智能控制器在上料系統的應用

宋玉軍,安 永

(唐山三友集團化工股份公司,河北 唐山 063305)

智能控制器在上料系統的應用

宋玉軍,安 永

(唐山三友集團化工股份公司,河北 唐山 063305)

介紹智能主令控制器在石灰窯上料系統的應用,主要介紹了智能主令控制器原理、操作調整及其特點。

石灰窯;卷揚機;智能控制器

在石灰窯上料系統中,控制上料斗行程的裝置,一般稱為控制器或調節器。目前純堿行業普遍采用傳統的機械式有觸點的控制器,近幾年有的廠家雖將觸點開關改為了無觸點的接近開關,但仍沒有徹底擺脫機械式控制器的諸多缺點,如:精度低、故障率高、操作調整不便等。我公司自投產以來曾因控制器原因發生重大事故3起,直接損失幾十萬元,小故障也時常發生。隨著科學技術的飛速發展,新型旋轉編碼器在冶金、煤礦、焦化等行業得到了廣泛的應用。為此公司經過多方的考察,決定采用萬泰公司的智能主令控制器。

1 智能主令控制器原理

智能主令控制器主要分為現場變送單元和主控單元兩部分,如圖1。現場變送單元包括絕對值型旋轉編碼器和傳動機構,主控單元由PLC(可編程序控制器)和 TD400C(操作員界面)組成。現場變送單元一般通過齒輪與卷揚機轉鼓連接,這樣可以減少軸向和徑向的竄動對旋轉編碼器的影響。

圖1 智能控制器結構圖

其工作原理是當卷揚機轉動時,卷揚機通過現場變送單元的傳動機構帶動旋轉編碼器一起轉動。旋轉編碼器將上料斗的位移轉化成格雷碼,發送到PLC的輸入端,PLC再將采集到的格雷碼進行譯碼、累加、計算等運算處理,并將被控設備的位移通過TD400C的“當前位”顯示出來,同時把“當前位”與TD400C中的各可調設定參數相比較,在滿足設定條件時發出相應的控制信號,從而實現被控設備的精確定位。而且還可以實時檢測判斷超速、零速、或溜車等故障,若出現上述故障時,能提供故障輸出,并從 TD400C提示故障報警,記錄報警時間及報警種類,也可實施報警保護,可有效預防重大惡性事故。

2 操作調整

2.1 設定原點

原點就是一個參考點,理論上可以選取任意位置為原點,但一般將原點選在上料架底部裝料位置,這主要是為了以后調整方便。因為原點為物理固定點時,如出現特殊情況需要重新設定原點,上、下限位的碼值基本不變,可不作調整,而上料架底部裝料位置是一個最易找到、便捷的物理固定點。

2.2 上、下限位原始調整

手動向上開上料斗,讓上料斗從上料架底部裝料位置運行到上料架頂部倒料位置,觀察并記錄TD400C所顯示的“當前位”的變化范圍。比如當前上料斗就在上料架底部裝料位置時對應的“當前位”為0,當上料斗在上料架頂部倒料位置時對應的“當前位”為35.00 m時,可首先將上限位設定在33.00 m左右,主要是因為要考慮上料斗低速上升和低速下降時的慣性量。再手動開車觀察自動停車時的當前位(假定為33.50 m),此時當前位數值與設定值之差為0.50 m,即為慣性量,因此上限位應設定為34.50 m,下限位應設定為0.50 m即可。

2.3 限位細調

正常運行后,觀察上料斗上升到上限位實際停止時是否能倒盡料;上料斗下降到下限位實際停止時裝料位置是否合適,再對上、下限位進行微調。如果新更換的鋼絲繩將隨著鋼絲繩的延伸變形,要在初次使用的幾天內細調幾次。限位細調只需增減數值,可在運行中調整,方便快捷。

3 智能主令控制器特點

3.1 運行可靠

該智能控制器由先進、可靠的PLC與絕對型旋轉編碼器組成,通過旋轉編碼器產生的位置碼實現對現場物體位移的檢測,然后經PLC譯碼、運算、分析,產生不同的控制信號和各種保護輸出,同時為了更加安全可靠,我們對上、下限位分別設定了一組常開點和常閉點進行輸出顯示,避免中間繼電器故障發生事故。老式控制器由凸輪和觸點組成,其中觸點部分故障較多,調整相當麻煩。而該智能控制器設計思想是用弱電控制強電,用程序邏輯代替機械凸輪的動作,以無觸點代替有觸點。這樣就避免了許多機械故障,從而大大提高了智能控制器運行的可靠性。

3.2 控制精度高

該智能控制器的分辨率可以達到毫米級,精確度相當高,能夠適應需要精確定位和精確限位控制的場合。萬泰公司使用的旋轉編碼器1周為256個位置碼,我公司卷揚機轉鼓直徑為620 mm,若采用1∶1安裝方式,每碼產生的位移620×3.14÷256=7.6 mm。如果需要更精確定位,可采用不同齒數安裝方式實現。而老式控制器采用凸輪閉合、斷開觸點,其精度很低,不能滿足自動控制過程中精確控制的要求。

3.3 響應速度快

該智能控制器由于采用了可編程序控制器進行控制,因此其響應速度相當快,其響應速度可達微秒級。

3.4 調整靈活方便

該智能控制器的調整無需任何工具,僅需對操作員界面進行操作,即可達到調整的目的。同時設備不必停車即可對控制信號的輸出位置通過操作員界面進行調整,熟練的操作者只需幾秒鐘即可完成,與老式控制器相比,可以節約時間,減少勞動強度,從而提高經濟效益。

3.5 保護功能齊全

當卷揚機出現運行信號與轉鼓位移不一致、沒有位移等情況時,可發出相應的報警或停車信號。

4 結 語

1)我公司10#石灰窯自2010年8月份投用后,沒有因智能控制器原因發生過轍、墩底等微小故障,上料系統運行平穩、可靠。

2)注意事項:卷揚機在運行過程中嚴禁設定原點。當智能控制器失電后,須確保卷揚機不轉動,如果卷揚機在控制器失電后有轉動,再次上電后,應使上料斗回到原點位置,重設定原點。

TP 273.5;TQ 054.1

B

1005-8370(2011)03-36-02

2010-10-19