蔡惠民

摘要：新型石灰窯具有節(jié)能，環(huán)保等功能，且自動(dòng)化，機(jī)械化程度較高，生產(chǎn)過(guò)程更加安全，生產(chǎn)效率更高，成本更低，提高了石灰窯生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。合理的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和PLC自動(dòng)化控制是新技術(shù)石灰窯的重要特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：石灰窯;配電系統(tǒng);自動(dòng)化控制

引言：石灰窯生產(chǎn)技術(shù)革新的背景

在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中，石灰作為重要的生產(chǎn)材料一直都是冶金、水泥、建筑等行業(yè)急需的資源，但是傳統(tǒng)石灰窯資源消耗量大，石灰質(zhì)量差，污染嚴(yán)重。為了改變這一現(xiàn)狀，使用現(xiàn)代新技術(shù)的石灰窯應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)代新技術(shù)石灰窯具有節(jié)能，環(huán)保等功能，且自動(dòng)化，機(jī)械化程度較高，生產(chǎn)過(guò)程更加安全，生產(chǎn)效率更高，成本更低，提高了石灰窯生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1石灰窯配電系統(tǒng)特點(diǎn)

1.1傳統(tǒng)配電系統(tǒng)的主要問(wèn)題

（1）各個(gè)設(shè)備配電獨(dú)立，信息無(wú)法實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

（2）各個(gè)設(shè)備配電無(wú)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)不全面，無(wú)法實(shí)時(shí)掌握運(yùn)維狀態(tài)。

（3）發(fā)生故障時(shí)無(wú)預(yù)警，問(wèn)題查找及搶修處理耗時(shí)長(zhǎng)。

（4）日常運(yùn)維養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)往往需要投入大量的人力物力，維護(hù)成本高。

（5）設(shè)備的配電設(shè)計(jì)不規(guī)范，存在較多安全風(fēng)險(xiǎn)。

1.2新型石灰窯智能化配電系統(tǒng)

智能化配電系統(tǒng)可以有效的保障供電可靠性，供電品質(zhì)，為連續(xù)性的自動(dòng)化生產(chǎn)提供保證，有利于合理安排生產(chǎn)計(jì)劃，節(jié)約電力成本以及檢修成本。

智能化配電系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）安裝有集控制、保護(hù)和測(cè)量等多種功能于一體的電氣元件，配電柜內(nèi)布設(shè)緊湊，安裝、運(yùn)行省時(shí)高效。

（2）智能配電器件具備數(shù)字通信接口，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的無(wú)人值守和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

（3）智能化大大提高了儀表的測(cè)量和保護(hù)精度，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障引起的安全隱患。同時(shí)減少了能源損耗，降低了產(chǎn)品成本。

（4）智能化、模塊化設(shè)計(jì)，提高了運(yùn)維養(yǎng)護(hù)效率，降低了人力成本。

1.3新型石灰窯智能化配電設(shè)計(jì)

設(shè)一臺(tái)變壓器，一座變配電室，為車間提供電源和配電。電纜的鋪設(shè)采用電纜溝的形式，動(dòng)力電纜、控制電纜均采要用阻燃的銅芯電纜，與PLC有關(guān)的控制電纜采用屏蔽電纜。

配電室內(nèi)設(shè)進(jìn)線柜，面出線柜，補(bǔ)償柜，PLC柜，儀表柜，變頻柜。柜體結(jié)構(gòu)采用GGD形。

進(jìn)、出線柜為生產(chǎn)設(shè)備及控制系統(tǒng)提供電源，保證生產(chǎn)過(guò)程正常進(jìn)行。進(jìn)、出線柜裝有電壓、電流表。補(bǔ)償柜的作用是當(dāng)電力供給不穩(wěn)定時(shí)將補(bǔ)償電力。補(bǔ)償柜可裝配BSMJ自愈式并聯(lián)電力電容器。

PLC柜與控制室相連，采用模塊式PLC，當(dāng)控制室發(fā)出控制指令時(shí)，PLC柜接收控制信號(hào)并控制相應(yīng)設(shè)備動(dòng)作。 儀表柜中裝有煤稱重儀、青石稱重儀、混料稱重儀及豎窯溫度儀。變頻柜可實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的控制，如調(diào)速鼓風(fēng)機(jī)、上料小車卷?yè)P(yáng)機(jī)、除塵引風(fēng)機(jī)、青石皮帶電機(jī)及配、放煤皮帶電機(jī)等，其控制程序由PLC完成。

在七個(gè)電氣柜中大都含有接觸器、熱繼電器、斷路器等控制電器，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或手動(dòng)保護(hù)功能。

為保證配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行還要采用以下保護(hù)功能：接地保護(hù)、短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、欠壓保護(hù)等。

2新型石灰窯PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)

2.1新型石灰窯PLC控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

PLC能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，PLC抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、穩(wěn)定性好、體積小，能夠在惡劣環(huán)境下持續(xù)運(yùn)行，且PLC編程與維護(hù)方便，是電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的核心設(shè)備。

控制系統(tǒng)由PLC系統(tǒng)和HMI系統(tǒng)組成。PLC系統(tǒng)采用西門子S7-300系統(tǒng)，配合分布式I]O系統(tǒng)組成。PLC的CPU與I/O模板之間采用PROFIBUS協(xié)議通訊。

該系統(tǒng)在WINCC系統(tǒng)平臺(tái)上運(yùn)行，安全性高，人機(jī)界面清晰美觀，有手動(dòng)、O和自動(dòng)可切換設(shè)置，操作直觀便捷。

西門子S7-300 PLC控制系統(tǒng)與檢測(cè)儀表結(jié)合，可對(duì)石灰窯的窯溫、空燃比、系統(tǒng)的裝出料動(dòng)作及相關(guān)的保護(hù)措施等進(jìn)行自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)監(jiān)控。所有生產(chǎn)設(shè)備都會(huì)安裝控制系統(tǒng)的觸點(diǎn)，正常運(yùn)行或突發(fā)異常監(jiān)控屏幕都會(huì)顯示。

2.2 PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

在電氣室內(nèi)，PLC系統(tǒng)主機(jī)架包括電源模塊、CPU模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數(shù)字量輸入模塊、擴(kuò)展模塊。

模擬量輸入模塊：主要有豎窯爐頂溫度、青石料斗秤、煤料斗秤、青石混料秤、料車位置、探尺信號(hào)。

模擬量輸出模塊：主要有主卷電機(jī)速度、青石皮帶速度、煤配料皮帶速度、煤放料皮帶速度、鼓風(fēng)機(jī)速度信號(hào)。

數(shù)字量輸入、輸出模塊：經(jīng)過(guò)變頻器的信號(hào)有主卷電機(jī)運(yùn)行、青石配料振動(dòng)器運(yùn)行、青石皮帶運(yùn)行、煤配料皮帶運(yùn)行、煤放料皮帶運(yùn)行、鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行、布料器運(yùn)行;經(jīng)過(guò)接觸器的信號(hào)有青石放料振動(dòng)機(jī)運(yùn)行、爐頂下料給料機(jī)運(yùn)行、導(dǎo)向給料皮帶正反轉(zhuǎn)、返料皮帶運(yùn)行、出灰閥開關(guān)位、出灰閥運(yùn)行反饋;經(jīng)過(guò)氣缸的信號(hào)有青石煤混料斗門開關(guān)、下料閥開關(guān)等信號(hào);經(jīng)過(guò)接近開關(guān)的信號(hào)有出灰閥中間位;直接輸入輸出的信號(hào)有料車在底、料車在頂、出灰皮帶反饋。

擴(kuò)展模塊1：經(jīng)過(guò)變頻器的信號(hào)主卷電機(jī)正反轉(zhuǎn)、開青石配料振動(dòng)器、開青石皮帶、開煤配料皮帶、開煤放料皮帶、開鼓風(fēng)機(jī)、開布料器;經(jīng)過(guò)接觸器的信號(hào)有開爐頂下料給料機(jī)、正反轉(zhuǎn)導(dǎo)向給料皮帶、開關(guān)出灰閥、開出灰皮帶、開總出灰皮帶、開返料皮帶;經(jīng)過(guò)氣缸的信號(hào)有開關(guān)青石煤混料斗門、開關(guān)下料閥。

擴(kuò)展模塊2：主要有出灰總皮帶反饋、出灰總皮帶正反轉(zhuǎn)反饋、反轉(zhuǎn)出灰皮帶、探尺零位、探尺到底、提放探尺。

3結(jié)語(yǔ)

智能化配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和PLC自動(dòng)化控制是新型石灰窯的重要特點(diǎn)，它的上料，配料、供風(fēng)、供氣、卸灰都是通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制完成。但不是自動(dòng)化程度越高越好，要綜合考慮廠情，價(jià)格成本等因素，以最終效果為原則。新型石灰窯的推廣，是社會(huì)的需要，也是企業(yè)效益的需要。

參考文獻(xiàn)

[1]賈渭娟羅平主編，供配電系統(tǒng)（第2版）[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2019.

[2]王永華，現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)（第5版）[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2020.