一種干霧除塵控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)除塵控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種環(huán)保封閉料場的干霧除塵控 制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前用于封閉料場干霧除塵或噴淋除塵的控制方式主要是采用順序控制，該控制 方案對封閉料場內(nèi)的粉塵濃度變化情況與變化規(guī)律不能進行有效的實時監(jiān)控。往往只能對 粉塵產(chǎn)生機構(gòu)有一個動作性的連鎖控制，即當產(chǎn)生粉塵的設(shè)備運行時，將直接給予干霧除 塵或噴淋除塵系統(tǒng)一個啟動信號，無論粉塵產(chǎn)生量的大?。词怪挥性O(shè)備動作命令沒有粉 塵產(chǎn)生）都將直接導(dǎo)致干霧除塵或噴淋除塵系統(tǒng)進行滿負荷除塵運轉(zhuǎn)。而當實際運行中粉 塵產(chǎn)生的濃度受天氣、原料含水率等因素影響，將出現(xiàn)較大的波動，若控制系統(tǒng)將始終按設(shè) 定負荷運行的命令執(zhí)行，從而無法做到智能調(diào)節(jié)，節(jié)能節(jié)水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于：提供基于模糊控制為核 心并與常規(guī)PID調(diào)節(jié)串聯(lián)的環(huán)保封閉料場的干霧除塵控制系統(tǒng)及其控制方法，實現(xiàn)環(huán)保封 閉料場干霧除塵系統(tǒng)的智能除塵控制，節(jié)能節(jié)水。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，一方面，本發(fā)明提供一種干霧除塵控制系統(tǒng)，應(yīng)用于封閉 料場內(nèi)，它包括干霧除塵系統(tǒng)；檢測所述干霧除塵系統(tǒng)水壓和氣壓的傳感器；粉塵濃度檢 測傳感器；包含所述干霧除塵系統(tǒng)水壓和氣壓模糊控制器的PLC系統(tǒng)；所述封閉料場根據(jù) 料場粉塵產(chǎn)生與干霧除塵系統(tǒng)的噴霧器布置情況，將料場分割為若干個在控制與檢測上相 對獨立的粉塵產(chǎn)生區(qū)域，粉塵濃度檢測傳感器檢測各粉塵產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)的粉塵產(chǎn)生位置、濃 度以及濃度變化情況，并將這些數(shù)據(jù)反饋到PLC系統(tǒng)；PLC系統(tǒng)的模糊控制器實時對各粉塵 產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)工作噴霧器數(shù)量進行控制時，將預(yù)先對整個料場工作噴霧器數(shù)量進行統(tǒng)計，計 算對應(yīng)此工作噴霧器數(shù)量干霧除塵系統(tǒng)所需要的水壓與氣壓數(shù)據(jù)，并根據(jù)此水壓與氣壓數(shù) 據(jù)實時控制干霧除塵系統(tǒng)的水栗與氣栗輸出功率。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，另一方面，本發(fā)明提供一種干霧除塵控制方法，應(yīng)用于封 閉料場內(nèi)的干霧除塵控制系統(tǒng)控制，所述干霧除塵控制系統(tǒng)包括干霧除塵系統(tǒng)；檢測所述 干霧除塵系統(tǒng)水壓和氣壓的傳感器；粉塵濃度檢測傳感器；包含所述干霧除塵系統(tǒng)水壓和 氣壓模糊控制器的PLC系統(tǒng)；控制過程包括：根據(jù)料場粉塵產(chǎn)生與干霧除塵系統(tǒng)的噴霧器 布置情況，將料場分割為若干個在控制與檢測上相對獨立的粉塵產(chǎn)生區(qū)域，粉塵濃度檢測 傳感器檢測各粉塵產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)的粉塵產(chǎn)生位置、濃度以及濃度變化情況，并將這些數(shù)據(jù)反 饋到PLC系統(tǒng)；PLC系統(tǒng)的模糊控制器通過對所采集的粉塵濃度與粉塵濃度變化率數(shù)據(jù)的 模糊化與模糊推理等一系列運算后，在預(yù)先針對每過粉塵產(chǎn)生區(qū)域做模糊控制的數(shù)據(jù)庫表 中選擇對應(yīng)的模糊控制規(guī)則表，以控制規(guī)律表為依據(jù)分別控制每個粉塵產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)的干霧 除塵系統(tǒng)的工作噴霧器位置與工作噴霧器數(shù)量來實現(xiàn)干霧除塵系統(tǒng)的調(diào)節(jié)；模糊控制器實 時對各粉塵產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)工作噴霧器數(shù)量進行控制時，將預(yù)先對整個料場工作噴霧器數(shù)量進 行統(tǒng)計，并計算對應(yīng)此工作噴霧器數(shù)量干霧除塵系統(tǒng)所需要的水壓與氣壓數(shù)據(jù)，并根據(jù)此 水壓與氣壓數(shù)據(jù)實時控制干霧除塵系統(tǒng)的水栗與氣栗輸出功率，以實現(xiàn)輸出功率最優(yōu)化的 節(jié)能目的，最終將各粉塵產(chǎn)生區(qū)域工作噴霧器的控制綜合為一個完整的料場干霧除塵系統(tǒng) 控制。
[0006] 作為進一步改進技術(shù)方案，本發(fā)明提供的干霧除塵控制方法，所述粉塵產(chǎn)生區(qū)域 的劃分按照區(qū)域粉塵濃度和面積劃分；區(qū)域粉塵濃度小在模糊控制規(guī)則分級上分級少，而 區(qū)域粉塵濃度大在模糊控制規(guī)則分級上分級多；區(qū)域面積小，每級噴霧器數(shù)量少，而區(qū)域面 積小，每級噴霧器數(shù)量多；當粉塵濃度檢測傳感器檢測到某粉塵產(chǎn)生區(qū)域有灰塵時，控制該 粉塵產(chǎn)生區(qū)域的噴霧器的電磁閥開啟工作，使該粉塵產(chǎn)生區(qū)域的噴霧器開啟進行干霧除塵 工作，當粉塵濃度檢測傳感器檢測到粉塵濃度變小時，控制該粉塵產(chǎn)生區(qū)域的噴霧器的電 磁閥分級逐步關(guān)閉停止工作。
[0007] 作為進一步改進技術(shù)方案，本發(fā)明提供的干霧除塵控制方法，所述模糊控制器的 設(shè)定包括：確定模糊控制器的輸入輸出量，輸入變量為粉塵濃度偏差E和粉塵濃度偏差的 變化率EC，輸出變量為工作噴霧器的數(shù)量U;模糊為粉塵濃度E，粉塵濃度偏差EC和工作噴 霧器的數(shù)量U;對于粉塵濃度不同的粉塵產(chǎn)生區(qū)域以及控制精度不同的粉塵產(chǎn)生區(qū)域分別 建立規(guī)則不同的模糊控制規(guī)則表，來滿足控制需要；對水壓與氣壓壓力的調(diào)節(jié)是在對干霧 除塵系統(tǒng)的工作噴霧器的數(shù)量統(tǒng)計上進行供水量與供氣量的定量計算，得到水壓、氣壓PID 控制環(huán)中水壓與氣壓的給定值，再通過對供水供氣管路中的壓力進行實時檢測得到水壓與 氣壓的檢測值，通過對給定值與檢測值的比較來實現(xiàn)PID閉環(huán)控制，利用PID輸出的精確給 定值實現(xiàn)對水栗與氣栗輸出功率的控制。
[0008] 在不沖突的情況下上述改進方案可單獨或組合實施。
[0009] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案，首先對料場的粉塵進行有效的分區(qū)，然后通過除塵參數(shù) 要求與粉塵產(chǎn)生區(qū)域粉塵濃度檢測構(gòu)成的閉環(huán)模糊控制，根據(jù)實際的經(jīng)驗規(guī)則，利用模糊 化控制選擇理論有效地輸出調(diào)節(jié)各區(qū)域干霧除塵系統(tǒng)的工作噴霧器位置與工作噴霧器的 數(shù)量，在粉塵產(chǎn)生過程中進行實時智能化除塵。有效調(diào)控干霧除塵系統(tǒng)的供水與供氣的輸 入量，節(jié)約除塵能耗與水耗。
【附圖說明】
[0010] 附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中： 圖1是實施例干霧除塵控制過程的流程圖； 圖2是實施例干霧除塵系統(tǒng)的設(shè)備布置示意圖。
【具體實施方式】
[0011] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0012] 如圖1和圖2所示，應(yīng)用于環(huán)保封閉料場內(nèi)的干霧除塵控制系統(tǒng)，包括包含模糊控 制器的PLC系統(tǒng)1，包含PID控制器的電路執(zhí)行控制柜2,干霧機3,粉塵濃度檢測傳感器4， 噴霧裝置5,現(xiàn)場總線模塊6,輸出區(qū)域內(nèi)的壓力檢測傳感器7,所述封閉料場根據(jù)料場粉塵 產(chǎn)生的實際情況，將料場分割為若干個在控制與檢測上相對獨立的粉塵產(chǎn)生A、B、C、D四個 區(qū)域。
[0013] 干霧除塵控制過程包括：首先，根據(jù)整個料場粉塵的實際分布情況將料場區(qū)分進 行獨立分區(qū)，然后在相對獨立的粉塵產(chǎn)生區(qū)域，通過現(xiàn)場總線模塊6將粉塵濃度檢測傳感 器4檢測各粉塵產(chǎn)生區(qū)域內(nèi)的粉塵產(chǎn)生位置、濃度以及濃度變化值，并將這些數(shù)據(jù)反饋到 包含模糊控制器的PLC系統(tǒng)1;PLC系統(tǒng)的模糊控制器通過對所采集的粉塵濃度與粉塵濃度 變化率數(shù)據(jù)的模糊化與模糊推理等一系列運算后，在預(yù)先針對每個粉塵產(chǎn)生區(qū)域做模糊控 制的數(shù)據(jù)庫表中選擇對應(yīng)的模糊控制規(guī)則表，以控制規(guī)律表為依據(jù)分別控制每個粉塵產(chǎn)生 區(qū)域內(nèi)的干霧除塵系統(tǒng)的工作噴霧器位置與工作噴霧器數(shù)量，并給出信號給包含PID控制 器的電路執(zhí)行控制柜2來控制干霧機3與噴霧裝置5,同時通過現(xiàn)場總線模塊6將各區(qū)域內(nèi) 壓力檢測傳感器7檢測的水氣壓力情況反饋給包含模糊控制器的PLC系統(tǒng)1，用以構(gòu)成執(zhí)行 單元的閉環(huán)系統(tǒng)與模糊控制形成雙閉環(huán)，來實現(xiàn)干霧除塵系統(tǒng)的智能調(diào)節(jié)；整個過程以粉 塵濃度檢測傳感器的大小及變化量為模糊控制的輸入量，實時控制干霧除塵系統(tǒng)的水栗與 氣栗輸出功率，以實現(xiàn)輸出功率最優(yōu)化的節(jié)能目的，最終將各粉塵產(chǎn)生區(qū)域工作噴霧器的 控制綜合為一個完整的料場干霧除塵系統(tǒng)控制。
[0014] 所述粉塵產(chǎn)生區(qū)域的劃分按照區(qū)域粉塵濃度和面積劃分；區(qū)域粉塵濃度小在模糊 控制規(guī)則分級上分級少，而區(qū)域粉塵濃度大在模糊控制規(guī)則分級上分級多；區(qū)域面積小，每 級噴霧器數(shù)量少，而區(qū)域面積小，每級噴霧器數(shù)量多。
[0015] 基本分區(qū)原則如下表：
對于小濃度粉塵點小區(qū)域A1 :其具有粉塵濃度小在模糊控制規(guī)則分級上分級少，以及 每級噴霧器數(shù)量少的特點，其一般分級在1-4級左右，當粉塵濃度檢測傳感器檢測到有粉 塵時，將控制對應(yīng)區(qū)域的噴霧器電磁閥工作，使該粉塵產(chǎn)生區(qū)域的噴霧器開啟進行干霧除 塵工作，當粉塵濃度檢測傳感器檢測到粉塵濃度變小時，將控制該粉塵產(chǎn)生區(qū)域的噴霧器 的電磁閥分級逐步停止工作。
[0016] 對于小濃度粉塵點中等區(qū)域A2 :其具有粉塵濃度小在模糊控制規(guī)則分級上分級 少，以及每級噴霧器數(shù)量適中的特點，其一般分級在1-4級左右，當某一粉塵濃度檢測傳感 器檢測到有粉塵時，將控制對應(yīng)區(qū)域的噴霧器的電磁閥工作，使該粉塵產(chǎn)生區(qū)域的噴霧器 開啟進行干霧除塵工作，當粉塵濃度檢測傳感器檢測到粉塵濃度變小時，將控制該粉塵產(chǎn) 生區(qū)域的噴霧器的電磁閥分級逐步停止工作。
[0017] 對于小濃度粉塵點大區(qū)域A3 :其具有粉塵濃度小在模糊控制規(guī)則分級上分級少， 以及每級噴霧器數(shù)量較多的特點，其一般分級在1-4級左右，當某一區(qū)域中多個粉塵濃度 檢測傳感器檢測到有不同的濃度粉塵時，將控制其對應(yīng)位置的噴霧器電磁閥采用分級工 作，使此位置點進行合適的干霧除塵工作，當此點粉塵濃度變小時，將控制此點的噴霧器電 磁閥分級停止工作，直到粉塵濃度檢測傳感器無法檢測到粉塵。
[0018] 同理，可以對以下工況進行分級，并采用與前述相應(yīng)的控制過程步驟。
[0019] 對于中等濃度粉塵點小區(qū)域B1 :其具有粉塵濃度較大在模糊控制規(guī)則分級上分 級適中，以及每級噴點數(shù)少的特點，其一般分級在1-6級左右。
[0020] 對于中等濃度粉塵點一般區(qū)域B2 :其具有粉塵濃度較大在模糊控制規(guī)則分級上 分級適中，以及每級噴點數(shù)適中的特點，其一般分級在1-6級左右。
[0021] 對于中等濃度粉塵點大區(qū)域B3 :其具有粉塵濃度較大在模糊控制規(guī)則分級上分 級適中，以及每級噴點數(shù)較多的特點，其一般分級在1-6級左右。
[0022] 對于高濃度粉塵點小區(qū)域C1 :其具有粉塵濃度高在模糊控制規(guī)則分級上分級多， 以及每級噴點數(shù)少的特點，其一般分級在1-9級左右。
[0023] 對于高濃度粉塵點一般區(qū)域C2 :其具有粉塵濃度高在模糊控制規(guī)則分級上分級 多，以及每級噴點數(shù)適中的特點，其一般分級在1-9級左右。
[0024] 對于高濃度粉塵點大區(qū)域C3 :其具有粉塵濃度高在模糊控制規(guī)則分級上分級多， 以及每級噴點數(shù)較多的特點，其一般分級在1-9級左右。
[0025] 以上規(guī)則只是分區(qū)的大致標準