氧化鋁高爐上料小車的控制

氧化鋁高爐上料小車的控制

0載料機床運行速度調(diào)整高卷上料卡車是石灰爐的主要生產(chǎn)設(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于有色金屬行業(yè)。卷上上料卡車在整個系統(tǒng)中起著重要作用。無論該設(shè)備是否正常運行，它都將直接影響高豆腐的狀況。根據(jù)石灰爐生產(chǎn)工藝要求,按下載料小車的上升按扭后,卷揚電機控制載料小車按低速運行,約10秒后載料小車上升速度由低速變高速,到爐頂前約10秒載料小車上升速度由高速變低速,載料小車到頂?shù)沽蠒r間約20秒,到底延時4秒后開始啟動皮帶載料。整個上料周期根據(jù)爐況及產(chǎn)量要求進行調(diào)整,載料小車的運行模式由主令控制器和PLC來實現(xiàn),運行速度大小由變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)。1系統(tǒng)的實現(xiàn)1.1控制要求(1)載料小車的運行模式的確定。(2)載料小車的運行約束條件的設(shè)定。(3)變頻調(diào)速技術(shù)在卷揚電機上的應(yīng)用。1.2按上位機狀態(tài)輸出控制載料過程為了確保載料小車在生產(chǎn)過程及調(diào)試檢修過程中準(zhǔn)確無誤地運行,在可編程控制器中必須設(shè)置以下幾個條件參數(shù):小車上升信號、小車停止信號;小車機械部分無故障信號;卷揚電機沒有上過卷;鋼絲繩松開關(guān)未動作;手動事故開關(guān)狀態(tài)信號;變頻器備妥信號;混配系統(tǒng)信號;小車位置信號。當(dāng)小車工作時,操作盤上設(shè)有首斗上升按鈕。當(dāng)PLC檢測條件滿足且首斗上升按鈕按下時,小車延時上升,否則暫?？刂戚敵霾⑤敵鰣缶盘?提醒維修人員排查故障。載料小車運行速度可通過上位機設(shè)定,該設(shè)定值經(jīng)過運算傳送至模擬量輸出模板控制變頻器調(diào)速信號,最終達到控制載料小車運行速度的目的。變頻器運行條件為接通正反轉(zhuǎn)命令,此命令由PLC根據(jù)運行條件輸出上升下降點來控制,條件具備后變頻器輸出變頻電源使電機按設(shè)定速度運行,當(dāng)運行過程中出現(xiàn)欠壓、電機過載、電源異常等故障情況時觸發(fā)PLC報警狀態(tài)動作,停止卷揚電機同時顯示相應(yīng)的故障信號。為了保證載料小車上料周期并減少小車故障,載料小車在上升或下降過程中,運行狀態(tài)分為三個階段:低速段、高速段、低速段,其中四個變速點(上升下降各兩個)是通過控制器輸出相應(yīng)的模擬量信號控制變頻器實現(xiàn)低速—高速—低速的切換。2硬件組成和軟件設(shè)計2.1元等主要部件組成由主控單元(PLC+FC-161)、現(xiàn)場變送單元等主要部件組成,其中現(xiàn)場變送單元與小車卷揚電機傳動軸連接,通過電子編碼器將現(xiàn)場小車位置信號送至主控單元,與主控單元共同組成智能主令控制器。2.2控制方案設(shè)計中央控制器由下位機和上位機組成,下位機使用日本三菱公司A1S系列PLC,上位機使用美國Intellution公司FIX作為組態(tài)軟件,現(xiàn)場有關(guān)小車運行的狀態(tài)及控制信號通過PLC的通訊模塊進行數(shù)據(jù)傳輸,可實時動態(tài)地監(jiān)控小車在斜橋上整個載料運行過程。變頻調(diào)速技術(shù)對卷揚電機速度的調(diào)節(jié):為方便操作,實現(xiàn)遠控,變頻器設(shè)置成外部控制狀態(tài),其接線原理見圖四。其所有動作都由PLC控制,PLC端子功能原理圖如圖五所示。2.3料車快速制動單元在PLC模擬量輸出4—20mA模擬量信號用于調(diào)整交流電機的運轉(zhuǎn)速度,當(dāng)料車上升或下降過程中發(fā)生故障時,為保證設(shè)備安全,需實施快速制動,一旦電機反饋的“泵升”電勢使變頻器直流母線電壓達到800V時,制動單元功率模塊立即導(dǎo)通,接入制動電阻R,迅速釋放電機的儲能,實現(xiàn)安全快速制動。2.4監(jiān)控管理模塊本系統(tǒng)軟件編制包括上位機軟件和PLC(可編程控制器)即下位機軟件的編制,其主要內(nèi)容有:(1)數(shù)據(jù)采集:可編程控制器實時采集現(xiàn)場載料小車及與之有關(guān)的模擬量、開關(guān)量信號,通過程序設(shè)定分配給PLC內(nèi)部各自寄存器和繼電器。(2)PLC輸入、輸出控制。(3)載料小車安全運行連鎖程序。(4)影響小車運行的各種故障報警程序。(5)現(xiàn)場智能主令控制器與中央控制室內(nèi)的PLC之間的數(shù)據(jù)傳輸程序。(6)上位機與中央控制室PLC之間的數(shù)據(jù)傳輸程序。(7)上位機對載料小車運行以動態(tài)畫面、模擬量參數(shù)、報警屏等形式顯示。(8)上位機實現(xiàn)小車運行周期、運行速度等參數(shù)權(quán)限設(shè)定;歷史數(shù)據(jù)和歷史曲線儲存、打印報表等功能。3運行模式及效果石灰爐卷揚上料小車自動控制系統(tǒng)已在某氧化鋁廠三套石灰爐生產(chǎn)系統(tǒng)上安全運行兩年多,實踐證明該系統(tǒng)設(shè)計合理、設(shè)備選型可靠,操作簡便、設(shè)備維護量小、功能齊全,克服了過去老式主令由凸輪和觸點組成,電氣線路結(jié)構(gòu)冗雜,觸點部分故障率高等缺點,該控制系統(tǒng)使用弱電控制強電,用程序代替機械觸點的邏輯動作,避免了許多機械故障,提高了系統(tǒng)可靠性;同時對小車在運行過程中,采用低速—高速—低速的運行模式,確保了小車在斜橋上安全穩(wěn)定運行,避免了過頂、掉底等嚴(yán)重生產(chǎn)事故,給穩(wěn)定生產(chǎn)帶來了可靠保障,提高了石灰產(chǎn)量,改善了工人的勞動強度,具有良好的推廣應(yīng)用前景。整個系統(tǒng)采用料斗小車載料方式,其控制過程為:當(dāng)料斗小車下降到底延時4s后啟動運料皮帶,將由混配原料均勻倒入料斗中,料斗在底部等待時間為:一個周期減去小車上升、下降時間,再減去小車到頂?shù)沽蠒r間(即T等待=T-T上升-T下降-T倒料),其中正常一個周期約為360秒,整個上料周期可以根據(jù)爐況及產(chǎn)量進行調(diào)整,延時完畢后,料斗上升遵循設(shè)定曲線按慢-快-慢實現(xiàn)礦車的上升、下降,小車變速時間節(jié)點由主令控制器給出,因此主令控制器在控制料斗上升、下降過程中需要6個時間點,即上加速、上減速、上到位(或到頂)、下加速、下減速、下到位,在卷揚滾筒中心軸上還連接一個每周六個脈沖的碼盤,檢測料斗從底到頂及從頂?shù)降?/p>