刘 皓,陈海虹,袁 森

(1.贵州大学机械工程学院,贵阳 550025;2.贵州理工学院机械工程学院,贵阳 550003)

0 引言

近年来,我国多个城市空气质量下降,出现了雾霾天气,使我国约有1/7 的面积遭遇生态灾难[1]。 我国空气污染主要来源于机动车尾气污染。 其中,重型柴油车尾气污染是机动车大气污染排放的主要来源[2-3]。为了降低重型柴油车尾气污染,通常对汽车增加选择性催化剂反应系统(selective catalytic reduction,SCR),将车用尿素溶液作为还原剂添加到系统中,使尾气中的氮氧化物(NOx)还原成氮气(N2)和水(H2O),从而达到减排的目的[4-5]。 目前,国内外车用尿素溶液的生产方式分为尿素熔融液体直接生产和尿素颗粒溶解生产两种。 在国内,车用尿素溶液生产由中小型民营企业主导,采用尿素颗粒溶解生产方式。 其工艺是以高纯尿素颗粒为原料,添加超纯水,将其充分搅拌溶解并达到工艺浓度要求(31.8%～33.2%)。 其优点是投资少,生产灵活[6-7]。 目前,国内采用尿素颗粒进行生产的设备自动化程度低,在生产溶解过程中产生结晶现象。 同时,因没有实时数据,仅凭经验去判断搅拌时间,会造成搅拌后浓度不达标、生产精度不高。 为此,本文设计了一种基于可编程逻辑器(programmable logic controller,PLC)的车用尿素溶液自动生产控制系统,以实现生产自动化控制,降低人力成本,提高生产效率和精度。

1 系统结构及工作原理

1.1 系统整体结构

该系统主要由集成控制室、填料装置以及搅拌装置3 个部分组成。 系统整体结构如图1 所示。

图1 整体结构简图Fig.1 Sketches of overall structure

集成控制室主要由PLC、通信模块和控制电箱等组成。……