磨機(jī)PLC電控系統(tǒng)的應(yīng)用

    水泥廠自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)水泥廠主要設(shè)備磨機(jī)的自控系統(tǒng)提出了更高要求，因此磨機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性、安全性，不僅影響磨機(jī)自身的各個(gè)參數(shù)，而且還對(duì)上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，整條生產(chǎn)線的產(chǎn)量產(chǎn)生重大影響。磨機(jī)系統(tǒng)由主輔傳動(dòng)電機(jī)、主減速機(jī)、進(jìn)出料端軸承、筒體及對(duì)應(yīng)各部分潤(rùn)滑系統(tǒng)組成。電控系統(tǒng)不僅要求對(duì)磨機(jī)各潤(rùn)滑站的油壓、油溫、油流、液位、主電機(jī)定子溫度、軸承溫度，主減速機(jī)油溫、軸承溫度、進(jìn)出料端軸瓦溫度進(jìn)行監(jiān)控，而且要對(duì)磨機(jī)起動(dòng)裝置——液體變阻器和動(dòng)靜壓軸承系統(tǒng)進(jìn)行智能化控制，需控制的開(kāi)關(guān)量、模擬量達(dá)200余點(diǎn)（路），顯然采用常規(guī)的繼電器邏輯控制和儀表控制不能完全滿(mǎn)足系統(tǒng)要求，且系統(tǒng)開(kāi)關(guān)元件多，故障率高，而采用PLC可滿(mǎn)足磨機(jī)系統(tǒng)要求。

 1　PLC功能簡(jiǎn)介 　　

　　本系統(tǒng)采用日本光陽(yáng)公司SU－6B型PLC，模塊化結(jié)構(gòu)，其電源模塊供電電壓AC85～132V／170～264V，環(huán)境溫度0～60℃，整機(jī)絕緣等級(jí)、耐壓、耐震動(dòng)、耐沖擊性、抗干擾性等均適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境；程序語(yǔ)言為梯形圖／級(jí)式并用，指令數(shù)191種，程序存儲(chǔ)采用UVPROM和EEPROM存儲(chǔ)器盒，輸入輸出可擴(kuò)展最大至512點(diǎn)，其中輸人320點(diǎn)，輸出320點(diǎn)，內(nèi)部繼電器1024個(gè)，定時(shí)器256個(gè)，計(jì)數(shù)器128個(gè)，還有許多特殊功能繼電器，無(wú)論在硬件上、軟件上均能滿(mǎn)足磨機(jī)電控系統(tǒng)的要求。此外程序編制調(diào)試完畢以后，再輸入密碼，可對(duì)程序加密，防止非專(zhuān)業(yè)人員改動(dòng)，保證系統(tǒng)可靠的運(yùn)行。 

2　液體變阻器的控制 　　

　　磨機(jī)起動(dòng)采用液體變阻器，控制系統(tǒng)硬件配置見(jiàn)圖1。測(cè)量極板限位選用四個(gè)金屬接近開(kāi)關(guān)，型號(hào)SA－2105B－110V，測(cè)溫元件選用WTZ－288雙接點(diǎn)溫度計(jì)，液位繼電器選用UQK－02～110V，性能可靠的一次元件為程序的運(yùn)行提供了可靠的保障。當(dāng)系統(tǒng)液位、溫度正常，且檢測(cè)到主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)后，液體變阻器極板開(kāi)始下降，此時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，若定時(shí)器時(shí)間到，而極板還未接觸到下限位開(kāi)關(guān)，因而轉(zhuǎn)子接觸器沒(méi)有閉合，則說(shuō)明系統(tǒng)異常，自動(dòng)地發(fā)出系統(tǒng)異常信號(hào)，停止主電機(jī)。若在定時(shí)器設(shè)定的時(shí)間范圍之內(nèi)，變阻器極板下降到下限位，接近開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)，則轉(zhuǎn)子接觸器合閘，將轉(zhuǎn)子電阻切除，主電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。然后極板又自動(dòng)地上升到上限位開(kāi)關(guān)位置處停止，為下次起動(dòng)做好準(zhǔn)備。液體變阻器控制軟件流程見(jiàn)圖2。

 　
圖1　液體變阻器控制系統(tǒng)硬件配置圖 

1LS１極板上限開(kāi)關(guān)；1LS２上極限開(kāi)關(guān)；2LS１極板下限開(kāi)關(guān)；2LS２下極限開(kāi)關(guān)； GC1主電機(jī)定子合閘開(kāi)關(guān)；ST液箱溫度高；SL液箱溫度低；GC２主電機(jī)轉(zhuǎn)子短接開(kāi)關(guān)； Q1極板電機(jī)控制開(kāi)關(guān)；Q２液泵電機(jī)控制開(kāi)關(guān)；1KM1控制極板上升接觸器； 1KM２控制極板下降接觸器；2KM1控制液泵電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器；KM３切除液體變阻器的接觸器； KM４液體變阻器系統(tǒng)正常；H1極板上升或上限指示；H２極板下降或下限指示； H３液箱狀態(tài)（包括液溫、液位等）指示 

圖2　液體變阻器控制軟件流程圖 　 　

　液體變阻器同頻敏變阻器相比，由于液體變阻器屬于無(wú)感電阻，且變化平滑，比其他變阻器波動(dòng)小，因此功率因數(shù)高，可使電機(jī)的起動(dòng)電流控制在1．3Ie以下，增大了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生波動(dòng)，低于額定電壓時(shí)也能正常起動(dòng)。但是若在起動(dòng)過(guò)程中，上、下限位開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)接觸不良或在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中轉(zhuǎn)子短接接觸器觸頭損壞不通，均會(huì)使液體變阻箱在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生“開(kāi)鍋”現(xiàn)象，損壞其內(nèi)部絕緣套筒及絕緣套管，使變阻器不能工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使其機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)也損壞。由于轉(zhuǎn)子側(cè)電流較大，這種故障發(fā)生時(shí)間即使很短，也會(huì)造成重大損失，且不易被操作監(jiān)護(hù)人員發(fā)覺(jué)。通過(guò)溫度檢測(cè)，利用PLC豐富的軟硬件資源進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可對(duì)變阻器起到保護(hù)作用。

 3　動(dòng)靜壓軸承潤(rùn)滑控制系統(tǒng) 　

　　為了減少軸瓦磨損，提高軸瓦壽命，大型磨機(jī)進(jìn)出料端潤(rùn)滑系統(tǒng)均采用動(dòng)靜壓控制。動(dòng)壓系統(tǒng)是保證軸瓦潤(rùn)滑；靜壓系統(tǒng)的作用是，當(dāng)磨機(jī)起動(dòng)前，中控系統(tǒng)發(fā)出靜壓系統(tǒng)起動(dòng)信號(hào)I20＝1，根據(jù)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，相應(yīng)的高壓泵工作，若在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)壓力達(dá)不到正常值，或此泵出現(xiàn)故障，備用泵立即投入運(yùn)行，兩泵互為備用工作方式，當(dāng)壓力達(dá)到正常值時(shí)，磨機(jī)筒體即被頂起，處于“懸浮”狀態(tài)，大大減小了起動(dòng)矩，此時(shí)并向系統(tǒng)發(fā)出允許主電機(jī)合閘信號(hào)，使磨機(jī)起動(dòng)。當(dāng)磨機(jī)故障或正常停機(jī)時(shí)，靜壓系統(tǒng)立即投入運(yùn)轉(zhuǎn)，使磨機(jī)在“懸浮”狀態(tài)下平穩(wěn)停機(jī)。 　　磨機(jī)靜壓控制系統(tǒng)硬件配置及軟件控制流程與圖1、2類(lèi)同，在此不贅述。 

4　結(jié)論 　　

　　利用PLC將磨機(jī)的各個(gè)潤(rùn)滑系統(tǒng)、液體上阻器等檢測(cè)點(diǎn)的溫度、壓力等信號(hào)分別送入PLC的A／D模塊和DI模塊，使整個(gè)系統(tǒng)減少了大量的內(nèi)外部連線，省掉了許多常規(guī)元件，系統(tǒng)可靠性大大提高，且操作簡(jiǎn)單，通過(guò)模擬盤(pán)可隨時(shí)查找任何點(diǎn)的故障。這種系統(tǒng)已在蘇州揚(yáng)子水泥公司3臺(tái)ф3．4m×7．5m＋1.8m烘干磨，4臺(tái)ф3．5m×11m水泥磨，蘇州天平集團(tuán)2臺(tái)ф3m×11m水泥磨中投入使用，在幾年的運(yùn)行中均沒(méi)出現(xiàn)問(wèn)題，大大地提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和設(shè)備的安全性。 　

 參考文獻(xiàn) 

1　S系列可編程序控制器設(shè)計(jì)手冊(cè).華光電子工業(yè)有限公司（內(nèi)部資料），1997．8

 2　周明德.微型計(jì)算機(jī)硬件軟件及其應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社.1982 

3　孫振華.新型PLC生產(chǎn)系統(tǒng)在700t／d余熱發(fā)電水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用．