用PLC+電磁閥代替空氣分配器進(jìn)行均化控制

1996年5月我廠擴(kuò)建2號(hào)回轉(zhuǎn)窯700t／d熟料生產(chǎn)線，生料均化庫(kù)選用一座Φ15m×30m的混合室?guī)欤涑錃饪刂频某醪皆O(shè)計(jì)方案是：選用空氣分配器。在建設(shè)過(guò)程中，通過(guò)實(shí)際考察，對(duì)PLC＋電磁閥控制和空氣分配器方案進(jìn)行比較：
1）空氣分配器控制充氣的時(shí)間是固定的，生產(chǎn)中不能根據(jù)工況的具體條件進(jìn)行改變，均化的效果很難保證。而采用電磁閥控制，電磁閥的動(dòng)作時(shí)間能用PLC程序任意調(diào)節(jié)，并且根據(jù)不同的情況用程序可以實(shí)現(xiàn)多種控制方式，使生料均化的效果達(dá)到最佳。
2）3臺(tái)空氣分配器的價(jià)格共計(jì)12.5萬(wàn)元，而20只電磁閥PLC的價(jià)格只有7.4萬(wàn)元。因此，1997年5月我廠決定采用PLC＋電磁閥控制方案，并且修改設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試全部由本廠自行承擔(dān)。1997年12月生料均化控制系統(tǒng)投入運(yùn)行一年多，控制設(shè)備運(yùn)行正常，均化效果良好。
1　混合室?guī)炀?
混合室均化庫(kù)主要包括：貯存庫(kù)、混合室、庫(kù)頂分配器、庫(kù)內(nèi)充氣系統(tǒng)和庫(kù)側(cè)卸料裝置。其中庫(kù)內(nèi)充氣系統(tǒng)包括：環(huán)形區(qū)卸料充氣槽、混合室攪拌充氣槽和隧道區(qū)輸送充氣槽，生料送入庫(kù)頂分配器，呈流態(tài)化均勻地分配到輸送斜槽中，通過(guò)斜槽下料口進(jìn)入貯存庫(kù)形成料層。庫(kù)底環(huán)形充氣槽分成四個(gè)區(qū)，由一臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)供氣，每個(gè)區(qū)包括三個(gè)充氣單元。通過(guò)電磁閥控制單個(gè)充氣單元的循環(huán)充氣，分塊切割料層，卸入混合室。混合室充氣槽也分成四個(gè)區(qū)，由兩臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)供氣。通過(guò)電磁閥控制，以“一區(qū)強(qiáng)其余三區(qū)弱”的方式，輪換充氣攪拌混合室內(nèi)的生料，形成一定高度的流態(tài)化料層，后由隧道區(qū)上卸料口卸出。
2　PLC控制電氣設(shè)計(jì)
2.1　硬件設(shè)計(jì)
為滿足PLC控制與S7400PCS系統(tǒng)連接及設(shè)備控制要求，設(shè)置了S1自動(dòng)／手動(dòng)／機(jī)旁切換和S2中控／本控切換。當(dāng)S1在自動(dòng)位置時(shí)，S2可以選擇中控計(jì)算機(jī)起／停操作或本控PLC控制柜起／停操作。當(dāng)S1在手動(dòng)位置時(shí)，可由PLC控制柜上的按鈕來(lái)控制設(shè)備開(kāi)、停。當(dāng)S1在機(jī)旁位置時(shí)，可由機(jī)旁控制箱上的按鈕來(lái)控制設(shè)備開(kāi)、停。選用日本三菱公司的PLC：FX2－32MR擴(kuò)展FX－16EYR，對(duì)4臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)和20只電磁閥進(jìn)行控制。
2.2　軟件設(shè)計(jì)
程序設(shè)計(jì)采用梯形圖語(yǔ)言。根據(jù)控制原理，設(shè)計(jì)程序共分4個(gè)部分：
1）外環(huán)區(qū)順序控制部分。
2）內(nèi)環(huán)區(qū)“一強(qiáng)三弱”控制部分。
3）羅茨風(fēng)機(jī)電機(jī)控制部分。
4）方式切換和報(bào)警檢測(cè)部分。
為適應(yīng)生產(chǎn)工況的變化，程序中外環(huán)區(qū)和內(nèi)環(huán)區(qū)的時(shí)間可隨時(shí)調(diào)整并有記憶功能。均化周期為55min。
3　PLC系統(tǒng)安裝調(diào)試
電氣設(shè)計(jì)完畢后即可進(jìn)行控制系統(tǒng)的安裝、調(diào)試。在控制柜中安裝PLC，連接電源及輸入、輸出控制線路，輸入控制程序進(jìn)行調(diào)試。首先采用模擬調(diào)試，即切斷輸出電源，模擬各種輸入信號(hào)并對(duì)所有輸出信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，看程序各個(gè)部分的功能是否符合控制過(guò)程的要求，用以考察PLC控制程序的完整性和可靠性。然后接通PLC輸出電源，進(jìn)行空載聯(lián)動(dòng)試車(chē)，最后進(jìn)行帶負(fù)荷聯(lián)動(dòng)試車(chē)。
4　使用效果
1）PLC控制系統(tǒng)投入運(yùn)行后，出庫(kù)生料CaCO3的指標(biāo)全部合格，均化系數(shù)可達(dá)5.4，系統(tǒng)運(yùn)行良好。
2）每個(gè)充氣單元的時(shí)間參數(shù)可根據(jù)工藝的要求隨時(shí)調(diào)整，且有記憶功能，不受停電等因素的影響，修改參數(shù)方便。對(duì)各區(qū)充氣單元充氣順序的不同組合，可實(shí)現(xiàn)多種均化方式。還可控制環(huán)形區(qū)的卸料速度，使混合室內(nèi)的生料充分?jǐn)嚢璞３忠欢ǖ牧鲬B(tài)化料層高度，保證了均化效果，滿足了工藝的要求。
3）控制功能軟件化簡(jiǎn)化了控制設(shè)備，節(jié)省了設(shè)備投資，同時(shí)增加了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，減少了維修工作量，降低了維修費(fèi)用。系統(tǒng)切換靈活，操作簡(jiǎn)單方便，崗位工人容易掌握。