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        焦爐機械電氣自動控制系統(tǒng)

        2020-04-07 03:43:03高峰
        名城繪 2020年3期

        高峰

        摘要:控制系統(tǒng)采用功能強大的工業(yè)集散控制系統(tǒng)以及技術先進、精度高、穩(wěn)定性好的測控儀表,來實現(xiàn)生產(chǎn)工藝的實時監(jiān)控和精細控制,在此基礎之上進一步實現(xiàn)焦爐的自動化生產(chǎn),從而為生產(chǎn)優(yōu)質焦炭,提高化產(chǎn)品收率,降低生產(chǎn)成本,減少大氣污染,使焦爐管理達到國內領先水平。通過精細過程控制,提高化產(chǎn)品收率,降低生產(chǎn)成本,達到提高焦爐產(chǎn)品的產(chǎn)量、質量,在此基礎之上進一步實現(xiàn)焦爐的自動化生產(chǎn),使焦爐管理達到國內領先水平。

        關鍵詞:焦爐設備;PLC;系統(tǒng)分析

        1 焦爐設備的組成及工作原理

        焦爐一般是由六車:裝煤、推焦、攔焦、電機、煤焦、爐門服務車以及煤氣交換機這-機來組成的。首先由裝煤車將煤資源運出裝進炭化室碳化形成成熟的焦炭,再由推焦車推出,將焦炭導人到熄焦車,通過電機車來操作和牽引熄焦車最后實現(xiàn)煤氣空氣和廢氣體的通常和交換。在整個過程中有時會需要爐門服務車做-一些維護修護的工作以防止有煤氣氣體的滲出。設備控制的主要設備就包括走行機、推焦機和平煤電機,這些都是要用變頻調速的方法來操作。

        2 焦爐機械PLC電氣控制方案

        2.1 傳動系統(tǒng)

        傳動系統(tǒng)絕大部分采用變頻驅動方式.變頻驅動方式具有起動平穩(wěn)、對設備沖擊小、無級調速等優(yōu)點。

        走行采用變頻調速(一臺變頻器帶兩臺電機。其中一臺電機帶編碼器用于閉環(huán)控制,電機采用PLC熱敏電阻保護)為了使車輛能夠精確定位,采用變頻矢量閉環(huán)控制驅動方式,通過變頻器與PLC之間總線連接(PROFIBUS),可使電機按照一定斜率元極減速直至停止,從而克服了機械慣性對定位的影響。

        給煤采用變頻調速(電機采用PLC熱敏電阻保護);

        推焦采用變頻調速(電機采用PLC熱敏電阻保護,通過多圈絕對值編碼器測量推焦行程);

        平煤采用變頻調速(電機采用PLC熱敏電阻保護,通過多圈絕對值編碼器測量平煤行程);

        推焦除塵采用變頻調速;攔焦除塵采用變頻調速。

        2.2 操作系統(tǒng)

        操作系統(tǒng)采用軟操作方式,應用了Wince工控軟件。Wincc是一個開放的過程可視化系統(tǒng)。被廣泛應用于各個工業(yè)領域,它把生產(chǎn)和過程自動化集成為一個系統(tǒng),使操作與監(jiān)控的設計成為可能。清晰的操作界面不僅使設備操作筒單.同時為集中生產(chǎn)管理提供了一個堅實的軟、硬件平臺。

        2.3? PLC系統(tǒng)

        PLC系統(tǒng)以西門子$7-400為核心。采用分布式ET200M、ET200L配置結構,ET200M、ET200L、MT$傳感器之間(線性位移傳感器)通過PROFIBUS DP總線進行連接,這種方式的優(yōu)點是可大量減少電纜敷設的數(shù)量.提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性

        2.4 網(wǎng)絡系統(tǒng)

        為了真正實現(xiàn)四大車自動對位聯(lián)鎖控制目的,采用先進的無線網(wǎng)絡通訊技術,將四大車所在位置及當前JE在進行何種作業(yè)等信息均通過以太網(wǎng)傳送到地面控制室。網(wǎng)絡系統(tǒng)允分利用100M以太網(wǎng)的快速響應速度。為焦爐爐號的自動識別、對位和焦爐四大車的對位聯(lián)鎖控制提供了一個堅實的硬件平臺。

        3 焦爐機械電氣控制選型原則

        做為以盈利性為目標的企業(yè),我們所盼望的往往是價格性能比最有競爭力。在仔細推敲有關技術協(xié)議的基礎上,對設計方案反復進行修改,使產(chǎn)品性能與實際成本盡量達到了最佳結合點,電氣元件的選型嚴格按照最終方案及有關技術協(xié)議而進行。下面對電氣驅動及PLC系統(tǒng)方案進行詳細的說明。

        3.1 驅動方案的確定

        經(jīng)仔細推敲設備工藝.在驅動方案配置時采用了多系統(tǒng)共用一臺變頻器的驅動方案.既所有設備走行系統(tǒng)盡可能的與設備上其它機構共用了一臺變頻器,從而有效降低了設備成本。裝煤車走行機構與螺旋機構共用了一臺變頻器。共節(jié)省變頻器臺數(shù)為4臺。焦機走行機構與平煤機構共用一臺變頻器,共節(jié)省變頻器l臺。攔焦機走行機構與除塵機構共用一臺變頻器,共節(jié)省變頻器l臺。

        3.2? PLC系統(tǒng)方案的確定

        因設備配置水平要求為全自動無人操作方式,這就要求電氣設計盡可能的對所有元件的工作狀態(tài)進行監(jiān)控,致使PLC系統(tǒng)的I/O點數(shù)龐大,基于上述情況為節(jié)省生產(chǎn)成本采用了ET.200L的PLC硬件系統(tǒng),它與ET一200M硬件系統(tǒng)相比不儀價格上具有優(yōu)越性同時可大量減少電纜敷設的數(shù)量,提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

        4 焦爐機械電氣控制水平

        焦爐設備技術先進、程序復雜、科技含量高,在電氣控制水平和控制手段上已達到F目前代表著該專業(yè)國際最高水平的8.4米焦爐機械電氣控制水平。

        該套焦爐電氣系統(tǒng)采用編碼識別光電傳感技術、無線通訊技術和計算機技術,實現(xiàn)了焦爐爐號的自動識別、對位和焦爐四大車的自動對位聯(lián)鎖控制。并將四大車所在位置及當前正在進行何種作業(yè)等信息均可通過網(wǎng)絡傳送到地面控制室。整套電氣設備采用了以下關鍵新技術:

        4.1? PLC中斷技術

        通常PLC掃描時間為30ms左右,其響應時間不能滿足系統(tǒng)運行的要求,采用PLC硬件I}I斷實時檢測車輛走行位置和爐號編碼。避免了丟信號和檢測誤差的發(fā)生。

        4.2 變頻矢量控制,總線通訊

        為了使車輛能夠精確定位,采用變頻矢量閉環(huán)控制驅動方式,通過變頻器與PLC之間總線連接(PROFIItUS)??墒闺姍C按照一定斜率無極減速直至停止,從而克服了機械慣性對定位的影響。

        4.3 以太網(wǎng)無線通訊

        為了真正實現(xiàn)四大車自動對位聯(lián)鎖控制目的,采用先進的無線網(wǎng)絡通訊技術,將四大車所在位置及當前正在進行何種作業(yè)等信息均通過以太網(wǎng)傳送到地面控制室。上述新技術的應用,標志著該系統(tǒng)控制水平,將向國際同行業(yè)先進水平邁進,它的研發(fā)及運用不儀實現(xiàn)四大車自動對位聯(lián)鎖,保證安全有效生產(chǎn)。

        5 結語

        通過完成焦爐機械電氣系統(tǒng)的硬件設計與軟件編程,掌握了焦爐設備的工藝及電氣設計思路。焦爐機械電控系統(tǒng)集成了PLC網(wǎng)絡結構、WinCC的畫面監(jiān)控技術和網(wǎng)絡通訊技術,實現(xiàn)了焦爐設備自動化與過程自動化控制,焦爐生產(chǎn)現(xiàn)場設備和生產(chǎn)狀況在線監(jiān)控等功能。

        參考文獻:

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