水泥廠自動化技術(shù)的迅速發(fā)展，對水泥廠主要設(shè)備磨機(jī)的自控系統(tǒng)提出了更高要求，因此磨機(jī)自動控制產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性、安全性，不僅影響磨機(jī)自身的各個參數(shù)，而且還對上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，整條生產(chǎn)線的產(chǎn)量生重大影響。磨機(jī)系統(tǒng)由主輔傳動電機(jī)、主減速機(jī)、進(jìn)出料端軸承、筒體及對應(yīng)各部分潤滑系統(tǒng)組成。電控系統(tǒng)不僅要求對磨機(jī)各潤滑站的油壓、油溫、油流、液位、主電機(jī)定子溫度、軸承溫度，主減速機(jī)油溫、軸承溫度、進(jìn)出料端軸瓦溫度進(jìn)行監(jiān)控，而且要對磨機(jī)起動裝置——液體變阻器和動靜壓軸承系統(tǒng)行智能化控制，需控制的開關(guān)量、模擬量達(dá)200余點(diǎn)(路)，顯然和儀表控制不能完全滿足系統(tǒng)要求，且系統(tǒng)開關(guān)元件多，故障率高，而采用PLC可滿足磨機(jī)系統(tǒng)采用常規(guī)的繼電器邏輯控制要求。
1 PLC功能簡介
本系統(tǒng)采用日本光陽公司SU-6B型PLC，模塊化結(jié)構(gòu)，其電源模塊供電電壓AC85～132V/170～264V，環(huán)境溫度0～60℃，整機(jī)絕緣等級、耐壓、耐震動、耐沖擊性、抗干擾性等均適合工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境;程序語言為梯形圖/級式并用，指令數(shù)191種，程序存儲采用UVPROM和EEPROM存儲器盒，輸入輸出可擴(kuò)展最大至512點(diǎn)，其中輸人320點(diǎn)，輸出320點(diǎn)，內(nèi)部繼電器1024個，定時器256個，計數(shù)器128個，還有許多特殊功能繼電器，無論在硬件上、軟件上均能滿足磨機(jī)電控系統(tǒng)的要求。此外程序編制調(diào)試完畢以后，再輸入密碼，可對程序加密，防止非專業(yè)人員改動，保證系統(tǒng)可靠的運(yùn)行。
2 液體變阻器的控制
磨機(jī)起動采用液體變阻器，控制系統(tǒng)硬件配置見圖1。測量極板限位選用四個金屬接近開關(guān)，型號SA-2105B-110V，測溫元件選用WTZ-288雙接點(diǎn)溫度計，液位繼電器選用UQK-02～110V，性能可靠的一次元件為程序的運(yùn)行提供了可靠的保障。當(dāng)系統(tǒng)液位、溫度正常，且檢測到主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)信號后，液體變阻器極板開始下降，此時開始計時，若定時器時間到，而極板還未接觸到下限位開關(guān)，因而轉(zhuǎn)子接觸器沒有閉合，則說明系統(tǒng)異常，自動地發(fā)出系統(tǒng)異常信號，停止主電機(jī)。若在定時器設(shè)定的時間范圍之內(nèi)，變阻器極板下降到下限位，接近開關(guān)發(fā)出信號，則轉(zhuǎn)子接觸器合閘，將轉(zhuǎn)子電阻切除，主電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。然后極板又自動地上升到上限位開關(guān)位置處停止，為下次起動做好準(zhǔn)備。液體變阻器控制軟件流程見圖2。
1LS1極板上限開關(guān);1LS2上極限開關(guān);2LS1極板下限開關(guān);2LS2下極限開關(guān); GC1主電機(jī)定子合閘開關(guān);ST液箱溫度高;SL液箱溫度低;GC2主電機(jī)轉(zhuǎn)子短接開關(guān); Q1極板電機(jī)控制開關(guān);Q2液泵電機(jī)控制開關(guān);1KM1控制極板上升接觸器; 1KM2控制極板下降接觸器;2KM1控制液泵電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器;KM3切除液體變阻器的接觸器; KM4液體變阻器系統(tǒng)正常;H1極板上升或上限指示;H2極板下降或下限指示; H3液箱狀態(tài)(包括液溫、液位等)指示
液體變阻器同頻敏變阻器相比，由于液體變阻器屬于無感電阻，且變化平滑，比其他變阻器波動小，因此功率因數(shù)高，可使電機(jī)的起動電流控制在1.3Ie以下，增大了起動轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生波動，低于額定電壓時也能正常起動。但是若在起動過程中，上、下限位開關(guān)觸點(diǎn)接觸不良或在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)子短接接觸器觸頭損壞不通，均會使液體變阻箱在極短時間內(nèi)發(fā)生“開鍋”現(xiàn)象，損壞其內(nèi)部絕緣套筒及絕緣套管，使變阻器不能工作，嚴(yán)重時會使其機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)也損壞。由于轉(zhuǎn)子側(cè)電流較大，這種故障發(fā)生時間即使很短，也會造成重大損失，且不易被操作監(jiān)護(hù)人員發(fā)覺。通過溫度檢測，利用PLC豐富的軟硬件資源進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，可對變阻器起到保護(hù)作用。
3 動靜壓軸承潤滑控制系統(tǒng)
為了減少軸瓦磨損，提高軸瓦壽命，大型磨機(jī)進(jìn)出料端潤滑系統(tǒng)均采用動靜壓控制。動壓系統(tǒng)是保證軸瓦潤滑;靜壓系統(tǒng)的作用是，當(dāng)磨機(jī)起動前，中控系統(tǒng)發(fā)出靜壓系統(tǒng)起動信號I20=1，根據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)的狀態(tài)，相應(yīng)的高壓泵工作，若在設(shè)定的時間內(nèi)壓力達(dá)不到正常值，或此泵出現(xiàn)故障，備用泵立即投入運(yùn)行，兩泵互為備用工作方式，當(dāng)壓力達(dá)到正常值時，磨機(jī)筒體即被頂起，處于“懸浮”狀態(tài)，大大減小了起動矩，此時并向系統(tǒng)發(fā)出允許主電機(jī)合閘信號，使磨機(jī)起動。當(dāng)磨機(jī)故障或正常停機(jī)時，靜壓系統(tǒng)立即投入運(yùn)轉(zhuǎn)，使磨機(jī)在“懸浮”狀態(tài)下平穩(wěn)停機(jī)。 磨機(jī)靜壓控制系統(tǒng)硬件配置及軟件控制流程與圖1、2類同，在此不贅述。
4 結(jié)論
利用PLC將磨機(jī)的各個潤滑系統(tǒng)、液體上阻器等檢測點(diǎn)的溫度、壓力等信號分別送入PLC的A/D模塊和DI模塊，使整個系統(tǒng)減少了大量的內(nèi)外部連線，省掉了許多常規(guī)元件，系統(tǒng)可靠性大大提高，且操作簡單，通過模擬盤可隨時查找任何點(diǎn)的故障。這種系統(tǒng)已在蘇州揚(yáng)子水泥公司3臺ф3.4m×7.5m+1.8m烘干磨，4臺ф3.5m×11m水泥磨，蘇州天平集團(tuán)2臺ф3m×11m水泥磨中投入使用，在幾年的運(yùn)行中均沒出現(xiàn)問題，大大地提高了系統(tǒng)的自動化水平和設(shè)備的安全性。
