磨機PLC電控系統(tǒng)的應用

    水泥廠自動化技術的迅速發(fā)展，對水泥廠主要設備磨機的自控系統(tǒng)提出了更高要求，因此磨機自動控制系統(tǒng)的可靠性、安全性，不僅影響磨機自身的各個參數(shù)，而且還對上位機監(jiān)控系統(tǒng)，整條生產線的產量產生重大影響。磨機系統(tǒng)由主輔傳動電機、主減速機、進出料端軸承、筒體及對應各部分潤滑系統(tǒng)組成。電控系統(tǒng)不僅要求對磨機各潤滑站的油壓、油溫、油流、液位、主電機定子溫度、軸承溫度，主減速機油溫、軸承溫度、進出料端軸瓦溫度進行監(jiān)控，而且要對磨機起動裝置——液體變阻器和動靜壓軸承系統(tǒng)進行智能化控制，需控制的開關量、模擬量達200余點（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足系統(tǒng)要求，且系統(tǒng)開關元件多，故障率高，而采用PLC可滿足磨機系統(tǒng)要求。

 1　PLC功能簡介 　　

　　本系統(tǒng)采用日本光陽公司SU－6B型PLC，模塊化結構，其電源模塊供電電壓AC85～132V／170～264V，環(huán)境溫度0～60℃，整機絕緣等級、耐壓、耐震動、耐沖擊性、抗干擾性等均適合工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境；程序語言為梯形圖／級式并用，指令數(shù)191種，程序存儲采用UVPROM和EEPROM存儲器盒，輸入輸出可擴展最大至512點，其中輸人320點，輸出320點，內部繼電器1024個，定時器256個，計數(shù)器128個，還有許多特殊功能繼電器，無論在硬件上、軟件上均能滿足磨機電控系統(tǒng)的要求。此外程序編制調試完畢以后，再輸入密碼，可對程序加密，防止非專業(yè)人員改動，保證系統(tǒng)可靠的運行。 

2　液體變阻器的控制 　　

　　磨機起動采用液體變阻器，控制系統(tǒng)硬件配置見圖1。測量極板限位選用四個金屬接近開關，型號SA－2105B－110V，測溫元件選用WTZ－288雙接點溫度計，液位繼電器選用UQK－02～110V，性能可靠的一次元件為程序的運行提供了可靠的保障。當系統(tǒng)液位、溫度正常，且檢測到主機運轉信號后，液體變阻器極板開始下降，此時開始計時，若定時器時間到，而極板還未接觸到下限位開關，因而轉子接觸器沒有閉合，則說明系統(tǒng)異常，自動地發(fā)出系統(tǒng)異常信號，停止主電機。若在定時器設定的時間范圍之內，變阻器極板下降到下限位，接近開關發(fā)出信號，則轉子接觸器合閘，將轉子電阻切除，主電機正常運轉。然后極板又自動地上升到上限位開關位置處停止，為下次起動做好準備。液體變阻器控制軟件流程見圖2。

 　
圖1　液體變阻器控制系統(tǒng)硬件配置圖 

1LS１極板上限開關；1LS２上極限開關；2LS１極板下限開關；2LS２下極限開關； GC1主電機定子合閘開關；ST液箱溫度高；SL液箱溫度低；GC２主電機轉子短接開關； Q1極板電機控制開關；Q２液泵電機控制開關；1KM1控制極板上升接觸器； 1KM２控制極板下降接觸器；2KM1控制液泵電機運轉接觸器；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感電阻，且變化平滑，比其他變阻器波動小，因此功率因數(shù)高，可使電機的起動電流控制在1．3Ie以下，增大了起動轉矩。當電網電壓發(fā)生波動，低于額定電壓時也能正常起動。但是若在起動過程中，上、下限位開關觸點接觸不良或在正常運轉過程中轉子短接接觸器觸頭損壞不通，均會使液體變阻箱在極短時間內發(fā)生“開鍋”現(xiàn)象，損壞其內部絕緣套筒及絕緣套管，使變阻器不能工作，嚴重時會使其機械傳動機構也損壞。由于轉子側電流較大，這種故障發(fā)生時間即使很短，也會造成重大損失，且不易被操作監(jiān)護人員發(fā)覺。通過溫度檢測，利用PLC豐富的軟硬件資源進行優(yōu)化設計，可對變阻器起到保護作用。

 3　動靜壓軸承潤滑控制系統(tǒng) 　

　　為了減少軸瓦磨損，提高軸瓦壽命，大型磨機進出料端潤滑系統(tǒng)均采用動靜壓控制。動壓系統(tǒng)是保證軸瓦潤滑；靜壓系統(tǒng)的作用是，當磨機起動前，中控系統(tǒng)發(fā)出靜壓系統(tǒng)起動信號I20＝1，根據轉換開關的狀態(tài)，相應的高壓泵工作，若在設定的時間內壓力達不到正常值，或此泵出現(xiàn)故障，備用泵立即投入運行，兩泵互為備用工作方式，當壓力達到正常值時，磨機筒體即被頂起，處于“懸浮”狀態(tài)，大大減小了起動矩，此時并向系統(tǒng)發(fā)出允許主電機合閘信號，使磨機起動。當磨機故障或正常停機時，靜壓系統(tǒng)立即投入運轉，使磨機在“懸浮”狀態(tài)下平穩(wěn)停機。 　　磨機靜壓控制系統(tǒng)硬件配置及軟件控制流程與圖1、2類同，在此不贅述。 

4　結論 　　

　　利用PLC將磨機的各個潤滑系統(tǒng)、液體上阻器等檢測點的溫度、壓力等信號分別送入PLC的A／D模塊和DI模塊，使整個系統(tǒng)減少了大量的內外部連線，省掉了許多常規(guī)元件，系統(tǒng)可靠性大大提高，且操作簡單，通過模擬盤可隨時查找任何點的故障。這種系統(tǒng)已在蘇州揚子水泥公司3臺ф3．4m×7．5m＋1.8m烘干磨，4臺ф3．5m×11m水泥磨，蘇州天平集團2臺ф3m×11m水泥磨中投入使用，在幾年的運行中均沒出現(xiàn)問題，大大地提高了系統(tǒng)的自動化水平和設備的安全性。 　

 參考文獻 

1　S系列可編程序控制器設計手冊.華光電子工業(yè)有限公司（內部資料），1997．8

 2　周明德.微型計算機硬件軟件及其應用.北京：清華大學出版社.1982 

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