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随着炭阳极生产规模的扩大及对自动化程度要求的不断提高,传统工艺配置已 跟不上时代的步伐,为满足生产要求,降低生产操作强度,济宁碳素公司在不断吸取国内外同行业先进技术的基础上,自行设计出一套具有较高智能、高可靠度的自 动化上料控制系统。传统的控制方法是采用复杂的边锁、互锁,操纵反复、烦琐,操作工人上下、左右操作设备,运行可靠性差,维修周期长,大量占用劳动力;采 用PLC自动控制系统不仅能实现对开关量的逻辑控制,具有强大的计算功能,还能实现与工业计算机等智能设备之间的通信。因此,将PLC应用于上料系统的控 制,能很好的满足技术要求,具有操作简单、运行可靠、工业参数修改方便、自动化程度高等优点。不仅延长电气设备的运转周期,缩短故障维修时间,同时还可以 改善操作人员的工和环境,降低劳动强度,达到均匀送实,大幅度提高生产效率。

一、系统组成及控制工作过程

1.1机械部分

整套系统由3台提升机、1 台输送机、1台螺旋机、2台喂料机及2台加料车组成。

1.2电气部分

电气部 分主要由1台电控柜、1台带模拟屏的操作台、现场控制箱及检测开关组成。PLC选用OMRN-CPM2AH系列可编程控制器,PLC是新一代具有丰富的软 件资源的现代化工业自动化控制器,是自动控制、计算机和通信技术相结合的产物。具有优越的控制性能,良好的性能价格比,较高的可靠性,和抗干扰能力,在自 动控制领域应用相当普遍。通过PLC与模拟屏进行通信,把电气传动和逻辑控制、自动测量和调节、数据计算和处理有机地结合起来,完成对整个系统的自动控 制。利用PLC控制器强大的内部资源,通过继电器控制的梯形图语言,用程序逻辑来代替硬线连锁,编制工艺程序,然后对执行器件进行控制,可以灵活地实现各 项功能,并可在恶劣环境下使用。

1.3工作过程

该系统没有手动/自动两种工作方式,手动工作时上料系统各个被控设备能够 单独运行,各个设备可以随意启动、停止,有利于设备能够单独运行,各个设备可以随意启动、停止,有利于设备在紧急情况下的检修与维护,一般手动为单体调试 时使用,系统设有必要的安全互锁。自动则是将所有设备按工艺要求,编制程序,完成对煅烧炉的加料及石油焦的存储。工作顺序为:加料车-提升机2-输送机- 喂料机-提升机-螺旋机-,为防止料仓缺料或溢满,设计料仓低、高位开关SL,当料位低于标定低料位时,此信号输入PLC,指示灯亮;当料位高于标定料位 时,此信号输入PLC,指示灯亮,发出报警,并能控制相应设备按一定的顺序开停。

二、PLC在系统中的应用及控制过程

上 料系统控制部分由 PLC、小型继电器、接近开关、效率接触器和运行状态指示灯组成。整个控制系统采用日本OMRON公司PLC-CPM2AH-60,输入信号主要为:操作 面板上的控制按钮信号、各设备运行反馈信号、加料小车限位料位开关信号、各料仓高低料位信号等,输出信号为模拟盘上工艺流程指示灯,电机控制信号及异常情 况下的报警等。电机连锁顺序控制,以简单易行的PLC内部程序取代以往繁复杂、故障率高的外部接线连锁控制,并实现操作工远程开、停电机的功能。

电 控部分的核心由一个60 点的可编程控制器(PLC)和部分显示控制仪及按钮组成,输入信号26个,输出信号20个。在自动状态下,旋转停止按钮,白夜切换按钮世换至白班,模拟屏 上白夜指示红灯亮,PLC检测到各设备的状态信号,同时按下自动上料按钮,设备按工作顺序运行,模拟屏上的上料指示灯亮,自动上料开始。当PLC检测到料 车、料仓的高低料位反馈信号,通过PLC输出信号控制各设备的停止。白夜切换开关切换到夜班,模拟屏上白夜指示灯绿灯亮,PLC检测到加料车位置时,提升 机2或3、仓3给料机先后运行,自动加料开始,模拟屏上相应的发光二极管绿色指示。

如果PLC检测不到设备的反馈信号,说明设备发生故障 或人为停止,模拟屏上发光二极管红色灯指示,报警信号灯亮(红色),提醒工作人员迅速采取措施,查清故障予以排除。

为了提高抗干扰能 力,PLC的外部控制电路强、弱电分开布置,弱信号输入采用屏蔽电缆,并严格要求接地电阻值。输入、输出电路和处理:(1)为防止高压串入低压以及以后检 修接线错误,PLC的输入、输出尽量采用小型继电器进行隔离接线,同时也避免了PLC内部继电器的损坏,造成不必要的损失,延长了PLC的使用寿 命。(2)输出回路中软件互锁,程序设计中充分考虑PLC与继电器运行方式上的差异,PLC采用串行扫描方式,继电器控制则采用并行运行方式,以满足系统 的控制功能。根据系统需要,充分运用PLC的数据传送和算术运算功能,充分发挥PLC的软件优势,赋予设备新的功能。延时时间继电器的处理,PLC的定时 器了通电延时,要实现通电延时,还必须对定时器进行必要的处理。

现场调试前的模拟调试运行。用PLC代替继电器控制,并非两种控制装置的 简单替代。由于原理上的差异,仅仅根据对逻辑关系的理解编制的程序并不一定正确,更谈上不是完善的。能否完全取代继电系统的功能,必须由实验验证。因而, 现场调试前的模拟调试运行是不可缺少的环节。改造后进行了试运行期间的跟踪监测,程序的优化和资料整理。仅仅通过调试试车还不足以暴露所有问题,因此,设 备投入运行后,负责发行的技术人员应跟班作业对设备运行跟踪检测,一方面可及时处理突发事件,另一方面可发现程序设计中的不足,对程序进行修改,完善和优 化,提高系统的可靠性。

三、系统特点

1)本套系统设有手动、自动两种操作模式。手动模式:操作现场控制箱上的按钮,可完 全脱离PLC单独运行。自动模式:操作室控制台上即可完成所有设备的启、停操作,若现场发现设备有故障时,可手动将现场控制箱面板上的控制旋转开关转向停 止位置,该设备即可停止运行,其他设备根据PLC内部程序做出相应动作,防止事故进一步扩大。

2)本套系统设有整个工艺模拟屏,可随时观 察设备运行状况,设备运行时模拟屏上有绿色灯光指示,故障或停止时红色灯光指示,指示灯为双色指示灯。

3)故障报警系统,在设备运行中, 当某一设备出现故障时,操作面板故障指示灯闪亮提示,几秒钏后设备依次停止运行,等故障排除后方可启车运行。

4)安全保障撒施,送电后电 源指示灯点亮,设备运行前,现场电铃鸣预警几秒后,所有设备将按工艺要求完成对煅烧炉的加料及石油焦的储存,所有动作将自动完成,当一台提升机出现故障 时,可操作提升机切换按钮,切换至另一台提升机运动,两台提升机互为务用,提升机指示灯也将以不同颜色显示。

四、结语

本 系统已投入运行,软件设计完善,功能齐全,运行效果稳定可靠,性能良好。PLC系统的运用,大大降低了操作工的工作强度,改善了工作环境,提高了工作效 率,达到了节能降耗的目的。该系统是PLC在实际生产中的成功应用,可为业内同行借鉴。

 

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