散貨碼頭智能化霧化抑塵系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種散貨碼頭智能化霧化抑塵系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括相互電連接的STM32高性能ARM處理器、多個(gè)抑塵射霧器、風(fēng)速儀、STM32高性能ARM處理器、光電隔離設(shè)備、存儲模塊、wifi模塊、策略控制指令；所述風(fēng)速儀作為傳感器連接于每個(gè)抑塵射霧器的頂端，光電隔離設(shè)備連接在STM32高性能ARM處理器的并行口中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，并將多個(gè)抑塵射霧器的運(yùn)行狀態(tài)采集到所述系統(tǒng)并存儲在與STM32處理器右端口相連接的存儲模塊中，所述wifi模塊連接在光電隔離設(shè)備的上端，并將傳輸數(shù)據(jù)到局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器中。本發(fā)明的效果是通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程集中控制抑塵射霧器的啟停、旋轉(zhuǎn)角度、擺動角度。實(shí)施自動的開啟、抑塵操作。節(jié)約大量的人力物力成本。
【專利說明】散貨碼頭智能化霧化抑塵系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種散貨碼頭智能化霧化抑塵系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，使用射霧器進(jìn)行抑塵是多數(shù)進(jìn)行煤炭作業(yè)散貨碼頭的首選。射霧器由風(fēng)機(jī)、 筒體、噴霧裝置、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)等組成。風(fēng)機(jī)為射霧器提供具有一定速度的 氣流，噴嘴將水轉(zhuǎn)化為水霧噴出，在氣流的帶動下，送至需要除塵的地方。抑塵射霧器與原 有噴槍等噴淋抑塵設(shè)備相比在以下方面具有優(yōu)勢：一是射霧器采用霧化抑塵，在濕式除塵 技術(shù)中，抑塵水的霧化程度越高，水霧直徑與塵埃直徑越接近，其吸附、過濾、凝結(jié)塵埃的機(jī) 率就越大，為此采用射霧器抑塵效果相對較為理想；二是因?yàn)椴捎昧孙L(fēng)力而不是水壓作為 抑塵水輸送的主要動力，射霧器對抑塵水流量、壓力要求明顯降低。在抑塵面積相當(dāng)?shù)那闆r 下，傳統(tǒng)的中型噴槍出口壓力6-7巴，每小時(shí)耗水量30噸以上。而射霧器供水出口壓力2-3 巴即可將形成霧化，小時(shí)耗水量僅為2-4噸，抑塵水用量和成本明顯低于傳統(tǒng)設(shè)備。
[0003] 雖然在抑塵效果、經(jīng)濟(jì)性方面，抑塵射霧器相較傳統(tǒng)設(shè)備具備明顯的優(yōu)勢，但是在 實(shí)際使用過程中仍然存在一些問題影響了其抑塵作業(yè)的效果。一是抑塵水霧因?yàn)轭w粒較 小，質(zhì)量較小，其慣性不足以維持初速度，水霧受外界風(fēng)速干擾較大，影響了抑塵效果；二是 抑塵作業(yè)中，多采用固定式射霧器為主、移動式射霧器補(bǔ)充的方式。固定式射霧器數(shù)量多、 分布廣，為操作人員的日常使用管理帶來了困難。在以上兩個(gè)因素的影響下，一旦揚(yáng)塵控制 點(diǎn)變更、風(fēng)速變換時(shí)，為了保證抑塵效果，往往需要操作人員依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場實(shí)際，對射霧 器角度進(jìn)行反復(fù)調(diào)整，其反應(yīng)速度、抑塵效果均難以保證，同時(shí)操作人員勞動強(qiáng)度居高不 下。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)構(gòu)上的不足，本發(fā)明的目的是提供一種散貨碼頭智能化霧化抑 塵系統(tǒng)，以利于解決對射霧器抑塵控制耗費(fèi)大量人力的問題，實(shí)現(xiàn)射霧器的遠(yuǎn)程集中控制。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種散貨碼頭智能化霧化抑塵系 統(tǒng)，該系統(tǒng)的控制硬件設(shè)在配電箱中，并通過公司現(xiàn)有無線局域網(wǎng)絡(luò)的圖形界面控制平臺 發(fā)送策略控制指令對每臺抑塵射霧器進(jìn)行遠(yuǎn)程集中控制，其中：該系統(tǒng)包括相互電連接的 STM32高性能ARM處理器、多個(gè)抑塵射霧器、風(fēng)速儀、STM32高性能ARM處理器、光電隔離設(shè) 備、存儲模塊、wifi模塊、策略控制指令；所述風(fēng)速儀作為傳感器連接于每個(gè)抑塵射霧器的 頂端，光電隔離設(shè)備連接在STM32高性能ARM處理器的并行口中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，并將多 個(gè)抑塵射霧器的運(yùn)行狀態(tài)采集到所述系統(tǒng)并存儲在與STM32處理器右端口相連接的存儲 模塊中，所述wifi模塊連接在光電隔離設(shè)備的上端，并將存儲模塊中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄钟蚓W(wǎng) 的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器中，位于無線局域網(wǎng)絡(luò)的圖形界面控制平臺的策略控制指令發(fā)送指令到 STM32高性能ARM處理器。
[0006] 所述抑塵射霧器的運(yùn)行狀態(tài)包括有抑塵射霧器的風(fēng)機(jī)啟動、停止；抑塵射霧器噴 霧的啟動、停止；抑塵射霧器的擺動方向，通過所述無線局域網(wǎng)絡(luò)的圖形界面控制平臺策略 控制指令下達(dá)命令，遠(yuǎn)程集中控制抑塵射霧器的啟停、擺動角度和方向從而實(shí)現(xiàn)抑塵。
[0007] 本發(fā)明的效果是通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程集中控制抑塵射霧器的啟停、旋轉(zhuǎn)角度、擺動角度。 系統(tǒng)以風(fēng)速儀作為傳感器，感知現(xiàn)場的風(fēng)速和風(fēng)向，依據(jù)操作員提前制定好控制策略，實(shí)施 自動的開啟、抑塵操作。節(jié)約大量的人力物力成本。預(yù)計(jì)效益=噴淋設(shè)備節(jié)約水費(fèi)+灑水 車碼頭抑塵節(jié)約水費(fèi)+人力清掃節(jié)約成本-設(shè)備年投入=42. 8+8. 4+60-9 = 102. 2萬元。
[0008] 噴淋設(shè)備年節(jié)約水費(fèi)=(25噸/天X365天）/30% X70% X20. 1元/噸=42. 8 萬元；
[0009] 灑水車碼頭抑塵節(jié)約水費(fèi)=8車/天X16噸/車X365天X1.8元/噸=8. 4 萬元；
[0010] 節(jié)約清掃人力成本=5萬元人X 12人=60萬；
[0011] 設(shè)備年投入=90/10 = 9萬元。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1是本發(fā)明的散貨碼頭智能化霧化抑塵系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)控制平臺；
[0013] 圖2是本發(fā)明的散貨碼頭智能化霧化抑塵系統(tǒng)控制器硬件原理框圖；
[0014] 圖3-1、3-2、3-3是本發(fā)明的霧化抑塵系統(tǒng)射霧器噴射角度受風(fēng)力影響補(bǔ)償圖。
[0015] 1、抑塵射霧器 2、風(fēng)速儀 3、STM32高性能ARM處理器
[0016] 4、光電隔離設(shè)備5、存儲模塊6、wifi模塊7、策略控制指令

【具體實(shí)施方式】
[0017] 結(jié)合附圖對本發(fā)明的散貨碼頭智能化霧化抑塵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)加以說明。
[0018] 本發(fā)明的散貨碼頭智能化霧化抑塵系統(tǒng)，該系統(tǒng)的控制硬件設(shè)在配電箱中，并通 過公司現(xiàn)有無線局域網(wǎng)絡(luò)的圖形界面控制平臺發(fā)送策略控制指令對每臺抑塵射霧器進(jìn)行 遠(yuǎn)程集中控制，該系統(tǒng)包括相互電連接的STM32高性能ARM處理器3、多個(gè)抑塵射霧器1、風(fēng) 速儀2、STM32高性能ARM處理器3、光電隔離設(shè)備4、存儲模塊5、wifi模塊6、策略控制指令 7 ;所述風(fēng)速儀2作為傳感器可以感知現(xiàn)場的風(fēng)速和方向連接于每個(gè)抑塵射霧器1的頂端， 光電隔離設(shè)備4連接在STM32高性能ARM處理器3的并行口中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，并將多個(gè) 抑塵射霧器1的運(yùn)行狀態(tài)采集到所述系統(tǒng)并存儲在與STM32處理器3右端口相連接的存儲 模塊5中，所述wifi模塊6連接在光電隔離設(shè)備4的上端，并將存儲模塊中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄?域網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器中，位于無線局域網(wǎng)絡(luò)的圖形界面控制平臺的策略控制指令7發(fā)送 指令到STM32高性能ARM處理器3。
[0019] 所述抑塵射霧器1的運(yùn)行狀態(tài)包括有抑塵射霧器1的風(fēng)機(jī)啟動、停止；抑塵射霧器 1噴霧的啟動、停止；抑塵射霧器1的擺動方向，通過所述無線局域網(wǎng)絡(luò)的圖形界面控制平 臺策略控制指令7下達(dá)命令，遠(yuǎn)程集中控制抑塵射霧器1的啟停、擺動角度和方向從而實(shí)現(xiàn) 抑塵。
[0020] 如圖1、2所示，本發(fā)明的散貨碼頭智能化霧化抑塵系統(tǒng)是通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)平臺和終 端硬件結(jié)合實(shí)現(xiàn)。
[0021] 該系統(tǒng)功能是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0022] 射霧器的遠(yuǎn)程集中控制
[0023] 利用現(xiàn)有無線局域網(wǎng)絡(luò)對各臺抑塵射霧器1進(jìn)行遠(yuǎn)程集中的控制，包括抑塵射霧 器1的啟停、旋轉(zhuǎn)角度、擺動角度。
[0024] 帶有抑塵策略的自動化控制
[0025] 系統(tǒng)以風(fēng)速儀作為傳感器，感知現(xiàn)場的風(fēng)速和風(fēng)向，依據(jù)操作員提前制定好控制 策略，實(shí)施自動的開啟、抑塵操作。
[0026] 狀態(tài)監(jiān)測
[0027] 圖形界面實(shí)時(shí)反饋抑塵射霧器1當(dāng)前碼頭風(fēng)速、噴射回傳角度、電能消耗、用水 量，便于使用、管理人員了解設(shè)備使用情況。
[0028] 統(tǒng)計(jì)功能
[0029] 對設(shè)備使用時(shí)間、用水量、歷史風(fēng)力等信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，為優(yōu)化控制策略提供參考。
[0030] 在碼頭南側(cè)防風(fēng)網(wǎng)、西側(cè)新增遠(yuǎn)程射霧器5部，在碼頭實(shí)現(xiàn)抑塵射霧器1抑塵全覆 蓋。該型射霧器架設(shè)在高越10米的鋼結(jié)構(gòu)塔架上，采用22千瓦大功率風(fēng)機(jī)，送風(fēng)距離在40 米以上。同時(shí)具備俯仰、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)角度為70°的俯仰動作和360°水平回傳動作， 保證了霧化抑塵范圍滿足現(xiàn)場使用要求。
[0031] 要實(shí)現(xiàn)抑塵射霧器1的遠(yuǎn)程控制首要的是對通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行搭建，公司在作業(yè)現(xiàn)場 建設(shè)AP (Access Point) 8個(gè)，該AP設(shè)備具備250米網(wǎng)絡(luò)拓展范圍，實(shí)現(xiàn)了無線網(wǎng)絡(luò)的全面 覆蓋，為實(shí)現(xiàn)抑塵射霧器1的遠(yuǎn)程控制提供了數(shù)據(jù)通道。
[0032] 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動的動畫監(jiān)控界面
[0033] 控制系統(tǒng)采用"實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動"的動畫作為主界面，該界面中體現(xiàn)出的設(shè)備狀態(tài)包 括：1、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通狀態(tài)；2、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。風(fēng)機(jī)是否開啟、水路電磁閥是否吸合；3、抑 塵射霧器1的當(dāng)前的回轉(zhuǎn)角度；4、碼頭風(fēng)速儀數(shù)據(jù)等。以上狀態(tài)都能夠通過動畫界面進(jìn)行 實(shí)時(shí)地顯示，方便操作人員直觀地了解現(xiàn)場風(fēng)速儀2。
[0034] 單機(jī)與成組遠(yuǎn)程控制功能
[0035] 需要對抑塵射霧器1進(jìn)行控制時(shí)，操作人員可以選擇兩種控制方式，即單機(jī)控制 和組合控制，便于操作人員準(zhǔn)確高效地將控制指令發(fā)送到前端抑塵射霧器1。在實(shí)際操作 中，操作人員只需點(diǎn)擊界面中"組合操作"或者點(diǎn)擊想要控制的抑塵射霧器1，在彈出的對 話框中進(jìn)行選擇操作即可，可以被選擇的指令有：1、風(fēng)機(jī)啟停；2、水霧啟停；3、抑塵射霧器 1方向及擺動角度選擇；4、是否啟用策略控制等等。
[0036] 策略控制
[0037] 為提升抑塵效果，系統(tǒng)增加了策略控制功能，S卩：當(dāng)選擇"策略控制"之后，系統(tǒng)自 動地根據(jù)抑塵目標(biāo)、現(xiàn)場風(fēng)速儀2回傳的風(fēng)力大小按照操作人員先前設(shè)定好的策略進(jìn)行自 主的姿態(tài)調(diào)整。如果策略制定是得當(dāng)?shù)?，這種方式總是能夠根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，改變抑塵 射霧器1的工作角度，在進(jìn)一步提升抑塵效果的，大大降低了操作人員因?yàn)轱L(fēng)向變化而需 要不斷對射霧器姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整的勞動強(qiáng)度。
[0038] 如圖3-1所示為無風(fēng)狀態(tài)下，射霧器噴射方向與目的方向一致。圖3-2為受風(fēng)速影 響下，射霧器噴射角度發(fā)生偏差、圖3-3所示為角度補(bǔ)償后，射霧器噴射方向與目的方向重 新一致。其中a為實(shí)際速度，b為風(fēng)速，c為射霧器速度，a為角度偏差，0為補(bǔ)償角。當(dāng) 環(huán)境風(fēng)力屬于微風(fēng)級別時(shí)，抑塵射霧器1噴射方向能夠與目的地方向保持一致，噴射角度 較好。當(dāng)風(fēng)力較大時(shí)，抑塵射霧器1水霧運(yùn)行速度與風(fēng)速發(fā)生矢量疊加，導(dǎo)致抑塵射霧器I 水霧噴射方向與目的方向存在a角度偏差，使得水霧不能夠按照要求達(dá)到抑塵位置，影響 了抑塵效果。如果在考慮到風(fēng)速影響的情況下，采用策略抑塵方式，對抑塵射霧器1噴射角 度進(jìn)行一定的調(diào)整，提前對風(fēng)速造成的偏角進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償角3，可以使抑塵射霧器1水霧 速度與風(fēng)速疊加后，保證水霧向目的角度噴射，達(dá)到提升抑塵效果的目的。
[0039] 補(bǔ)償角P的大小可以依據(jù)余弦定理進(jìn)行計(jì)算：

【權(quán)利要求】
1. 一種散貨碼頭智能霧化抑塵系統(tǒng)，該系統(tǒng)的控制硬件設(shè)在配電箱中，并通過公司現(xiàn) 有無線局域網(wǎng)絡(luò)的圖形界面控制平臺發(fā)送策略控制指令對每臺抑塵射霧器進(jìn)行遠(yuǎn)程集中 控制，其特征是：該系統(tǒng)包括相互電連接的STM32高性能ARM處理器（3)、多個(gè)抑塵射霧器 ⑴、風(fēng)速儀⑵、STM32高性能ARM處理器（3)、光電隔離設(shè)備（4)、存儲模塊（5)、wifi模塊 (6) 、策略控制指令（7);所述風(fēng)速儀（2)作為傳感器連接于每個(gè)抑塵射霧器（1)的頂端，光 電隔離設(shè)備（4)連接在STM32高性能ARM處理器（3)的并行口中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，并將多 個(gè)抑塵射霧器（1)的運(yùn)行狀態(tài)采集到所述系統(tǒng)并存儲在與STM32處理器（3)右端口相連接 的存儲模塊（5)中，所述wifi模塊（6)連接在光電隔離設(shè)備（4)的上端，并將存儲模塊（5) 中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄钟蚓W(wǎng)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器中，位于無線局域網(wǎng)絡(luò)的圖形界面控制平臺的策 略控制指令（7)發(fā)送指令到STM32高性能ARM處理器（3)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散貨碼頭智能霧化抑塵系統(tǒng)，其特征是：所述抑塵射霧器（1) 的運(yùn)行狀態(tài)包括有抑塵射霧器（1)的風(fēng)機(jī)啟動、停止；抑塵射霧器（1)噴霧的啟動、停止； 抑塵射霧器（1)的擺動方向，通過所述無線局域網(wǎng)絡(luò)的圖形界面控制平臺策略控制指令 (7) 下達(dá)命令，遠(yuǎn)程集中控制抑塵射霧器（1)的啟停、擺動角度和方向從而實(shí)現(xiàn)抑塵。
【文檔編號】B01D47/06GK104307277SQ201410561965
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】李洪建, 張學(xué)忠, 史立洲, 曹金海, 許明, 王瑜 申請人:天津港焦炭碼頭有限公司