MLK礦渣立磨控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

【摘 要】本文主要論述礦渣立磨的主要組成部分以及生產(chǎn)工藝，并根據(jù)其特點(diǎn)設(shè)計(jì)整體的控制方案，完成系統(tǒng)的軟、硬件的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)已投入運(yùn)行，系統(tǒng)的可靠性、實(shí)時(shí)性良好，完全滿足設(shè)計(jì)的要求。

【關(guān)鍵詞】礦渣立磨 控制系統(tǒng) PLC

一、礦渣立磨控制系統(tǒng)的組成部分

根據(jù)礦渣立磨系統(tǒng)的工藝流程，可以將其分成四個(gè)部分進(jìn)行分析：①物料喂料輸送系統(tǒng)。主要包括定量給料機(jī)和膠帶機(jī)啟動(dòng)/停止，故障報(bào)警等，通過(guò)物料間既定的配比來(lái)實(shí)現(xiàn)立磨對(duì)物料的需求；②立磨主機(jī)系統(tǒng)。主電機(jī)潤(rùn)滑站、主減速機(jī)稀油站、磨輥潤(rùn)滑站、張緊站、選粉機(jī)以及磨機(jī)信號(hào)的采集等；③立磨輔機(jī)系統(tǒng)。保證系統(tǒng)正常運(yùn)行所需要的溫度、壓力、液位、成品收集等；④礦渣輸送及儲(chǔ)存系統(tǒng)。主要保證系統(tǒng)中成品輸送及儲(chǔ)存。

通過(guò)對(duì)以上四個(gè)部分的描述可知，作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部分立磨主機(jī)系統(tǒng)由于其控制的設(shè)備較多，各個(gè)設(shè)備間連鎖關(guān)系較為復(fù)雜，是整個(gè)系統(tǒng)的控制重點(diǎn)，另外三個(gè)系統(tǒng)是保證磨機(jī)配套設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的部分。

二、礦渣立磨控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的實(shí)際需求，設(shè)備的整體控制系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)PLC柜控制系統(tǒng)和中央控制系統(tǒng)（DCS）兩部分組成?，F(xiàn)場(chǎng)PLC柜控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集，監(jiān)控，報(bào)警，手動(dòng)啟動(dòng)設(shè)備以及設(shè)備的調(diào)試。中央控制系統(tǒng)（DCS）負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線的操作、監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)查詢等。

1.礦渣立磨控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

（1）物料喂料輸送系統(tǒng)主要包括定量給料機(jī)、入料膠帶機(jī)、出料膠帶機(jī)、斗式提升機(jī)、震動(dòng)器和除鐵器。根據(jù)事先設(shè)定的物料配比以及立磨的需要進(jìn)行程序編制，使其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)喂料的功能，同時(shí)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)采集立磨內(nèi)壓差具體數(shù)值以及料層的厚度自動(dòng)調(diào)節(jié)物料的進(jìn)入量。

（2）立磨主機(jī)系統(tǒng)由于其設(shè)備較多且系統(tǒng)關(guān)系復(fù)雜，所以這里的控制系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的PLC柜實(shí)現(xiàn)。

主電機(jī)潤(rùn)滑站系統(tǒng)中，通過(guò)對(duì)油泵的運(yùn)行狀態(tài)、油箱溫度、油壓、油位狀況分析來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的整體判斷，當(dāng)系統(tǒng)滿足相應(yīng)的條件時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)PLC柜系統(tǒng)發(fā)出允許主電機(jī)啟動(dòng)的信號(hào)。在主電機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，檢測(cè)并顯示電機(jī)定子和軸承座的溫度，并根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的報(bào)警上下限值對(duì)系統(tǒng)中采集到的信號(hào)進(jìn)行判斷，如果信號(hào)值到達(dá)系統(tǒng)極限，PLC柜進(jìn)行報(bào)警顯示，同時(shí)將系統(tǒng)的報(bào)警信息傳送至中央控制系統(tǒng)，中央控制柜根據(jù)具體情況進(jìn)行判斷。

主減速機(jī)稀油站控制系統(tǒng)中，稀油站本身自帶PLC控制系統(tǒng)，通過(guò)稀油站中自帶PLC發(fā)出的允許主電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)主電機(jī)的啟停控制。稀油站系統(tǒng)擁有兩臺(tái)低壓泵，其中一號(hào)泵為主泵，二號(hào)泵為備用泵，當(dāng)系統(tǒng)的低壓壓力未達(dá)到系統(tǒng)要求的壓力時(shí)，二號(hào)泵運(yùn)行直至系統(tǒng)達(dá)到預(yù)定的壓力值，否則二號(hào)泵不啟動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)的低壓壓力達(dá)到要求時(shí)，系統(tǒng)依次啟動(dòng)四臺(tái)高壓泵。在主減速機(jī)稀油站運(yùn)行過(guò)程中，監(jiān)視系統(tǒng)中的低壓壓力、高壓壓力、系統(tǒng)油溫度、推力瓦溫度、軸溫度以及油位的狀況，同時(shí)在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，不斷檢測(cè)稀油站PLC發(fā)出的一般報(bào)警與停機(jī)報(bào)警信號(hào)，當(dāng)其發(fā)出一般報(bào)警信號(hào)時(shí)，立磨的現(xiàn)場(chǎng)PLC柜收到報(bào)警信號(hào)，并將其顯示在觸摸屏中，同時(shí)，PLC柜系統(tǒng)將報(bào)警信號(hào)發(fā)送到中央控制系統(tǒng)中，DCS系統(tǒng)根據(jù)信號(hào)的類型，進(jìn)行故障檢測(cè)或者設(shè)備跳停。

磨輥潤(rùn)滑站系統(tǒng)中的加熱器和冷卻水通過(guò)檢測(cè)到控制系統(tǒng)中的油溫信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)開啟/關(guān)閉，同時(shí)在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)的油位、濾油器、溫度、油流等信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)信號(hào)數(shù)值超過(guò)所設(shè)置的極限值時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警顯示，并將信息傳入中央控制系統(tǒng)中，由操作人員進(jìn)行處理。

張緊站控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)通過(guò)接近開關(guān)來(lái)限制磨輥的最大行程，同時(shí)通過(guò)位移傳感器來(lái)顯示磨輥的實(shí)時(shí)高度，進(jìn)而觀察料層的厚度，同時(shí)通過(guò)接近開關(guān)和位移傳感器來(lái)控制磨輥的相關(guān)動(dòng)作。張緊站系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，監(jiān)視系統(tǒng)中油溫、液位、壓力、濾油器的狀態(tài)，并根據(jù)系統(tǒng)的要求設(shè)置報(bào)警極限值，根據(jù)采集到的信號(hào)值進(jìn)行報(bào)警顯示，并將報(bào)警信號(hào)傳送到DCS中，由DCS做出相應(yīng)的判斷。根據(jù)系統(tǒng)工藝的要求，由操作人員在觸摸屏上設(shè)置磨輥的壓力上限與壓力下限值，并可以實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)壓力的當(dāng)前值，系統(tǒng)正常工作時(shí)，壓力應(yīng)在上限與下限之間，當(dāng)系統(tǒng)壓力降至所設(shè)置的壓力下限以下時(shí)，張緊站油泵自動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)壓，而系統(tǒng)達(dá)到壓力上限時(shí)，張緊站油泵自動(dòng)停止加壓工作，系統(tǒng)可通過(guò)觸摸屏實(shí)時(shí)觀測(cè)磨輥的壓力值。在觸摸屏上設(shè)置有根據(jù)動(dòng)作閉合表而制作的按鈕，操作人員可以通過(guò)此按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)磨輥動(dòng)作的控制。

選粉機(jī)系統(tǒng)中通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)選粉機(jī)的轉(zhuǎn)速，而速度的改變正是調(diào)節(jié)物料系統(tǒng)的主要方式。選粉機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，物料的細(xì)度就越高；選粉機(jī)的轉(zhuǎn)速越低，物料的細(xì)度越低。

立磨主機(jī)系統(tǒng)采集系統(tǒng)的備妥、運(yùn)行、故障信號(hào)，同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的相關(guān)連鎖條件的啟動(dòng)/停止系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備以及主電機(jī)的啟動(dòng)/停止操作。

（3）立磨輔助設(shè)備主要包括立磨外循環(huán)部分，系統(tǒng)的收塵以及熱風(fēng)爐系統(tǒng)。立磨外循環(huán)、收塵部分以及熱風(fēng)爐系統(tǒng)。外循環(huán)在立磨投料之前啟動(dòng)運(yùn)行，收塵部分與系統(tǒng)的熱風(fēng)爐系統(tǒng)配合，通過(guò)主風(fēng)機(jī)的作用將爐溫升高，并利用風(fēng)機(jī)所抽取熱風(fēng)對(duì)立磨進(jìn)行烘磨處理，在輔助設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，觀察立磨的進(jìn)出口溫度、爐膛溫度、循環(huán)熱風(fēng)管的壓力、溫度等，并根據(jù)需要開啟熱風(fēng)閥與冷風(fēng)閥，當(dāng)各個(gè)參數(shù)達(dá)到系統(tǒng)的要求時(shí)，進(jìn)行立磨投料。

（4）礦渣輸送及儲(chǔ)存系統(tǒng)部分，主要包括斜槽風(fēng)機(jī)、袋收塵器、斗式提升機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)、電動(dòng)球閥、庫(kù)底卸料裝置 、高溫應(yīng)急閥、補(bǔ)冷風(fēng)閥。系統(tǒng)的啟動(dòng)順序是最先開啟斜槽風(fēng)機(jī)，其次開始袋收塵器，再次開啟斗式提升機(jī)，然后開始收塵器斜槽風(fēng)機(jī)庫(kù)底控制主要為均化控制，利用羅茨風(fēng)機(jī)并配合閥門實(shí)現(xiàn)對(duì)成品庫(kù)內(nèi)物料的均化。

2.控制系統(tǒng)的組成

礦渣立磨控制系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)PLC柜和中央控制系統(tǒng)兩部分組成。現(xiàn)場(chǎng)PLC柜部分與中央控制系統(tǒng)均采用西門子S7-300系列PLC，完成對(duì)磨機(jī)的實(shí)時(shí)控制與監(jiān)視，現(xiàn)場(chǎng)PLC柜通過(guò)西門子觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，對(duì)立磨系統(tǒng)進(jìn)行操作，其中觸摸屏的型號(hào)為MP277-10'，應(yīng)用的軟件為WINCC Flexible；中央控制系統(tǒng)采用DELL計(jì)算機(jī)，監(jiān)控軟件采用WINCC過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，對(duì)整個(gè)礦渣立磨系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、操作、控制?，F(xiàn)場(chǎng)PLC柜與中央控制系統(tǒng)通過(guò)Profibus DP進(jìn)行兩者間的相互通訊。根據(jù)工藝的要求通過(guò)Step7編寫程序，裝載入PLC的CPU中。

礦渣立磨自動(dòng)控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試使用，其選型合理，運(yùn)行良好，滿足立磨工藝與設(shè)計(jì)的需求。