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PLC控制系统在竖炉生产中的应用

2019-06-10 11:29 出处:未知 人气: 评论(

1 nbsp 引言

  西钢炼铁厂10m3竖炉于1994年建造并投产,生产炼铁所需的球团矿。竖炉在炼铁工艺中起着举足轻重的作用,其中布料系统是竖炉生产的核心环节,对球团质量起着决定性的作用。原布料系统的电气控制部分采用继电器控制方式,2台驱动设备,使用各类中间继电器89个,时间继电器62个,控制线路错综复杂,故障率极高,严重影响竖炉的生产和球团质量,如何减少设备故障率,提高设备作业率,确保竖炉达产达效,是重大技改课题。

2 nbsp 竖炉控制系统的研制

  2.1 设备技改路线分析

  (1)在国内很多小型竖炉中,仍然普遍采用继电器式控制方式。该控制方式的优点:传统方式容易实现,技术含量低,岗位工人容易接受。其缺点有以下几个方面:所用电器元件较多,成本较高;故障点较多,线路复杂,维护困难,故障处理时间长;可靠性差,难以适应恶劣的环境;电能损失大。

  (2)采用小型pc一体式结构系统。小型系统优点是:体积小,结构紧凑,价格较低。其缺点是:硬件固定,灵活性较差,整机备件,相对地提高了成本。

  (3)采用大型plc系统。整个竖炉采用一套大型的plc系统,布料系统是其中一部分或一个远程站。

  该系统优点是:控制灵活可靠,功能强大,适用于较大的系统。其缺点是:价格昂贵,对于小系统显然是不经济的。

  2.2 技改方案的确定

  通过对竖炉控制系统故障原因分析,造成竖炉设备电气故障的原因主要有以下几个方面:由于采用继电器控制方式,各类继电器达150多个,故障点较多;由于环境恶劣及元件本身质量的影响,工作可靠性大大降低;由于控制线路的复杂性,使维修产生一定的困难,造成故障处理时间的延长;由于煤气及粉尘的影响,给维护带来不便。

  在保证生产的基础上,结合我厂实际情况,提出了用plc控制系统代替继电器控制的方案。这样,不仅可以大大简化控制线路,减少故障点,而且提高了系统稳定性、可靠性和灵活性,具有很高的性能价格比,对于降低成本,减少运转费用都有积极意义。

  2.3 设备选型

  经过市场调研,目前市场上常见结构有两种。一种是一体式结构,另一种是模块式结构。前一种具有结构紧凑、体积小、价格低等优点,但是备件只能整机备件,相对而言成本较高;后一种模块式结构,具有系统构成灵活、扩展功能强等特点,又不需整机备件,但一次投入费用较高。我们着眼于全局考虑,为了方便以后的改造和扩建工作,决定采用模块式。该产品具有较高的性能价格比,且系统构成灵活,技术支持完备,售后服务较好。

3 nbsp 项目研制

  3.1 硬件部分

  (1)系统的硬件设备:电源模块1块;cpu模块1块;数字量输入模块4块;数字量输出模块4块。各模块之间由地址总线连接,由现场送来的操作及设备状态信号,通过4个输入模块进入cpu,由cpu进行逻辑运算后,把结果送至输出模块,直接控制各驱动设备的接触线圈,完成整个系统的控制。

  (2)系统点数:9点接收操作台起停信号;14点接收设备运行状态信号;9点接收事故信号。输出32点:11点用于设备状态及故障显示;18点用于启动设备指令;3点用于故障报警及显示。

  本系统结构简单,线路清晰,体积小,可完成两个继电器柜所能完成的一切控制功能。可实现自动、手动两种方式对12台驱动设备的连锁控制,同时增加了系统安全停机、故障报警、灯光显示等功能。

  3.2 软件部分

  主要功能:实现两种工艺要求,正常生产和调剂炉况两条不同的流程。其最大特点是:

  (1)确保按工艺流程启动,防止误动作。

  (2)提高故障判断、显示及处理能力。

  (3)实现了系统重大故障时全线安全停机功能。

  (4)节约能源。

  (5)增加了皮带检测功能,包括断带、撕裂、跑偏、安全启动等功能。

  (6)为了防止误操作,设计了按钮的确认功能。

  原来的布料系统中,在某一设备发生故障时,只有该设备和前序设备同时停机,后序设备仍然运行,而且,系统故障发生时,线路控制自锁,当解除故障后,该设备又自动启动。由于该套设备是流水线作业,当系统中某一环节发生重大故障时,后序设备没有必要也不应该运行;一方面,可能造成原料的堆积和散落,使事故扩大化,另一方面也是能源的浪费,还有故障解除后,设备又自动启动,不仅容易造成安全事故而且可能引发新的设备事故。为此,我们在设计中考虑两方面的问题,一是增加对故障点的报警和显示,给维护和操作人员提供方便,尽可能减少故障处理时间,另一方面,一旦某一设备出现重故障时,后序设备立即按流程自动停车,不仅有效地防止事故扩大而且节约了能源。

  3.3 初期投入发现的问题

  (1)系统改为plc自动控制以后,操作人员和维护人员一时难以适应,出现故障后手忙脚乱,无从下手。针对这个问题,我们多次加强岗位人员和维修人员的培训,提高他们处理问题的能力。

  (2)由于竖炉风机负荷较大,它的启动、停车对电网影响较大、plc系统因电网干扰有时误动作,为此,我们在plc供电部分增加了隔离变压器滤掉电网尖峰干扰。

  通过对上述方案的补充、完善、保证了plc控制系统的可靠性。

  3.4 实施效果

  该控制系统自2004年11月投入生产后,效果显著,通过生产实践,该系统优点主要体现在以下几方面:

  (1)nbsp系统设计合理,较好地满足了8m3竖炉生产的工艺要求。

  (2)nbsp该控制方案功能齐全,系统灵活可靠,在国内同类竖炉中达到了国内领先水平。

  (3)nbsp本系统与具有相同功能的继电器控制系统相比,结构大大简化,线路清晰直观,便于维护,缩短了故障处理时间,减少了工人的劳动强度,深受工人好评。

  (4)nbsp该系统对恶劣的环境适应性很强,抗干扰性能好,运行稳定可靠,降低了故障率,提高了设备作业率,从而提高了竖炉产生能量。

4 nbsp 结束语

  用plc控制系统代替继电器控制系统,使竖炉电气故障明显减少,处理故障时间也大大缩短,从而有效地提高了竖炉布料系统设备作业率,使竖炉很快达产达效。

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