1 灑水噴淋系統簡介

煤炭礦石碼頭在煤炭、礦石堆場四周設置灑水噴槍，利用經散貨污水處理站處理達標出水對散貨堆場進行灑水抑塵，減少散貨因風力產生的起塵量。一般每天灑水2～3次，保持堆垛表面含水率在6%以上;同時，裝卸過程中盡量降低落料高度。噴槍采用內螺紋連接，每個噴槍用一個電磁閥控制，為方便檢修電磁閥，在電磁閥前安裝一個手動閘閥。每個噴槍配現地操作箱，防護等級為IP65。噴槍的啟停通過轉換開關切換，共設有兩種操作方式：噴槍側控制、遠程控制。轉換開關位于噴槍現地操作箱中。

項目堆場灑水噴淋系統的用水由回用水泵供給，回用水泵由變頻器控制，可以調整管道壓力。噴淋系統有分組噴淋、同時噴淋、單點噴淋等幾種模式，因同時工作的噴槍數量不同，管道中壓力也不同，變頻器通過控制回用水泵的輸出頻率調整管道壓力，使每種模式下的噴槍都處于好的狀態。

2 灑水噴淋控制系統設計

2.1 堆場灑水噴淋控制系統組成

堆場灑水噴淋控制系統由上位計算機監控系統和下位PLC控制系統組成（見圖1），完成對堆場灑水噴淋系統的控制、操作、顯示及管理。

上位計算機監控系統主要包括1臺監控工作站，布置在中控室，采用專業級工業控制計算機（IPC）。

下位控制系統主要包括：1臺現場監控工作站、1套PLC主站和7套遠程I/O站。根據平面布置情況，PLC主站布置在散貨污水處理站控制室，遠程I/O站就近布置在散貨堆場，I/O點數預留量為20%左右。堆場四周設置灑水噴槍34個，每個遠程I/O站控制4～6個噴槍。PLC主站包括1個電源模塊、1個CPU模塊、1個通信模塊、1個32點DI模塊、1個8點DO模塊和1個8點AI模塊，主要有散貨污水處理站回用水泵遠控、工頻運行、變頻運行、故障、變頻器運行、變頻器故障、電機電流等反饋信號和散貨污水處理站回用水泵啟動、變頻啟動等控制信號。遠程I/O站包括1個電源模塊、1個通信模塊、1個16點DI模塊和1個8點DO模塊，主要有電磁閥運行、電磁閥遠控、電源監控等反饋信號和電磁閥啟停的控制信號。在遠程I/O站電控箱內設置配電箱，每個噴槍現地操作箱的電源均設置斷路器開關，當檢修噴槍現地操作箱時，只需斷開該噴槍現地操作箱電源處的斷路器，不會影響其他噴槍的使用。同時，可監控噴槍現地操作箱的電源，及時對電源故障進行處理。

控制系統采用工業控制局域網。控制網主要完成數據采集、數據傳送、監視、操作、數據處理、信息查詢等功能。

2.2 堆場灑水噴淋系統功能及控制方式

堆場灑水噴淋系統采用Modbus工業現場總線方式控制，監視主要的設備運行狀況及工藝參數，并通過現場總線實現堆場灑水噴淋系統設備的自動控制[1]。堆場灑水噴淋系統的用水由回用水泵供給，堆場灑水噴淋系統的電磁閥與回用水泵聯動。噴淋啟動時，先啟動電磁閥后再啟動回用水泵;噴淋關閉時，先停止回用水泵后再停止電磁閥。

噴槍的控制方式分為以下三種控制方式：

（1）中控室控制方式。這是控制系統的主要控制方式。中控室操作員通過上位計算機監控工作站完成噴槍的啟動、停止、分組控制等操作。中控室控制方式分為程序控制和手動控制。程序控制是根據煤炭礦石堆場的實際堆存量及堆存位置、噴淋時間等設定程序，噴淋系統可以在分組噴淋、同時噴淋、循環噴淋、定時噴淋等多種模式下自動運行。根據實際情況，噴淋系統自動運行時，還可以隨時調整噴淋時間。手動控制是根據實際情況，由中控室操作員手動操作監控工作站上各個噴槍電磁閥的啟、停，手動控制各個噴槍的運行。手動控制單點噴淋及程序控制的分組噴淋、循環噴淋的流程圖分別如下頁圖2、圖3所示。

（2）現地控制器控制方式。這是控制系統的輔助控制方式。現場人員可通過現地控制器的監控工作站單獨完成噴槍的啟、停，為設備的調試及維修提供方便。

（3）噴槍側控制方式。這是控制系統的輔助控制方式。現場人員通過噴槍現場操作箱實現現場手動控制功能，通常情況下，噴槍側操作僅作為設備的調試、維修使用。

2.3 上位機監控系統

監控工作站軟件界面由工作狀態顯示區、設備控制區、定時工作區、噴淋工作時間輸入區、故障報警區等部分組成。軟件界面以動態圖形顯示所有設備的工作狀態及運行參數，可根據煤炭礦石堆場的實際堆存量及堆存位置的變化情況，通過設備控制區修改不

同的分組進行噴淋，通過噴淋工作時間輸入區修改噴淋運行時間，做到實時精確的噴淋控制，避免浪費水資源，提高噴淋效果。該軟件具有故障處理能力，當噴淋系統出現故障時，會自動關閉故障設備及水泵以避免故障擴大，并自動報警及提示故障范圍。

監控工作站軟件界面以動態圖形顯示的工作狀態及運行參數主要包括：PLC控制器的運行狀態、噴槍現地操作箱電源的工作狀態、電磁閥開關狀態[2]、散貨污水處理站內回用水泵及變頻器的工作狀態。對上述設備工作狀態實時監控，設備故障時能及時處理，減小經濟損失。同時，操作狀態、故障情況等各種數據均能長期儲存，便于追溯。