智能控制器在上料系統(tǒng)的應(yīng)用

宋玉軍,安 永

(唐山三友集團化工股份公司,河北 唐山 063305)

智能控制器在上料系統(tǒng)的應(yīng)用

宋玉軍,安 永

(唐山三友集團化工股份公司,河北 唐山 063305)

介紹智能主令控制器在石灰窯上料系統(tǒng)的應(yīng)用,主要介紹了智能主令控制器原理、操作調(diào)整及其特點。

石灰窯;卷揚機;智能控制器

在石灰窯上料系統(tǒng)中,控制上料斗行程的裝置,一般稱為控制器或調(diào)節(jié)器。目前純堿行業(yè)普遍采用傳統(tǒng)的機械式有觸點的控制器,近幾年有的廠家雖將觸點開關(guān)改為了無觸點的接近開關(guān),但仍沒有徹底擺脫機械式控制器的諸多缺點,如:精度低、故障率高、操作調(diào)整不便等。我公司自投產(chǎn)以來曾因控制器原因發(fā)生重大事故3起,直接損失幾十萬元,小故障也時常發(fā)生。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,新型旋轉(zhuǎn)編碼器在冶金、煤礦、焦化等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。為此公司經(jīng)過多方的考察,決定采用萬泰公司的智能主令控制器。

1 智能主令控制器原理

智能主令控制器主要分為現(xiàn)場變送單元和主控單元兩部分,如圖1?，F(xiàn)場變送單元包括絕對值型旋轉(zhuǎn)編碼器和傳動機構(gòu),主控單元由PLC(可編程序控制器)和 TD400C(操作員界面)組成?，F(xiàn)場變送單元一般通過齒輪與卷揚機轉(zhuǎn)鼓連接,這樣可以減少軸向和徑向的竄動對旋轉(zhuǎn)編碼器的影響。

圖1 智能控制器結(jié)構(gòu)圖

其工作原理是當(dāng)卷揚機轉(zhuǎn)動時,卷揚機通過現(xiàn)場變送單元的傳動機構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)編碼器一起轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)編碼器將上料斗的位移轉(zhuǎn)化成格雷碼,發(fā)送到PLC的輸入端,PLC再將采集到的格雷碼進行譯碼、累加、計算等運算處理,并將被控設(shè)備的位移通過TD400C的“當(dāng)前位”顯示出來,同時把“當(dāng)前位”與TD400C中的各可調(diào)設(shè)定參數(shù)相比較,在滿足設(shè)定條件時發(fā)出相應(yīng)的控制信號,從而實現(xiàn)被控設(shè)備的精確定位。而且還可以實時檢測判斷超速、零速、或溜車等故障,若出現(xiàn)上述故障時,能提供故障輸出,并從 TD400C提示故障報警,記錄報警時間及報警種類,也可實施報警保護,可有效預(yù)防重大惡性事故。

2 操作調(diào)整

2.1 設(shè)定原點

原點就是一個參考點,理論上可以選取任意位置為原點,但一般將原點選在上料架底部裝料位置,這主要是為了以后調(diào)整方便。因為原點為物理固定點時,如出現(xiàn)特殊情況需要重新設(shè)定原點,上、下限位的碼值基本不變,可不作調(diào)整,而上料架底部裝料位置是一個最易找到、便捷的物理固定點。

2.2 上、下限位原始調(diào)整

手動向上開上料斗,讓上料斗從上料架底部裝料位置運行到上料架頂部倒料位置,觀察并記錄TD400C所顯示的“當(dāng)前位”的變化范圍。比如當(dāng)前上料斗就在上料架底部裝料位置時對應(yīng)的“當(dāng)前位”為0,當(dāng)上料斗在上料架頂部倒料位置時對應(yīng)的“當(dāng)前位”為35.00 m時,可首先將上限位設(shè)定在33.00 m左右,主要是因為要考慮上料斗低速上升和低速下降時的慣性量。再手動開車觀察自動停車時的當(dāng)前位(假定為33.50 m),此時當(dāng)前位數(shù)值與設(shè)定值之差為0.50 m,即為慣性量,因此上限位應(yīng)設(shè)定為34.50 m,下限位應(yīng)設(shè)定為0.50 m即可。

2.3 限位細(xì)調(diào)

正常運行后,觀察上料斗上升到上限位實際停止時是否能倒盡料;上料斗下降到下限位實際停止時裝料位置是否合適,再對上、下限位進行微調(diào)。如果新更換的鋼絲繩將隨著鋼絲繩的延伸變形,要在初次使用的幾天內(nèi)細(xì)調(diào)幾次。限位細(xì)調(diào)只需增減數(shù)值,可在運行中調(diào)整,方便快捷。

3 智能主令控制器特點

3.1 運行可靠

該智能控制器由先進、可靠的PLC與絕對型旋轉(zhuǎn)編碼器組成,通過旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生的位置碼實現(xiàn)對現(xiàn)場物體位移的檢測,然后經(jīng)PLC譯碼、運算、分析,產(chǎn)生不同的控制信號和各種保護輸出,同時為了更加安全可靠,我們對上、下限位分別設(shè)定了一組常開點和常閉點進行輸出顯示,避免中間繼電器故障發(fā)生事故。老式控制器由凸輪和觸點組成,其中觸點部分故障較多,調(diào)整相當(dāng)麻煩。而該智能控制器設(shè)計思想是用弱電控制強電,用程序邏輯代替機械凸輪的動作,以無觸點代替有觸點。這樣就避免了許多機械故障,從而大大提高了智能控制器運行的可靠性。

3.2 控制精度高

該智能控制器的分辨率可以達(dá)到毫米級,精確度相當(dāng)高,能夠適應(yīng)需要精確定位和精確限位控制的場合。萬泰公司使用的旋轉(zhuǎn)編碼器1周為256個位置碼,我公司卷揚機轉(zhuǎn)鼓直徑為620 mm,若采用1∶1安裝方式,每碼產(chǎn)生的位移620×3.14÷256=7.6 mm。如果需要更精確定位,可采用不同齒數(shù)安裝方式實現(xiàn)。而老式控制器采用凸輪閉合、斷開觸點,其精度很低,不能滿足自動控制過程中精確控制的要求。

3.3 響應(yīng)速度快

該智能控制器由于采用了可編程序控制器進行控制,因此其響應(yīng)速度相當(dāng)快,其響應(yīng)速度可達(dá)微秒級。

3.4 調(diào)整靈活方便

該智能控制器的調(diào)整無需任何工具,僅需對操作員界面進行操作,即可達(dá)到調(diào)整的目的。同時設(shè)備不必停車即可對控制信號的輸出位置通過操作員界面進行調(diào)整,熟練的操作者只需幾秒鐘即可完成,與老式控制器相比,可以節(jié)約時間,減少勞動強度,從而提高經(jīng)濟效益。

3.5 保護功能齊全

當(dāng)卷揚機出現(xiàn)運行信號與轉(zhuǎn)鼓位移不一致、沒有位移等情況時,可發(fā)出相應(yīng)的報警或停車信號。

4 結(jié) 語

1)我公司10#石灰窯自2010年8月份投用后,沒有因智能控制器原因發(fā)生過轍、墩底等微小故障,上料系統(tǒng)運行平穩(wěn)、可靠。

2)注意事項:卷揚機在運行過程中嚴(yán)禁設(shè)定原點。當(dāng)智能控制器失電后,須確保卷揚機不轉(zhuǎn)動,如果卷揚機在控制器失電后有轉(zhuǎn)動,再次上電后,應(yīng)使上料斗回到原點位置,重設(shè)定原點。

TP 273.5;TQ 054.1

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1005-8370(2011)03-36-02

2010-10-19