水電磁閥，停止高壓泵運行；與此同時打開工作區域的電磁閥；

注：水泵出口閥為常閉、回水閥為常開、工作區域電磁閥為常開。控制電壓：AC220V。

水箱水位控制（通過壓力變送器檢測水箱液位）：

水箱水位處于低水位與中水位間，系統報警；聯鎖啟動水箱進水增壓泵、打開水箱進水電磁閥，為水箱加水；

水箱水位處于低水位，系統進入停止程序，停止高壓泵運行；

水箱處于高水位狀態，系統聯鎖停止水箱進水增壓泵運行、關閉進水電磁閥；

水箱水溫低于3℃，系統停止運行；

所有設備均可以實現“手動”模式下，手動啟停水泵、增加泵、進水電磁閥、各高壓電磁。

4 結 論

綜上所述，在高能/干霧微霧抑塵系統中應用PLC，可以簡化自動控制系統、繼電器邏輯，以便于達到提高可靠、穩定運行控制系統的目的，并且具備十分簡單的操作方式，可以降低運行自動控制系出現問題的可能性，不斷推廣應用PLC控制系統，保證可以穩定、良好、安全的運行自動控制系統。

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作者簡介：曹惠榮（1970.05-）女，福建龍巖人，大學本科，工程師。主要從事物料輸送設備的設計、開發工作。