CN210544033U - 微米级喷雾抑尘系统的控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微米级喷雾抑尘系统的控制装置，其包括：PLC可编程逻辑控制器，设置在配电室内，无线收发器，设置在所述配电室外，所述无线收发器的输入端与所述PLC有线连接，所述无线收发器的输出端与分区控制器无线连接；其中，所述分区控制器布置在粉尘治理点，所述分区控制器与电磁阀的接线端连接，所述电磁阀的输出口与微米级喷雾喷嘴连接，所述电磁阀的输入口连通有供水管道。本实用新型通过上述技术方案使得PLC与分区控制器之间通过无线连接，从而可大量减少抑尘主机和分区控制器之间的控制电缆，相比数万米的电缆成本费用大幅减少。还可大幅减少布线的工作量，从而缩短工期，降低施工难度。

Description

微米级喷雾抑尘系统的控制装置

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，特别涉及一种微米级喷雾抑尘系统的控制装置。

背景技术

在焦化、煤炭等领域，生产运行过程中会产生大量粉尘。为了降低粉尘对环境的不良影响，通常采用喷雾抑尘系统对粉尘进行治理。

现场的粉尘治理点数量众多，而且分布分散。为了治理多个粉尘治理点，需在每个粉尘治理点安装一台分区控制器，然后再将各个分区控制器用电缆线连接到抑尘主机。分区控制器可以控制打开布置在该粉尘治理点的电磁水阀，从而达到喷雾抑尘的目的。该方式的缺点就是抑尘主机和分区控制器之间的电缆线太多太长，比如1台抑尘主机控制56个分区控制器，则使用的6×1.0的电缆线就要1万米，电缆成本太大，施工难度太大，接线麻烦，调试耗时费力，线多接线出错率增高。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种微米级喷雾抑尘主机的控制装置，其包括：抑尘主机，具有PLC可编程逻辑控制器和无线收发器，所述PLC设置在配电室内，所述无线收发器设置在所述配电室外，所述无线收发器与所述PLC有线连接；分区控制器，设置在所述配电室外，所述分区控制器与所述无线收发器无线连接；和电磁水阀，设置在所述配电室外，所述电磁水阀的接线端与所述分区控制器的第一输出端连接，所述电磁水阀的输出口与所述微米级喷雾抑尘系统的喷嘴的入水口连通，所述电磁水阀的输入口连通有供水管道。

在如上所述的控制装置中，优选地，所述无线收发器与所述PLC基于RS485有线连接。

在如上所述的控制装置中，优选地，所述分区控制器与所述无线收发器基于LoRa远距离无线电无线连接。

在如上所述的控制装置中，优选地，所述喷嘴的数量为多个，多个所述喷嘴分布成两排，所述无线收发器位于成两排分布的多个所述喷嘴的中间。

在如上所述的控制装置中，优选地，所述控制装置还包括：电磁气阀，设置在所述配电室外，所述电磁气阀的接线端与所述分区控制器的第二输出端连接，所述电磁水阀的输出口与所述喷嘴的入气口连通，所述电磁气阀的输入口连通有供气管道。

在如上所述的控制装置中，优选地，所述控制装置还包括：压力变送器，设置在所述供水管道上，与所述PLC连接；水泵，所述水泵的出水口与所述供水管道连通，所述水泵的吸水口与储水罐连通；电机，所述电机的输出端与所述水泵的输入轴连接；和变频器，所述变频器的输出端与所述电机的接线端连接，所述变频器的输入端与电网连接。

在如上所述的控制装置中，优选地，所述分区控制器的数量为N，当N＝M×k+i时，N、M和i均为大于或等于1的自然数，k为大于或等于2的自然数；多个所述分区控制器划分为(M+1)组，其中，M组中每组含k个所述分区控制器，另外1组中含i个所述分区控制器，为每组一一对应配置1个所述无线收发器，(M+1)组中每组的通信频率不同。

在如上所述的控制装置中，优选地，所述分区控制器包括：开关电源，与电网连接，用于将交流电变成直流电；控制单元，与所述开关电源连接，所述控制单元的第一输出端通过第一线路与所述电磁水阀的接线端连接；和旋转开关，所述旋转开关的第一常开触点分别与所述开关电源的输出端和所述控制单元的手动信号输入端连接，所述旋转开关的第二常开触点分别与所述电网的火线和所述第一线路连接，所述旋转开关的第三常开触点分别与所述开关电源的输出端和所述控制单元的自动信号输入端连接，所述旋转开关具有手动档位、自动档位和停止档位，所述手动档位时，所述第一常开触点和第二常开触点闭合、所述第三常开触点断开，所述自动档位时，所述第三常开触点闭合、所述第一常开触点和第二常开触点断开，所述停止档位时，所述第一常开触点、第二常开触点和第三常开触点断开。

在如上所述的控制装置中，优选地，当所述控制装置还包括电磁气阀时，所述控制单元的第一输出端通过第二线路与所述电磁气阀的接线端连接；所述旋转开关还具有第四常开触点，所述第四常开触点分别与所述电网的火线和所述第二线路连接；对应地，所述手动档位时所述第一常开触点、第二常开触点和第四常开触点闭合、所述第三常开触点断开，所述自动档位时，所述第三常开触点闭合、所述第一常开触点、第二常开触点和第四常开触点断开，所述停止档位时，所述第一常开触点、第二常开触点、第三常开触点和第四常开触点断开。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过设置无线收发器，使得PLC与分区控制器之间通过无线连接，从而可大量减少抑尘主机和分区控制器之间的控制电缆，相比数万米的电缆成本费用大幅减少。还可大幅减少布线的工作量，从而缩短工期，降低施工难度。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种微米级喷雾抑尘系统的控制装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种分区控制器的结构示意图。

图中，符号说明如下：

1-抑尘主机、111-PLC、112-无线收发器、2-分区控制器、3-电磁水阀、4-电磁气阀、5-供水管道、6-电源电缆、7-通讯电缆、8-喷嘴、10-水泵、11-变频器、12-压力变送器、13-压力表、15-电机、16-开关电源、17-控制单元、18-旋转开关、19-第一线路、20-第二线路、21-动力电源。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

参见图1～2，本实用新型实施例提供了一种微米级喷雾抑尘系统的控制装置，用于控制电磁水阀的打开来实现喷嘴的喷雾，其包括：抑尘主机1、分区控制器2和电磁水阀3。

具体而言，抑尘主机1具有：PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)111和无线收发器112。PLC111设置在配电室内，用于下发控制指令，该控制指令用于使分区控制器2在接收到该指令后控制电磁水阀3打开。由于配电室会对无线传输有影响，因此将无线收发器112设置在配电室外，应用时，无线收发器112的输入端与PLC111的第一输出端有线连接，即无线收发器112与PLC111之间通过电缆连接。电缆分为电源电缆6和通讯电缆7，无线收发器112的电力可由PLC111通过电源电缆6提供，无线收发器112与PLC111之间的信号传输通过通讯电缆7实现。分区控制器2与无线收发器112的输出端无线连接以接收无线收发器112发送的控制指令。分区控制器2布置在粉尘治理点，分区控制器2的第一输出端与电磁水阀3的接线端连接，电磁水阀3的输出口与喷嘴8连接，电磁水阀3的输入口连通有供水管道5。PLC111可以为西门子的SMART PLC系列。电磁水阀3为控制水流动的电磁阀，其打开后，水由喷嘴8喷出，由于流体是水，则可以将微米级喷雾抑尘系统称之为基于单流体的微米级喷雾抑尘系统。喷嘴8布置于粉尘治理点处。动力电源21为抑尘主机1和分区控制器2的正常运行提供电力。

通过设置无线收发器112，使得PLC111与分区控制器2之间通过无线连接，从而可大量减少抑尘主机1和分区控制器2之间的电缆长度，相比数万米的电缆成本费用大幅减少，还可大幅减少布线的工作量，从而缩短工期，降低施工难度。

无线收发器112与PLC111基于RS485连接，如此可以使得无线收发器112的布置位置与PLC111之间的距离较长，利于根据粉尘治理点的分布，设置无线收发器112的位置，从而便于无线收发器112与分区控制器2，尤其是与多个无线收发器2之间的无线传输。

分区控制器2与无线收发器112基于LoRa(Long Range Radio，远距离无线电)无线连接。LoRa是低功耗局域网无线标准，在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，可实现低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。

实际应用时，在粉尘治理现场通常会确定多个粉尘治理点，在每个粉尘治理点布设一个喷嘴8，为了保证无线收发器112与分区控制器2之间更好的无线信号传输，多个喷嘴8间隔排列成两排，无线收发器112位于成两排分布的多个喷嘴5的中间，使无线收发器112与各喷嘴5之间距离相对较近。

控制装置还包括：电磁气阀4，其为用于控制气体流动的电磁阀，此时可以将微米级喷雾抑尘系统称之为基于双流体(一个流体是水，另一个流体是气体)的微米级喷雾抑尘系统。电磁气阀4设置在配电室外，电磁气阀4的接线端与分区控制器2的第二输出端连接，电磁气阀4的输出口与喷嘴8的入气口连通，电磁气阀4的输入口连通有供气管道，供气管道连通有储气罐，储气罐用于提供气源。在分区控制器2的控制下，电磁气阀4打开，使得供气管道与喷嘴8接通。

现有技术中，水泵10通常是由分区控制器2控制的，如任意分区控制器2打到手动模式时，向抑尘主机1通过电缆发送信号以启动水泵10并打开电磁水阀3喷雾，如所有喷嘴都不喷雾，则水泵10停止。如果分区控制器2用无线的方式向抑尘主机1发送信号以控制水泵10的启停，一旦无线通讯失败，水泵10就不能启动了。为了有效保证喷雾，控制装置还包括：压力变送器12、水泵10、电机15和变频器11。压力变送器12设置在供水管道5上，与PLC111的第一输入端连接，用于监测供水管道5的压力并传输至PLC111，传给PLC111的是4～20mA的电流信号。通常压力变送器12的供电电源是直流电，如DC24V，因此需要通过开关电源对交流电进行整流降压后才能向压力变送器12供电。为了便于现场了解供水管道5的压力情况，在供水管道5上设置有压力表。水泵10用于提供泵送动力，其出水口与供水管道5连通，水泵10的吸水口与储水罐连通，储水罐用于提供水源。电机15的输出端与水泵10的输入轴连接以驱动水泵10旋转，如通过联轴器连接。变频器11用于改变电机15的转速，其输出端与电机15的接线端连接，输入端与电网连接，具体地与动力电源21连接，即动力电源21还为变频器的正常运行提供电力。当电磁水阀3打开后，供水管道5经电磁水阀3与喷嘴8连通，随着喷嘴8开始喷雾，压力变送器12会监测到供水管道5的压力发生变化，当低于设定值时，启动水泵10，并调整水泵10的转速，达到供水管道5恒压的目的。

由于喷嘴8的数量通常为多个，对应的分区控制器2的数量也为多个，即每个分区控制器2控制一个喷嘴8，当分区控制器2数量为N＝M×k+i时，其中N、M和i均为大于或等于1的自然数，k为大于或等于2的自然数，由于无线收发器112的通信容量有限，如最多与k个分区控制器2无线连接，为了实现N个分区控制器2与无线收发器112的通信(或称无线传输)，将N个分区控制器2划分为(M+1)组，M组中每组含k个分区控制器2，另外1组中含i个分区控制器2，为每组一一对应配置1个无线收发器112，(M+1)组中每组的通信频率不同，如此可以识别不同的无线收发器112。应用时，若1个无线收发器112最多带10个分区控制器2，则k＝10，在分区控制器2总数为11时，则M＝1，i＝1，分区控制器2的组数为2组，该2组采用不同的通信频率与无线收发器112通信。为了识别不同的无线收发器112，PLC111通常采用轮询扫描无线收发器112的地址实现。

通常分区控制器2有两种控制模式：手动模式和自动模式，在手动模式下，当无线通讯正常时，手动信号先是以无线方式传给主站，主站在以485方式传给PLC，PLC根据程序功能把输出信号先传给总站，总站再传送给子站输出控制电磁阀。多个子站的信号传输到PLC是有个响应处理时间的，这样就会造成手动开关打开了，电磁阀会延迟几秒钟才能打开喷雾，喷雾的时效性就会变差。当无线通信出现故障时，如果没有强制功能，电磁阀就彻底打不开了，用户就没法使用了。所以采用这种强制的方式，先打开电磁阀立即喷雾，再把信号传给PLC，输出信号传回来的时候电磁阀已经打开了，在电路上也不影响。这样设计不仅增强了喷雾的及时性，也解决了无线通讯失败无法喷雾的问题。

分区控制器包括：开关电源16、控制单元17和旋转开关18。开关电源16用于将交流电变成直流电，其通过断路器Q连接到电网。开关电源的型号可以选用DR-15-24，断路器的型号可以选用16A 2P。控制单元17与开关电源16连接，用于向抑尘主机1发送手动模式信号或自动模式信号，其第一输出端通过第一线路19与电磁水阀3的接线端连接。旋转开关18为三位切换按钮，有三个档位，分为：手动档位、自动档位和停止档位。具体地，旋转开关18的第一常开触点IN1分别与开关电源16的输出端和控制单元17的手动信号输入端连接，旋转开关18的第二常开触点SV1分别与电网的火线和第一线路19连接，旋转开关18的第三常开触IN2点分别与开关电源16的输出端和控制单元17的自动信号输入端连接。当本装置还包括电磁气阀4时，旋转开关还包括第四常开触点SV2，其分别与电网的火线和第二线路20连接，第二线路20分别与控制单元17的第二输出端和电磁气阀4的接线端连接。应用时，处于手动档位时，第一常开触点IN1、第二常开触点SV1和第四常开触点SV2闭合，第三常开触点IN2断开，控制单元17可以将手动模式信号发给抑尘主机1，同时电磁水阀3和电磁气阀4得电，实现喷嘴喷雾；处于停止档位时，第一常开触点IN1、第二常开触点SV1、第三常开触点IN2和第四常开触点SV2断开，喷雾停止；处于自动档位时，第三常开触点IN2闭合，第一常开触点IN1、第二常开触点SV1和第四常开触点SV2断开，控制单元17可以将自动模式信号发给抑尘主机1。通过使旋转开关18具有第二常开触点SV1和第四常开触点SV2，并随第一常开触点IN1同时闭合和断开，使得在向抑尘主机1发送手动模式信号时，可以强制打开电磁水阀3和电磁气阀4，解决了因无线通讯失败导致电磁水阀和电磁气阀无法打开，从而无法喷雾的问题。旋转开关的信号可以为XB2BD33C。为了便于指示控制单元17的运行状态，控制单元17还连接有指示灯，信号如AD16-16C220V。

为了适应不同工况，通常本控制装置具有两种工作模式：手动模式和自动模式，在手动模式下，通过分区控制器2将手动模式信号发给抑尘主机1，然后抑尘主机1下发控制指令，使分区控制器2打开电磁水阀。电磁水阀3的关闭也是通过分区控制器2发给抑尘主机1，然后抑尘主机1下发控制指令给分区控制器实现，即手动打开，手动关闭。在分区控制器2与抑尘主机1需进行无线通信，抑尘主机1需要响应时间处理，则使得电磁水阀3的打开会延迟几秒，从而使得喷雾也会延迟，喷雾的时效性变差。另外无线通信出现故障时，则电磁水阀无法打开，影响喷雾。因此通过设置旋转开关18使得在向抑尘主机1发送手动模式信号时强制打开电磁水阀3。分区控制器的控制单元17可以具有继电器，即控制单元17内置了继电器，通过将继电器的常开触点与控制单元17的第一输出端连接，其闭合与否通过控制单元17的PLC的控制实现，该继电器可以为小型继电器。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (9)

1.一种微米级喷雾抑尘系统的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：

抑尘主机，具有PLC可编程逻辑控制器和无线收发器，所述PLC设置在配电室内，所述无线收发器设置在所述配电室外，所述无线收发器与所述PLC有线连接；

分区控制器，设置在所述配电室外，所述分区控制器与所述无线收发器无线连接；和

电磁水阀，设置在所述配电室外，所述电磁水阀的接线端与所述分区控制器的第一输出端连接，所述电磁水阀的输出口与所述微米级喷雾抑尘系统的喷嘴的入水口连通，所述电磁水阀的输入口连通有供水管道。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述无线收发器与所述PLC基于RS485有线连接。

3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述分区控制器与所述无线收发器基于LoRa远距离无线电无线连接。

4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述喷嘴的数量为多个，多个所述喷嘴分布成两排，所述无线收发器位于成两排分布的多个所述喷嘴的中间。

5.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：电磁气阀，设置在所述配电室外，所述电磁气阀的接线端与所述分区控制器的第二输出端连接，所述电磁水阀的输出口与所述喷嘴的入气口连通，所述电磁气阀的输入口连通有供气管道。

6.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括：

压力变送器，设置在所述供水管道上，与所述PLC连接；

水泵，所述水泵的出水口与所述供水管道连通，所述水泵的吸水口与储水罐连通；

电机，所述电机的输出端与所述水泵的输入轴连接；和

变频器，所述变频器的输出端与所述电机的接线端连接，所述变频器的输入端与电网连接。

7.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述分区控制器的数量为N，当N＝M×k+i时，N、M和i均为大于或等于1的自然数，k为大于或等于2的自然数；

多个所述分区控制器划分为(M+1)组，其中，M组中每组含k个所述分区控制器，另外1组中含i个所述分区控制器，为每组一一对应配置1个所述无线收发器，(M+1)组中每组的通信频率不同。

8.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述分区控制器包括：

开关电源，与电网连接，用于将交流电变成直流电；

控制单元，与所述开关电源连接，所述控制单元的第一输出端通过第一线路与所述电磁水阀的接线端连接；和

旋转开关，所述旋转开关的第一常开触点分别与所述开关电源的输出端和所述控制单元的手动信号输入端连接，所述旋转开关的第二常开触点分别与所述电网的火线和所述第一线路连接，所述旋转开关的第三常开触点分别与所述开关电源的输出端和所述控制单元的自动信号输入端连接，所述旋转开关具有手动档位、自动档位和停止档位，所述手动档位时，所述第一常开触点和第二常开触点闭合、所述第三常开触点断开，所述自动档位时，所述第三常开触点闭合、所述第一常开触点和第二常开触点断开，所述停止档位时，所述第一常开触点、第二常开触点和第三常开触点断开。

9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，当所述控制装置还包括电磁气阀时，所述控制单元的第一输出端通过第二线路与所述电磁气阀的接线端连接；

所述旋转开关还具有第四常开触点，所述第四常开触点分别与所述电网的火线和所述第二线路连接；

对应地，所述手动档位时所述第一常开触点、第二常开触点和第四常开触点闭合、所述第三常开触点断开，所述自动档位时，所述第三常开触点闭合、所述第一常开触点、第二常开触点和第四常开触点断开，所述停止档位时，所述第一常开触点、第二常开触点、第三常开触点和第四常开触点断开。

Images