本實(shí)用新型涉及噴水控制系統(tǒng)，尤其涉及一種增濕塔噴水智能控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

增濕塔主要起到增加煙氣濕度、降低比電阻值及降低氣體溫度的作用，增濕塔噴水控制系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響后續(xù)電收塵器除塵的效果。若噴水控制不好，則會(huì)導(dǎo)致增濕塔底部過濕，影響底部輸送設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行及收塵效果。目前增濕塔的噴水控制不夠智能，不能適應(yīng)多變的生產(chǎn)環(huán)境。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種增濕塔噴水智能控制系統(tǒng)，其控制效果好，可以及時(shí)根據(jù)增濕塔出口溫度調(diào)節(jié)噴水量和噴水壓力，確保增濕塔功能的穩(wěn)定性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種增濕塔噴水智能控制系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程控制器、上位機(jī)、就地控制器、水泵、水箱、壓力傳感器、液位傳感器、回水電磁閥、回水流量調(diào)節(jié)閥、第一電磁閥、第二電磁閥、第一噴嘴組、第二噴嘴組以及溫度傳感器；

所述遠(yuǎn)程控制器、上位機(jī)、就地控制器、水泵、水箱、壓力傳感器、液位傳感器、回水電磁閥、回水流量調(diào)節(jié)閥、第一電磁閥、第二電磁閥位于所述增濕塔外部；

所述第一噴嘴組和所述第二噴嘴組位于所述增濕塔塔體內(nèi)的中上部，所述溫度傳感器位于所述增濕塔出口處；

所述第一電磁閥和所述第一噴嘴組沿水流方向通過管路串接，所述第二電磁閥和所述第二噴嘴組沿水流方向通過管路串接，所述第一電磁閥和所述第一噴嘴組所在的串接管路與所述第二電磁閥和所述第二噴嘴組所在的串接管路組成第一并聯(lián)管路，所述回水電磁閥與所述回水流量調(diào)節(jié)閥組成第二并聯(lián)管路，所述第一并聯(lián)管路的出水端通過管路與所述第二并聯(lián)管路的進(jìn)水端連接，所述第二并聯(lián)管路的出水端沿水流方向通過管路依次與所述水箱、所述水泵連接，所述水泵的出水端與所述第一并聯(lián)管路的進(jìn)水端連接；

所述壓力傳感器的一端與所述第一并聯(lián)管路的進(jìn)水端和所述水泵的出水端之間的管路連接，另一端與所述就地控制器電連接；所述液位傳感器的一端與所述水箱連接，另一端與所述就地控制器電連接；所述回水電磁閥和所述回水流量調(diào)節(jié)閥分別與所述就地控制器電連接；所述第一電磁閥、所述第二電磁閥依次與所述就地控制器電連接；所述溫度傳感器與所述就地控制器電連接；

所述上位機(jī)和所述遠(yuǎn)程控制器分別與所述就地控制器通訊地連接。

進(jìn)一步地，所述就地控制器與所述上位機(jī)進(jìn)行MPI通訊，所述就地控制器與所述遠(yuǎn)程控制器進(jìn)行Profibus-dp通訊。

進(jìn)一步地，所述水泵為高壓水泵。

進(jìn)一步地，所述壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述水泵出口處的壓力值，并將監(jiān)測(cè)的所述壓力值發(fā)送給所述就地控制器。

進(jìn)一步地，

若所述壓力值高于所述就地控制器內(nèi)的壓力上限設(shè)定值，則所述就地控制器打開所述回水電磁閥，同時(shí)將所述回水流量調(diào)節(jié)閥開度調(diào)到100％，關(guān)閉所述水泵進(jìn)行快速泄壓；

若所述壓力值低于所述就地控制器內(nèi)的壓力下限設(shè)定值，則及時(shí)關(guān)閉所述水泵、所述第一電磁閥和所述第二電磁閥，進(jìn)行故障檢查。

進(jìn)一步地，所述回水電磁閥為常閉閥，

正常運(yùn)行時(shí)，回水電磁閥一直關(guān)閉；

當(dāng)所述壓力值高于所述就地控制器內(nèi)的壓力上限設(shè)定值時(shí)，所述回水電磁閥得電后打開進(jìn)行泄壓；

當(dāng)所述系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，所述回水電磁閥被打開使水流回流到所述水箱內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述液位傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水箱的液位值，并將監(jiān)測(cè)的所述液位值發(fā)送給所述就地控制器的輸入端。

進(jìn)一步地，

當(dāng)所述液位值低于所述就地控制器內(nèi)的補(bǔ)水液位設(shè)定值時(shí)，所述就地控制器向所述遠(yuǎn)程控制器發(fā)出水箱液位報(bào)警信號(hào)，所述遠(yuǎn)程控制器進(jìn)而控制相應(yīng)的設(shè)備對(duì)所述水箱進(jìn)行補(bǔ)水；

當(dāng)所述液位值高于所述就地控制器內(nèi)的上限液位設(shè)定值時(shí)，所述遠(yuǎn)程控制器停止對(duì)所述水箱進(jìn)行補(bǔ)水。

進(jìn)一步地，所述溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述增濕塔出口煙氣的溫度，并將監(jiān)測(cè)的所述增濕塔出口煙氣溫度值發(fā)送給所述就地控制器。

進(jìn)一步地，所述就地控制器實(shí)時(shí)接收所述溫度傳感器發(fā)送的所述煙氣溫度值，并實(shí)時(shí)地將所述煙氣溫度值和內(nèi)部溫度設(shè)定值進(jìn)行比較；并且所述就地控制器根據(jù)所述煙氣溫度值和所述內(nèi)部溫度設(shè)定值的比較結(jié)果通過PID控制器調(diào)節(jié)所述回水流量調(diào)節(jié)閥的開度和所述第二電磁閥的開關(guān)狀態(tài)以控制所述第二噴嘴組的噴水量。

進(jìn)一步地，所述就地控制器、上位機(jī)、回水電磁閥、回水流量調(diào)節(jié)閥、第一電磁閥和第二電磁閥都由不間斷電源UPS供電，發(fā)生停電故障時(shí)，確保水管內(nèi)的水能夠回流到水箱內(nèi)。

增濕塔噴水智能控制系統(tǒng)的總控制流程如下：

(1)遠(yuǎn)程控制器根據(jù)接收到的液位傳感器的信號(hào)對(duì)水箱進(jìn)行補(bǔ)水，并且根據(jù)生料磨的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)的將溫度設(shè)定值傳送給就地控制器；

(2)當(dāng)出口煙氣溫度值超過就地控制器內(nèi)的系統(tǒng)啟動(dòng)設(shè)定值時(shí)，就地控制器打開第一電磁閥和回水電磁閥，同時(shí)控制回水流量調(diào)節(jié)閥開度為100％，延時(shí)1分鐘后打開水泵；

(3)水泵打開后關(guān)閉回水電磁閥，啟動(dòng)PID控制器，進(jìn)行閉環(huán)控制，以控制回水流量調(diào)節(jié)閥的開度和第二電磁閥的運(yùn)行狀態(tài)；

(4)當(dāng)出口煙氣溫度值低于就地控制器內(nèi)的系統(tǒng)啟動(dòng)設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉水泵，打開回水電磁閥，將回水流量調(diào)節(jié)閥開度調(diào)為100％，使水管內(nèi)的水快速回流到水箱內(nèi)，延時(shí)2分鐘后，關(guān)閉第一電磁閥和回水電磁閥，同時(shí)停止系統(tǒng)運(yùn)行。

進(jìn)一步地，所述增濕塔噴水智能控制系統(tǒng)工作時(shí)的閉環(huán)控制流程如下：增濕塔噴水系統(tǒng)工作時(shí)，第一電磁閥處于打開狀態(tài)，就地控制器實(shí)時(shí)接收溫度傳感器的出口煙氣溫度值并將該出口煙氣溫度值和內(nèi)部溫度設(shè)定值進(jìn)行比較，通過PID控制器實(shí)時(shí)計(jì)算，輸出信號(hào)來控制回水流量調(diào)節(jié)閥的開度：

若出口煙氣溫度值高于所述溫度設(shè)定值，則噴水量不足，此時(shí)降低所述回水流量調(diào)節(jié)閥的開度；

若出口煙氣溫度值低于所述溫度設(shè)定值，則噴水量過大，此時(shí)增大所述回水流量調(diào)節(jié)閥的開度。

同時(shí)根據(jù)回水流量調(diào)節(jié)閥開度控制第二電磁閥運(yùn)行狀態(tài)：

若回水流量調(diào)節(jié)閥開度下降到控制器內(nèi)部的第二電磁閥開設(shè)定值時(shí)，表明只開第一電磁閥已不太能滿足噴水量的需求，此時(shí)打開第二電磁閥來確保增濕塔的性能；

若回水流量調(diào)節(jié)閥上升到控制器內(nèi)部的第二電磁閥關(guān)設(shè)定值時(shí)，表明只開第一電磁閥也可滿足噴水量的需求，此時(shí)關(guān)閉第二電磁閥。

本實(shí)用新型控制系統(tǒng)智能化程度高，反應(yīng)速度快，功能完善，界面友好，與遠(yuǎn)程控制器實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，可以長時(shí)間安全穩(wěn)定運(yùn)行。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型增濕塔噴水智能控制系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型增濕塔噴水智能控制系統(tǒng)閉環(huán)控制原理圖；

圖3是回水流量調(diào)節(jié)閥開度滯回比較器原理圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型的增濕塔噴水智能控制系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程控制器、上位機(jī)、就地控制器、水泵、水箱、壓力傳感器、液位傳感器、回水電磁閥、回水流量調(diào)節(jié)閥、第一電磁閥(即電磁閥1)、第二電磁閥(即電磁閥2)、第一噴嘴組(即噴嘴組1)、第二噴嘴組(即噴嘴組2)以及溫度傳感器；

遠(yuǎn)程控制器、上位機(jī)、就地控制器、水泵、水箱、壓力傳感器、液位傳感器、回水電磁閥、回水流量調(diào)節(jié)閥、第一電磁閥、第二電磁閥位于增濕塔外部；

第一噴嘴組和第二噴嘴組位于增濕塔塔體內(nèi)的中上部，溫度傳感器位于增濕塔出口處；

第一電磁閥和第一噴嘴組沿水流方向通過管路串接，第二電磁閥和第二噴嘴組沿水流方向通過管路串接，第一電磁閥和第一噴嘴組所在的串接管路與第二電磁閥和第二噴嘴組所在的串接管路組成第一并聯(lián)管路，回水電磁閥與回水流量調(diào)節(jié)閥組成第二并聯(lián)管路，第一并聯(lián)管路的出水端通過管路與第二并聯(lián)管路的進(jìn)水端連接，第二并聯(lián)管路的出水端沿水流方向通過管路依次與水箱、水泵連接，水泵的出水端與第一并聯(lián)管路的進(jìn)水端連接；

壓力傳感器的一端與第一并聯(lián)管路的進(jìn)水端和水泵的出水端之間的管路連接，另一端與就地控制器電連接；液位傳感器的一端與水箱連接，另一端與就地控制器電連接；回水電磁閥和回水流量調(diào)節(jié)閥分別與就地控制器電連接；第一電磁閥、第二電磁閥依次與就地控制器電連接；溫度傳感器與就地控制器電連接；

上位機(jī)和遠(yuǎn)程控制器分別與就地控制器通訊地連接。

優(yōu)選地，就地控制器和上位機(jī)進(jìn)行MPI通訊。

優(yōu)選地，增濕塔噴水智能控制系統(tǒng)，就地控制器和遠(yuǎn)程控制器進(jìn)行Profibus-dp通訊。

就地控制器、上位機(jī)、回水電磁閥、回水流量調(diào)節(jié)閥、第一電磁閥和第二電磁閥都是由UPS(不間斷電源)進(jìn)行供電。發(fā)生停電故障時(shí)，操作人員依然可以通過上位機(jī)打開第一電磁閥、第二電磁閥和回水電磁閥，使水回流到水箱內(nèi)。

如圖1所示，圖1中的就地控制器是本控制系統(tǒng)的控制核心部件，完成所有的工藝控制和順序聯(lián)鎖保護(hù)控制功能。就地控制器和上位機(jī)進(jìn)行MPI通訊，將工藝參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警信息傳送給上位機(jī)，上位機(jī)對(duì)上述工藝參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警信息進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)；同時(shí)操作人員也可以通過上位機(jī)進(jìn)行操作。就地控制器和遠(yuǎn)程控制器進(jìn)行Profibus-dp通訊，就地控制器將工藝參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警信息也傳送給遠(yuǎn)程控制器，遠(yuǎn)程控制器實(shí)時(shí)接收就地控制器傳送的工藝參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)和報(bào)警信息并對(duì)其進(jìn)行顯示和記錄，同時(shí)根據(jù)就地控制器傳送來的水箱液位報(bào)警信號(hào)對(duì)水箱進(jìn)行補(bǔ)水。而且遠(yuǎn)程通控制器會(huì)將增濕塔出口處煙氣的溫度設(shè)定值傳送給就地控制器。

液位傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水箱的水位狀態(tài)。當(dāng)液位值低于就地控制器內(nèi)的補(bǔ)水液位設(shè)定值時(shí)，液位傳感器通過就地控制器就向遠(yuǎn)程控制器發(fā)出水箱液位報(bào)警信號(hào)，遠(yuǎn)程控制器進(jìn)而控制相應(yīng)的設(shè)備對(duì)水箱進(jìn)行補(bǔ)水；當(dāng)液位值高于上限液位設(shè)定值時(shí)，遠(yuǎn)程控制器停止對(duì)水箱進(jìn)行補(bǔ)水。

在本實(shí)用新型的實(shí)施例中水泵采用的是高壓水泵，可以確保水壓恒定，保證噴嘴的霧化效果。

壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水泵出口處的壓力值。若壓力值高于壓力上限設(shè)定值，則打開回水電磁閥，將回水流量調(diào)節(jié)閥開度調(diào)到100％，關(guān)閉水泵進(jìn)行快速泄壓；若壓力值低于壓力下限設(shè)定值，則及時(shí)關(guān)閉水泵、第一電磁閥和第二電磁閥，進(jìn)行故障檢查。

回水電磁閥用的是常閉閥，正常運(yùn)行時(shí)，回水電磁閥一直關(guān)閉。當(dāng)壓力傳感器測(cè)得的壓力值高于壓力上限設(shè)定值時(shí)，回水電磁閥得電，回水電磁閥打開進(jìn)行泄壓；當(dāng)系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，也會(huì)打開回水電磁閥，使水流回流到水箱內(nèi)。

第一電磁閥、第二電磁閥和回水流量調(diào)節(jié)閥是系統(tǒng)水流量調(diào)節(jié)的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)第一電磁閥、第二電磁閥的開關(guān)狀態(tài)和回水流量調(diào)節(jié)閥的開度來控制噴嘴的噴水量。

溫度傳感器裝設(shè)在增濕塔出口處，用來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)增濕塔出口煙氣溫度值。系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)噴水量來控制增濕塔出口處煙氣的溫度。

增濕塔噴水控制系統(tǒng)的核心就是調(diào)節(jié)噴水量來控制增濕塔出口煙氣的溫度。本控制系統(tǒng)核心控制原理如圖2所示，根據(jù)生料磨運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)更改溫度設(shè)定值，采用PID控制器閉環(huán)控制回水流量調(diào)節(jié)閥的開度，用如圖3所示的滯回比較器控制第二電磁閥的運(yùn)行狀態(tài)。

本實(shí)用新型控制系統(tǒng)總控制流程如下：遠(yuǎn)程控制器根據(jù)接收到的液位傳感器的信號(hào)對(duì)水箱進(jìn)行補(bǔ)水，并且根據(jù)生料磨的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)的將溫度設(shè)定值傳送給就地控制器。當(dāng)溫度傳感器的出口煙氣溫度值超過就地控制器內(nèi)的系統(tǒng)啟動(dòng)設(shè)定值時(shí)，就地控制器打開第一電磁閥和回水電磁閥，同時(shí)控制回水流量調(diào)節(jié)閥開度為100％，延時(shí)1分鐘后打開水泵；水泵打開后關(guān)閉回水電磁閥，啟動(dòng)PID控制器，進(jìn)行閉環(huán)控制，以控制回水流量調(diào)節(jié)閥的開度和第二電磁閥的運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)溫度傳感器的出口煙氣溫度值低于就地控制器內(nèi)的系統(tǒng)啟動(dòng)設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉水泵，打開回水電磁閥，將回水流量調(diào)節(jié)閥開度調(diào)為100％，使水管內(nèi)的水快速回流到水箱內(nèi)，延時(shí)2分鐘后，關(guān)閉第一電磁閥和回水電磁閥，同時(shí)停止系統(tǒng)運(yùn)行。

其中閉環(huán)控制具體流程如下(如圖2所示)：增濕塔噴水系統(tǒng)工作時(shí)，第一電磁閥處于打開狀態(tài)，就地控制器實(shí)時(shí)接收溫度傳感器的出口煙氣溫度值并將該出口煙氣溫度值和內(nèi)部的溫度設(shè)定值進(jìn)行比較，通過PID控制器實(shí)時(shí)計(jì)算，輸出4～20mA信號(hào)來控制回水流量調(diào)節(jié)閥的開度：

若出口煙氣溫度值高于溫度設(shè)定值，則噴水量不足，此時(shí)降低回水流量調(diào)節(jié)閥的開度；

若出口煙氣溫度值低于溫度設(shè)定值，則噴水量過大，此時(shí)增大回水流量調(diào)節(jié)閥的開度。

同時(shí)就地控制器根據(jù)回水流量調(diào)節(jié)閥開度控制第二電磁閥運(yùn)行狀態(tài)(如圖3所示)：

若回水流量調(diào)節(jié)閥開度下降到控制器內(nèi)部的第二電磁閥開設(shè)定值時(shí)，表明只開第一電磁閥已不太能滿足噴水量的需求，此時(shí)打開第二電磁閥來確保增濕塔的性能；

若回水流量調(diào)節(jié)閥上升到控制器內(nèi)部的第二電磁閥關(guān)設(shè)定值時(shí)，表明只開第一電磁閥也可滿足噴水量的需求，此時(shí)關(guān)閉第二電磁閥。

本實(shí)用新型增濕塔噴水智能控制系統(tǒng)以就地控制器作為控制核心，實(shí)時(shí)的將工藝參數(shù)在上位機(jī)進(jìn)行顯示，并和遠(yuǎn)程控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，自動(dòng)化程度高，實(shí)時(shí)控制，真正實(shí)現(xiàn)了增濕塔噴水的智能控制，可以全自動(dòng)穩(wěn)定運(yùn)行。

以上實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。