摘要：本文主要对工作中常见二次回路进行介绍，结合现场渣坑实际使用情况，从电气自动化、环保及经济性等方面设计出了一套简易可用的水喷淋降尘系统。本文主要讨论的是水喷淋降尘系统的控制部分，控制电路主要采用继电器与接触器控制，控制一套水泵及电动阀的自动运行，本文说明了此系统的设计原因、设计方案、后期改进和实际使用状况，并简要说明了管道部分的设计及功能。系统设计的中心从实际使用及需求出发。
关键词：电气自动化 继电器与接触器控制 水喷淋系统 降尘环保
前言：
电气回路分为一次回路与二次回路，一次回路是指：由一次设备相互连接，构成发电、变电、输电、配电或进行其它生产的电气回路。一次设备是指直接生产、输送和分配电能的高压电气设备：发电机、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、电动机等。二次回路是指：由二次设备相互连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路。二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备：熔断器、控制开关、继电器、控制电缆等。
二次回路控制的实现离不开各种电器元件，常见的电器原件按动作原理分类有手动电器和自动电器，手动电器为用手或依靠机械力进行操作的电器，如手动开关，行程按钮，行程开关等主令控电器；自动电器为借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器，如接触器，各种类型的继电器，电磁阀等。其中通过断路器，空气开关，熔断器，热继电器，保险丝，隔离器，避雷器等主要实现电气回路的保护功能；通过各种时间继电器实现电路的延时动作；通过继电器的触点实现信号扩展和间接控制，比如通过继电器的触点PLC可以采集到各种设备运行状态也可以通过其动作控制各种电气设备，电气操作台的指示灯与操作按钮的也是通过继电器实现控制与指示；通过接触器动作控制回路通断切换，比如电机正反转、星三角启动、行车吊钩通过主令控制器控制接触器动作切换电阻控制吊钩的速度等实现电气控制功能；通过转换开关可以实现电气设备的手动自动控制，电源切换等。
继电器，接触器、按钮、空气开关、行程开关等低压电器构成的控制电路是比较常见的二次控制回路，具有价格低廉结构简单、实用、维修方便的特点。下面以实际的改造为例进行详细介绍。
炉辅渣坑位于炼铁一二马机附近，平日废渣会运至此处堆积处理，此渣坑无顶棚，地处于露天空旷位置，渣坑结构仅仅由四面围墙组成，大货车进行卸料时扬灰明显，不符合目前日益严峻的环保要求。方案设计初期考虑到此处污染源主要为大颗粒灰尘，所以计划在此处添加一套水喷淋系统，通过喷淋防止扬尘。货车司机进行卸渣时启动此系统，即可通过喷淋水雾来达到阻止灰尘飘扬的目的，另一方面，考虑到此处属于无人值守区域，且进行卸渣后扬灰时间持续久，货车司机不能保证可长时间等待于此手动关停系统，所以需要此喷淋系统喷淋一段时间后自动停止。考虑设计成本和现场环境及系统实际使用需求，此系统比较适合采用继电器接触器控制电路。
一、功能要求
水喷淋降尘系统由设备控制系统、动力系统、喷淋泵、电动阀及管道系统组成。当货车司机进行卸渣时，手动启动此系统，此时首先启动进水阀，当进水阀全开时，再启动水泵电机，卸渣完毕后司机开车离开，水泵自动运行累计8分钟后，水泵电机自动停止，进水阀自动关闭。
二、方案简介
本设计拟在炉辅渣坑新建一个水喷淋降尘系统，渣坑俯视图约为一个长10米宽8米的长方形，喷淋来水压约为0.4MPa，所以计划主泵采用50KW成套的泵组，可满足喷淋水覆盖面的问题，进水阀采用带一套开关限位开关的2.2KW电动阀，通过开关限位来实现阀与电机的先后启动问题，另需一套动力柜及控制柜来完成设备的控制，控制柜中除常规的中间继电器及接触器外，通过一个时间继电器来实现主泵的延时关。进水阀开启，水泵启动后，喷淋水通过渣坑四周墙面上的喷淋管向上45°角喷出，通过喷淋水来达到降尘的目的。考虑到此系统的操作对象为货车司机，并没有专门的操作人员，所以操作柜的按钮应设计应该以简单操作逻辑清晰为主，指示信号简单明确。由于系统功能简单，使用频率不高，综合经济、安全与可靠性考虑，所以采用接触器及时间继电器等来实现控制功能，电机采用直启，并加上适当的电气保护元件。再根据前期设计功能要求，综上所述，电气控制图如下：
图一：控制图
启动SB1按钮后，开阀接触器线圈吸合，电动阀开启，阀全开后，阀开极限闭合，触发泵电机线圈闭合，电机启动，时间继电器设定值为8分钟，8分钟后时间继电器断开，电机停止转动，同时触发关阀接触器线圈吸合，阀关到位后关阀接触器线圈断开。
三、思考及改进
根据理论，上述方案可实现最初的设计设想，但也存在一定的改进空间，此系统选配的电动阀的使用故障历史数据证明得出，该电动阀的开关极限故障率偏高，如果用这个极限信号来参与系统的多个控制，系统会变得不可靠，另一方面，通过研究同类型的水喷淋系统的实际使用经验得出，此类简易水喷淋系统的阀与电机的先后启动这个问题考虑的优先级并不突出，综合上诉因素考虑，可根据实际情况出发对原设计方案进行改进，直接利用接触器辅助触点对主泵回路进行控制，后期对控制设计图进行了如下改造：
图二：控制图改进
改进方案不再让阀极限参与更多控制，并加入了更多按钮便于检修故障处理。
四、实际使用状况
五、收获与体会
对于一套系统的设计与投用，最终的目的是安全可靠，服务于现场，并做到经济易用，纸上设计只是一方面，更多的是需要结合现场实际、操作需求不断的改进完善自己的设计思路与方案。另一方面，继电器接触器控制系统在小型简单系统中相对有一定的优势，主要是设计简单、成本低廉、维修方便，对于一些功能精度要求不高、维保力量不足的设备与系统，此类继电器接触器控制系统可以优先考虑。
参考文献：
[1]唐定曾，唐海，朱相尧。建筑电气技术[M]。北京：机械工业出版社，2004。
[2]李力，王硕禾。电工与电子技术[M]。北京：中国电力出版社，2001。[3]陆荣。电工基础[M]。北京：机械工业出版社，2015。
论文作者:许琪
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/17
标签：接触器论文; 系统论文; 回路论文; 喷淋论文; 继电器论文; 电机论文; 设备论文; 《基层建设》2018年第29期论文;