鉛冶煉全自動(dòng)化運(yùn)輸線機(jī)組的研制

彭 俊

（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

鉛冶煉全自動(dòng)化運(yùn)輸線機(jī)組的研制

彭 俊

（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

介紹一套自主研發(fā)的鉛冶煉全自動(dòng)化運(yùn)輸線機(jī)組，重點(diǎn)闡述該運(yùn)輸線機(jī)組電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路及特點(diǎn)。該機(jī)組結(jié)合了九江鉛鋅冶煉廠鉛系統(tǒng)生產(chǎn)實(shí)際情況和工藝要求，全自動(dòng)化的高效工作和運(yùn)行模式，大大降低了人力，物力的投入，多種模式和便捷的應(yīng)用加上穩(wěn)定的運(yùn)行，更節(jié)約了維修時(shí)間和成本。

設(shè)備國(guó)產(chǎn)化；自動(dòng)化；無(wú)線通訊技術(shù)；PLC；變頻器

1 引言

九江鉛鋅冶煉廠鉛系統(tǒng)運(yùn)輸線機(jī)組是由冶金化工工程有限公司自主研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造的一套適用于各種行業(yè)流水線生產(chǎn)作業(yè)的運(yùn)輸線機(jī)組。該機(jī)組是在對(duì)比傳統(tǒng)鉛生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)的科學(xué)生產(chǎn)設(shè)計(jì)理念，結(jié)合九江鉛鋅冶煉廠鉛系統(tǒng)生產(chǎn)實(shí)際情況和工藝要求，通過(guò)一年的時(shí)間設(shè)計(jì)完成并投入生產(chǎn)。整套機(jī)組研制基于一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，全自動(dòng)化控制邏輯，高效節(jié)能的運(yùn)行模式，采用PLC控制，易于維護(hù)和擴(kuò)展；電機(jī)采用變頻調(diào)速控制，節(jié)能高效，大大提高了機(jī)組的可靠性和穩(wěn)定性；全中文式人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)，使操作變得直觀而簡(jiǎn)單。該系統(tǒng)包括完備的報(bào)警信息系統(tǒng)，使機(jī)組的故障處理變得簡(jiǎn)單、高效而快速，同時(shí)根據(jù)用戶需求，完善了機(jī)組功能模式，能夠輕松便捷的應(yīng)對(duì)各種突發(fā)事故。

2 運(yùn)輸線組成及工藝流程簡(jiǎn)介

鉛鋅冶煉廠鉛系統(tǒng)產(chǎn)品有鉛陽(yáng)極、析出鉛板、鉛殘極板等，都分別存放在分散獨(dú)立的區(qū)域，因此設(shè)計(jì)的鉛系統(tǒng)運(yùn)輸線機(jī)組由陽(yáng)極板轉(zhuǎn)運(yùn)小車，析出鉛運(yùn)輸線機(jī)組、殘極板轉(zhuǎn)運(yùn)小車、殘極板運(yùn)輸線機(jī)組幾部分組成。

鉛系統(tǒng)運(yùn)輸線機(jī)組輸送流程如下：

圖1 鉛系統(tǒng)運(yùn)輸線機(jī)組輸送流程圖

鉛陽(yáng)極板通過(guò)陽(yáng)極轉(zhuǎn)輸小車，運(yùn)送至鉛電解區(qū)域，電解后的析出鉛通過(guò)洗滌機(jī)組后進(jìn)入析出鉛運(yùn)輸線，由析出鉛運(yùn)輸線運(yùn)送至電鉛鍋區(qū)域，進(jìn)行最后的鉛錠澆鑄。電解后的鉛殘極通過(guò)殘極板轉(zhuǎn)運(yùn)小車運(yùn)送至殘極運(yùn)輸機(jī)組，由殘極機(jī)組將殘極板運(yùn)輸至電鉛鍋，完成一次生產(chǎn)周期，而電鉛鍋融化之后的鉛水再由立模機(jī)組澆鑄成陽(yáng)極板，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)生產(chǎn)。

3 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鉛冶煉運(yùn)輸線機(jī)組自動(dòng)化控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2，機(jī)組控制核心采用PLC（歐姆龍CS1G-CPU63H系列）控制，以太網(wǎng)模塊（歐姆龍CS1W-ETN21-V1系列）搭載完全自主設(shè)計(jì)、研發(fā)的全中文人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)（歐姆龍NS12-TS01B-V2系列觸摸屏），總線模塊（歐姆龍CS1W-DRM21-V1系列）搭載遠(yuǎn)程I/O模塊［1］，采用Devicenet網(wǎng)絡(luò)通訊平臺(tái)輕松實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端過(guò)程控制。

圖2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖3 鉛運(yùn)輸線機(jī)組線體總況圖

鉛冶煉運(yùn)輸線機(jī)組采用電機(jī)傳動(dòng)方式，變頻器采用ABB PowerFlex 750系列，使整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行更加平穩(wěn)，定位更加精準(zhǔn)，輕松實(shí)現(xiàn)無(wú)極變速，大大加強(qiáng)了整個(gè)機(jī)組運(yùn)行的靈活性［4］。

設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下：

（1）機(jī)組采用Devicenet網(wǎng)絡(luò)通訊平臺(tái)，是一種簡(jiǎn)單、廉價(jià)而且高效的網(wǎng)絡(luò)解決方案［6］。Devicenet是一個(gè)開放式的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，Devicenet協(xié)議可通過(guò)同一網(wǎng)絡(luò)，在處理數(shù)據(jù)交換的同時(shí)對(duì)Devicenet設(shè)備進(jìn)行配置和參數(shù)設(shè)置，是復(fù)雜的系統(tǒng)試運(yùn)行和維護(hù)變得比較簡(jiǎn)單［2］。

（2）運(yùn)載小車采用低壓36V三相導(dǎo)電軌取電，確保操作安全。小車側(cè)部安裝三相集電器，通過(guò)集電器把36V的電壓通過(guò)小車上的升壓變壓器轉(zhuǎn)換為380V，為小車提供動(dòng)力和控制電源。

運(yùn)載小車采用無(wú)線通訊技術(shù)，輕松實(shí)現(xiàn)運(yùn)載小車的無(wú)線遙控和PLC的遠(yuǎn)端過(guò)程控制，真正實(shí)現(xiàn)小車和控制柜的完全“分離”，在技術(shù)上是一種突破和進(jìn)步［1］。使用無(wú)線通訊大大簡(jiǎn)化了施工硬接線的敷設(shè)，減少了故障點(diǎn)。運(yùn)載小車的行走和提升電機(jī)均采用變頻控制，小車運(yùn)行平穩(wěn)，定位精準(zhǔn)，同時(shí)小車還配備了3色指示燈和報(bào)警器，使運(yùn)行更為安全，設(shè)備的報(bào)警系統(tǒng)完備，安全系數(shù)高。

（3）鉛系統(tǒng)運(yùn)輸線屬于重載性機(jī)組，要求在較小的啟動(dòng)電流中獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，所以運(yùn)輸線采用變頻控制［5］。變頻器可以啟動(dòng)重載負(fù)荷，起動(dòng)電流小、起動(dòng)平穩(wěn)、對(duì)設(shè)備沖擊小，同時(shí)機(jī)組也更加節(jié)能，可降低生產(chǎn)成本，通過(guò)和PLC相連，得到運(yùn)行狀態(tài)指令，輕松實(shí)現(xiàn)電機(jī)的啟動(dòng)，停止及調(diào)速等功能，使控制變得更方便，控制系統(tǒng)更簡(jiǎn)單［3］。

圖4 鉛運(yùn)輸線機(jī)組區(qū)域狀態(tài)界面

（4）殘極運(yùn)輸線機(jī)組負(fù)責(zé)運(yùn)送鉛殘極板至電鉛鍋進(jìn)行回爐融化，機(jī)組同樣在PLC程序設(shè)計(jì)方面，采用功能能塊程序化處理，殘極運(yùn)輸線機(jī)組頂升系統(tǒng)采用氣動(dòng)方式，不僅可以滿足生產(chǎn)的需要，同時(shí)也減少了建立液壓站的費(fèi)用，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染，作業(yè)環(huán)境好。

表1 幾種國(guó)內(nèi)常見運(yùn)行方式對(duì)比一覽表

（5）為了方便操作，自主研發(fā)了全中文觸摸屏人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)（見圖3、 圖4），根據(jù)生產(chǎn)和用戶的需求，對(duì)機(jī)組設(shè)計(jì)了全開式機(jī)組狀態(tài)顯示功能，在人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)界面上能全面顯示出機(jī)組的狀態(tài)，操作人員可輕松、準(zhǔn)確的掌控機(jī)組當(dāng)前的運(yùn)行狀況，同時(shí)機(jī)組具有準(zhǔn)確的計(jì)數(shù)功能，能準(zhǔn)確計(jì)算和顯示出運(yùn)輸線上鉛跺的數(shù)量和全天的鉛跺入鍋數(shù)量。

在人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)添加了詳盡的報(bào)警信息指示，當(dāng)機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，在人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)中能快速找出故障原因，便于故障的處理和及時(shí)的恢復(fù)。

4 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

鉛冶煉運(yùn)輸線機(jī)組設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化，全自動(dòng)化的高效工作模式和運(yùn)行模式，大大降低了人力，物力的投入。機(jī)組多種模式和便捷的應(yīng)用以及穩(wěn)定的運(yùn)行，更節(jié)約了維修時(shí)間和成本。機(jī)組的設(shè)計(jì)的優(yōu)化，以帶減速機(jī)的變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶滑輪的拖鏈傳動(dòng)方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的叉車或小火車運(yùn)輸鉛跺/鉛板，大大降低了運(yùn)行費(fèi)用，節(jié)省了能源，減少了廢氣量的排放（見表1）。

5 結(jié)束語(yǔ)

國(guó)產(chǎn)化設(shè)備可以更有效的貼合工廠生產(chǎn)的實(shí)際需要，從性能和適用性上都更加優(yōu)于進(jìn)口設(shè)備，并且大大的降低設(shè)備投入成本。這套鉛系統(tǒng)運(yùn)輸線自投產(chǎn)以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定、故障率低于鉛系統(tǒng)的其他進(jìn)口設(shè)備，在鉛冶煉行業(yè)具有很好的推廣價(jià)值，在同類行業(yè)中具有很大的應(yīng)用價(jià)值。

［1］歐姆龍自動(dòng)化（中國(guó)）有限公司. 歐姆龍工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品選型指南[J]. 2010:377,405.

［2］王仁祥, 王小曼. 現(xiàn)代可編程序控制器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)[M]. 北京:中國(guó)電力出版社, 2006:125-130.

［3］張燕賓. 變頻調(diào)速460問(wèn)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2007:349-350.

［4］羅克韋爾自動(dòng)化有限公司. PowerFle750系列交流變頻器用戶手冊(cè)[J]. 2011:1-23

［5］吳浩烈. 電機(jī)及電力拖動(dòng)基礎(chǔ)[M]. 重慶:重慶大學(xué)出版社, 2003:169-170.

［6］邱松偉. 可編程控制器網(wǎng)絡(luò)通信及應(yīng)用[M]. 北京:清華大學(xué)出版社, 2000:3-5.

Manufacture of Automatic Transportation Lines of Lead Smelting

PENG Jun
（Guixi Smelter of Jiangxi Copper Corporation, Guixi 335424, Jiangxi, China）

In this article, a series of automatic transportation lines to the lead smelting with independent research and development is introduced, the design proposal of electric control system and characteristic are elaborated. Combined with the actual production and process requirements of Lead production line in Jiujiang lead and zinc smelter, the automatic transportation line with which fully automatic efficient working and operating mode, highly reduces the labor and Resources. A variety of patterns and convenient application as well as reliable operation even more saves service time and costs.

localization of equipment；automation；wireless communication technology；programmable logic controllers；frequency transformer

TF812

A

1009-3842（2015）05-0072-04

2015-08-10

彭?。?982-），男，四川內(nèi)江人，本科，主要從事電氣檢修工作。E-mail:174451607@qq.com