SIMATIC S7—300和MP277觸摸屏在立式輥磨機(jī)控制中的應(yīng)用

劉宇

摘 ?要：隨著北方重工集團(tuán)有限公司立式輥磨機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)不斷升級(jí)，越來(lái)越多的立式輥磨機(jī)的電氣控制采用，可編程控制器和觸摸屏等先進(jìn)技術(shù)，這樣大大提高了立式輥磨機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的故障診斷和日常維護(hù)等成本，文章主要介紹SIMATIC S7-300和MP277觸摸屏在MLS4531立式輥磨機(jī)控制中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：立式輥磨機(jī);S7-300;MP277觸摸屏;穩(wěn)定;可靠

1 SIMATIC S7-300及MP277觸摸屏簡(jiǎn)介

SIMATIC S7-300是一種模塊化微型PLC系統(tǒng)，包括離散量、模擬量、特殊I/O模塊和相關(guān)外圍設(shè)備，能滿足中、小型規(guī)模規(guī)格的產(chǎn)品性能要求。該模塊具有多種性能，能全面滿足和適應(yīng)自動(dòng)化控制任務(wù)。簡(jiǎn)單的多界面網(wǎng)絡(luò)能力和分布式結(jié)構(gòu)，方便用戶和簡(jiǎn)易的無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)。當(dāng)控制程序很多時(shí)，還可任意擴(kuò)展集成功能。SIMATIC S7-300控制器具備強(qiáng)大的處理能力，可以靈活地進(jìn)行選擇和配置其通訊網(wǎng)絡(luò)、功能模塊、存儲(chǔ)容量。同時(shí)，還有各種網(wǎng)絡(luò)通訊模塊可供選擇。允許用戶根據(jù)不同應(yīng)用的需要來(lái)制定其控制系統(tǒng)，運(yùn)行安全可靠。

MP277觸摸屏作為西門(mén)子操作面板系列之一，是人和機(jī)器的完美接口。觸摸屏的分辨率和色彩度高;堅(jiān)固、緊湊和多種功能，具備在線模擬創(chuàng)新功能以及300多種配方，支持VB腳本功能。人機(jī)界面組態(tài)軟件WinCC flexible應(yīng)用靈活，支持多種語(yǔ)言的組態(tài)，創(chuàng)新的HMI理念。通過(guò)Web進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和維護(hù)，SMS和E-mail支持，開(kāi)放簡(jiǎn)易擴(kuò)展模塊的功能，可集成到TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中去。

2 MLS4531立式輥磨機(jī)簡(jiǎn)介

MLS立式磨分磨輥、磨盤(pán)座、主傳動(dòng)、主減速機(jī)、潤(rùn)滑、液壓張緊、三道閘門(mén)、密封空氣、選粉等部分組成。

MLS4531立式輥磨機(jī)是我廠在引進(jìn)西德技術(shù)的基礎(chǔ)上，由設(shè)計(jì)人員通過(guò)消化，吸收自主研發(fā)的大型水泥生料磨的新產(chǎn)品。它具有節(jié)能，環(huán)保，低耗，產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，是在國(guó)際上正廣泛應(yīng)用的先進(jìn)設(shè)備。

在國(guó)內(nèi)外，由于其性能，環(huán)保特點(diǎn)使立磨在電力，水泥等行業(yè)得到日益廣泛的應(yīng)用，它集水泥原料（石灰石，黏土，鐵粉等）的烘干，研磨，分選于一體，占地面積小，生產(chǎn)效率高，且不污染環(huán)境。文章選用的立磨控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用德國(guó)西門(mén)子公司SIMATIC S7-300系列的控制系統(tǒng)，經(jīng)調(diào)試運(yùn)行的檢驗(yàn)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

3 MLS4531立式輥磨機(jī)的電氣控制系統(tǒng)組成

3.1 電氣控制系統(tǒng)的組成

MLS4531立磨系統(tǒng)的主電機(jī)也是高壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在中央控制系統(tǒng)的控制部分，不進(jìn)入該系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)立磨的輔助設(shè)備，包括密封風(fēng)機(jī)、潤(rùn)滑站、張緊站、分離器電機(jī)、閘門(mén)站和輔傳電機(jī)等。

在這個(gè)系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)所有的信號(hào)起停（密封風(fēng)機(jī)、潤(rùn)滑站、張緊站、電機(jī)閘門(mén)站等），輸入輸出信號(hào)（壓差、油位、冷卻水、溫度、軸承瓦溫度檢測(cè)信息）進(jìn)入PLC控制柜，再由PLC控制柜通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式將信號(hào)送到DCS中央控制系統(tǒng)，來(lái)控制磨機(jī)系統(tǒng)的停止和啟動(dòng)，以及接收停機(jī)信號(hào)后跳停主電機(jī)等。按照PLC存儲(chǔ)器中根據(jù)設(shè)備生產(chǎn)工藝要求編制的程序，輸入指令信號(hào)，PLC作出判斷和邏輯處理，發(fā)出指令，使立磨的各個(gè)部分按著要求工作。在這個(gè)控制系統(tǒng)里，PLC系統(tǒng)只作為DCS系統(tǒng)的一個(gè)從站。

3.2 MLS 4531立式輥磨機(jī)的PLC系統(tǒng)

本MLS4531立式輥磨機(jī)采用的CPU是西門(mén)子S7-300，315-2DP，主要技術(shù)指標(biāo)參數(shù)：

（1）內(nèi)置工作存儲(chǔ)器128kb，支持最大可插拔存儲(chǔ)卡8m;（2）內(nèi)置RS-485接口;（3）S7記數(shù)器256個(gè)，S7定時(shí)器256個(gè);（4）支持模擬量通道2028，最大數(shù)字量通道32768。

本立式磨機(jī)系統(tǒng)的可編程控制器PLC選用三個(gè)11槽的框架，每個(gè)框架最多可安裝11個(gè)模塊，每個(gè)框架都選用獨(dú)立電源，電源模塊安裝在框架的最左側(cè)。其PLC硬件組成：

CPU：315-2DP，1塊

電源：PS307-5A，1塊;PS307-2A，2塊

槽框架：RACK300，860mm（3個(gè)）

接口模塊：IM361，2塊，IM360（1塊）

輸入模板：SM321-DI32（1塊）;SM321-DI16 （6塊）

輸出模板：SM322-D016（4塊）

模入模塊：SM331-AI8 （8塊）

并配有觸摸屏：MP277（10.4寸 24K彩色）（1塊）

3.3 MLS 4531立式輥磨機(jī)的程序

根據(jù)工藝要求，采用Step-7系統(tǒng)的編程軟件，在CPU模塊中裝載MLS4531立式輥磨機(jī)控制程序，磨機(jī)開(kāi)機(jī)順序如下：

（1）控制柜備妥→DCS驅(qū)動(dòng)→張緊電機(jī)啟動(dòng)→提升磨輥（砸門(mén)電機(jī)啟動(dòng)、分離器電機(jī)啟動(dòng)）→允許啟動(dòng)主電機(jī)→主電機(jī)運(yùn)行

（2）控制柜備妥→DCS驅(qū)動(dòng)→密封風(fēng)機(jī)啟動(dòng)→低壓泵啟動(dòng)→高壓泵啟動(dòng)→閘門(mén)電機(jī)啟動(dòng)（提升磨輥、分離器電機(jī)啟動(dòng)）→允許啟動(dòng)主電機(jī)→主電機(jī)運(yùn)行

（3）控制柜備妥→DCS驅(qū)動(dòng)→密封風(fēng)機(jī)啟動(dòng)→分離器油泵風(fēng)機(jī)啟動(dòng)→分離器電機(jī)啟動(dòng)（提升磨輥、砸門(mén)電機(jī)啟動(dòng)）→允許啟動(dòng)主電機(jī)→主電機(jī)運(yùn)行

其中控制柜備妥信號(hào)包括：張緊站溫度不低、潤(rùn)滑稀油站溫度不低、三道閘門(mén)站溫度不低、密封風(fēng)機(jī)備妥、選粉機(jī)備妥、潤(rùn)滑稀油站低壓泵電機(jī)和高壓泵電機(jī)備妥、三道閘門(mén)站電機(jī)備妥、輔傳電機(jī)備妥、張緊站電機(jī)備妥。

磨機(jī)停機(jī)順序如下：

（1）停主電機(jī)→DCS驅(qū)動(dòng)取消→提升磨輥→張緊電機(jī)停止（低壓泵停止、分離器電機(jī)停止）→密封風(fēng)機(jī)停止

（2）停主電機(jī)→DCS驅(qū)動(dòng)取消→閘門(mén)電機(jī)停止→高壓泵停止→低壓泵停止（張緊電機(jī)停止、分離器電機(jī)停止）→密封風(fēng)機(jī)停止

（3）停主電機(jī)→DCS驅(qū)動(dòng)取消→閘門(mén)電機(jī)停止→分離器油泵風(fēng)機(jī)停止→分離器電機(jī)停止（張緊電機(jī)停止、低壓泵停止）→密封風(fēng)機(jī)停止

4 磨機(jī)的觸摸屏

MLS4531立式輥磨機(jī)的監(jiān)控和操作都在觸摸屏上進(jìn)行，觸摸屏是10寸（西門(mén)子MP277），在觸摸屏上可手動(dòng)啟動(dòng)張緊站電機(jī)、啟動(dòng)密封機(jī)、分離器電機(jī)、潤(rùn)滑站電機(jī)，三道閘門(mén)站電機(jī)和輔傳電機(jī)等，還能對(duì)潤(rùn)滑壓力、密封風(fēng)機(jī)壓力和張緊站壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和操作。根據(jù)客戶的要求該項(xiàng)目設(shè)計(jì)了幾款界面：（1）主界面：設(shè)計(jì)了觸摸屏的默認(rèn)系統(tǒng)界面，系統(tǒng)啟動(dòng)后將進(jìn)入此系統(tǒng)界面，此界面可以切換到其他界面中。（2）操作界面：控制磨機(jī)的相應(yīng)輔機(jī)啟動(dòng)和停止，顯示電機(jī)的備妥和運(yùn)行等信號(hào)。（3）監(jiān)控界面：實(shí)時(shí)監(jiān)控密封風(fēng)機(jī)、張緊液壓站和潤(rùn)滑站等的模擬量。（4）消息界面：運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員可隨時(shí)查閱查看報(bào)警的信息，及時(shí)準(zhǔn)確、快速的解決處理問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)

文章對(duì)MLS4531立式輥磨機(jī)現(xiàn)場(chǎng)的電氣系統(tǒng)控制的調(diào)試，使用合理的S7-300西門(mén)子可編程控制器和MP277觸摸屏，大大提升了磨機(jī)的工作穩(wěn)定性，同時(shí)滿足了磨機(jī)的工藝、設(shè)計(jì)、技術(shù)等控制要求。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的各種故障問(wèn)題也及時(shí)有效的解決，因此得到了客戶的極大好評(píng)。該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)數(shù)十臺(tái)設(shè)備的應(yīng)用，技術(shù)已經(jīng)非常成熟。對(duì)于其他規(guī)格的磨機(jī)也有很好的參考和借鑒價(jià)值。

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