矩型料場(chǎng)大跨距混勻堆取料自動(dòng)化控制系統(tǒng)

陳欣　李博

摘 要：該文主要描述自動(dòng)化控制系統(tǒng)在矩形料場(chǎng)大跨距混勻堆取料中的應(yīng)用，闡述了系統(tǒng)原理、項(xiàng)目結(jié)構(gòu)、解決方案構(gòu)成等，最后通過(guò)工程實(shí)例證明其優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：混勻堆取料 PLC 現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)動(dòng) 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

中圖分類號(hào)：TH237.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）01（b）-0064-01

1 系統(tǒng)概述

在鋼鐵、建材及能源行業(yè)中，對(duì)于某些生產(chǎn)原料如鋼鐵廠的鐵粉、水泥廠的石灰石和熱電廠的原煤等物料均化性能有著較高的要求，其均化比必須要控制在一定范圍內(nèi)，否則會(huì)對(duì)正常生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力供應(yīng)緊張問(wèn)題日顯突出，近期國(guó)內(nèi)擬建和在建了許多大裝機(jī)容量的火力發(fā)電廠。大裝機(jī)容量的火電廠對(duì)原煤混勻設(shè)備——堆取料機(jī)的控制部分提出了新的要求：防爆，堆取料能力大，堆料機(jī)懸臂長(zhǎng)，取料機(jī)跨距大等，針對(duì)這些情況，適用于電廠矩型料場(chǎng)的新型堆取料機(jī)逐漸被廣泛地應(yīng)用。

2 矩型堆場(chǎng)混勻堆取料機(jī)原理概述

矩型堆場(chǎng)混勻堆取料機(jī)一般用于鋼鐵、建材及能源企業(yè)原料場(chǎng)，通過(guò)堆料機(jī)將原料如鐵礦粉、石灰石、原煤等均勻地堆放在矩型料場(chǎng)上，然后通過(guò)取料機(jī)全斷面切片將物料輸送給下一級(jí)設(shè)備，通過(guò)這一堆一取的過(guò)程來(lái)完成物料的混勻。因此，其主要具備兩種功能：存儲(chǔ)功能和混勻功能。

正常工作時(shí)，堆料機(jī)和取料機(jī)在料場(chǎng)的兩個(gè)不同區(qū)域內(nèi)工作。例如，通過(guò)堆料機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)物料被均勻地一層一層堆放在料場(chǎng)上，待將整個(gè)料場(chǎng)的二分之一被堆滿時(shí)取料機(jī)便可取料。取料機(jī)通過(guò)料耙的前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)使物料向料堆底部滑落，最后通過(guò)取料機(jī)行走連續(xù)給進(jìn)和刮板的配合將已被混勻的物料取走并輸送給下一級(jí)生產(chǎn)設(shè)備。

3 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.1 地面電源箱 地面控制箱

堆取料機(jī)分別有獨(dú)立的地面電源箱和地面控制箱。地面電源箱將AC6KV的動(dòng)力電源通過(guò)動(dòng)力纜盤(pán)送至機(jī)上變電站。地面控制箱是堆取料機(jī)通訊的一個(gè)中轉(zhuǎn)站，通過(guò)控制纜盤(pán)與繼電器柜聯(lián)接起來(lái)，地面控制箱主要有兩個(gè)功能。

（1）堆取料機(jī)聯(lián)鎖 堆取料機(jī)屬大型移動(dòng)設(shè)備，而且在一個(gè)料場(chǎng)內(nèi)工作，為了保證堆取料機(jī)能夠在各自區(qū)域內(nèi)安全地工作，不產(chǎn)生例如相撞等危險(xiǎn)，要在堆取料機(jī)間聯(lián)接通訊電纜。通過(guò)通訊電纜來(lái)實(shí)時(shí)傳送堆料機(jī)和取料機(jī)的位置信息和狀態(tài)信息。堆料機(jī)和取料機(jī)在接收到對(duì)方信息后與自身狀態(tài)相比較，并作出判斷，最后判斷結(jié)論為正常時(shí)方可工作。

（2）與中央控制室進(jìn)行通訊 現(xiàn)代化的設(shè)備要有現(xiàn)代化的管理?；痣姀S為了整體掌握和控制全廠設(shè)備，一般都設(shè)有中央控制室，中央控制控制室。中央控制室向堆取料機(jī)發(fā)出的指令和堆取料機(jī)向中央控制室發(fā)出的狀態(tài)信息都是通過(guò)地面控制箱的中轉(zhuǎn)來(lái)完成的。

3.2 機(jī)上變電站

機(jī)上變電站的主要功能是將AC6KV的動(dòng)力電源變成AC380V的動(dòng)力電源。機(jī)上變電站由兩部分組成：高壓控制柜和干式變壓器。它具有獨(dú)立完整的繼電保護(hù)裝置，通過(guò)一套與上級(jí)變電站相配合的繼電保護(hù)裝置可為機(jī)上各驅(qū)動(dòng)部分和控制部分提供優(yōu)良可靠的電源。

3.3 低壓電源柜

低壓電源柜在接收到由機(jī)上變電站送來(lái)的AC380 V動(dòng)力電源后，一部分直接送給各驅(qū)動(dòng)部分，另一部分要再次變?yōu)锳C220 V和DC24 V的控制電源。

3.4 繼電器柜

繼電器柜主要用來(lái)隔離系統(tǒng)內(nèi)的輸入和輸出信號(hào)。來(lái)自中控室的控制信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)經(jīng)過(guò)繼電器柜內(nèi)的中間繼電器隔離后送給PLC，PLC進(jìn)行處理后發(fā)出相應(yīng)的控制指令，控制指令經(jīng)中間繼電器隔離后再去控制相應(yīng)的動(dòng)作。

3.5 PLC柜

PLC柜是整套控制系統(tǒng)的核心部分。所有的邏輯和運(yùn)算操作都是由PLC完成的。系統(tǒng)上電初始化后PLC立即對(duì)各被檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，運(yùn)算。如果設(shè)備正常則可以進(jìn)行相關(guān)的操作，如果有故障則有相應(yīng)的故障指示，并有聲光報(bào)警。在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中PLC也對(duì)設(shè)備各被檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集，有故障發(fā)生時(shí)PLC會(huì)發(fā)出相應(yīng)的處理指令，進(jìn)而保證設(shè)備的可靠安全運(yùn)行。

3.6 操作臺(tái)

操作臺(tái)是堆取料機(jī)機(jī)上操作的終端。除了常規(guī)的按鈕操作外，堆取料機(jī)控制系統(tǒng)還設(shè)置了觸摸屏操作模式。觸摸屏操作模式一方面可以使操作變得更直觀，另一方面由于觸摸屏上所有的操作都是下載于觸摸屏內(nèi)的程序與下載于PLC內(nèi)的程序按照一定的通訊協(xié)議來(lái)完成的。這就在一定程度上簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)控制方式由于硬件線路過(guò)于復(fù)雜而使維修不便的缺點(diǎn)，提高了以后在使用過(guò)程中設(shè)備維修、保養(yǎng)的效率。

3.7 現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

自動(dòng)化控制系統(tǒng)最終控制目標(biāo)是設(shè)備的各種具體動(dòng)作，而各種具體動(dòng)作最終都是由電機(jī)來(lái)完成的。因此可以說(shuō)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的最終控制目標(biāo)便是完成具體動(dòng)作的現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。堆料機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)是指：懸臂膠帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)、整車行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力纜盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制纜盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及懸臂俯仰液壓驅(qū)動(dòng)泵站。取料機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)動(dòng)是指：整車工作行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)、整車調(diào)車行走驅(qū)動(dòng)電機(jī)、耙車前后行液壓驅(qū)動(dòng)泵站、刮板驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力纜盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制纜盤(pán)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)是整個(gè)控制系統(tǒng)的神經(jīng)部分，它負(fù)責(zé)全車狀態(tài)檢測(cè)和位置檢測(cè)。所有檢測(cè)數(shù)據(jù)最終都交由PLC進(jìn)行處理。大跨距取料機(jī)的調(diào)偏方式一般采用目前比較先進(jìn)的模擬量接近開(kāi)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)的方式。大跨距下的這種檢測(cè)方式對(duì)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和可靠性將達(dá)到一個(gè)新高度。

4 結(jié)語(yǔ)

近幾年國(guó)內(nèi)堆取料機(jī)的制造業(yè)發(fā)展非常迅速，堆取料機(jī)正朝著機(jī)型越來(lái)越大，控制要求越來(lái)越高方向發(fā)展。具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)水平的電廠大型堆取料機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的成功勢(shì)必會(huì)對(duì)國(guó)內(nèi)將要建設(shè)的火力發(fā)電廠及選煤廠在設(shè)備選型方面產(chǎn)生重大影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 周志敏.UPS適用技術(shù)-應(yīng)用維護(hù)[M].人民郵電出版社，2003.

[2] 艾默生網(wǎng)絡(luò)能源公司.iTrust Industry UPS 單機(jī)及“1+1”冗余并機(jī)系統(tǒng)用戶手冊(cè).2005.endprint