矩型料場大跨距混勻堆取料自動化控制系統

陳欣　李博

摘 要：該文主要描述自動化控制系統在矩形料場大跨距混勻堆取料中的應用，闡述了系統原理、項目結構、解決方案構成等，最后通過工程實例證明其優越性。

關鍵詞：混勻堆取料 PLC 現場驅動 現場檢測

中圖分類號：TH237.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（b）-0064-01

1 系統概述

在鋼鐵、建材及能源行業中，對于某些生產原料如鋼鐵廠的鐵粉、水泥廠的石灰石和熱電廠的原煤等物料均化性能有著較高的要求，其均化比必須要控制在一定范圍內，否則會對正常生產和產品質量產生不良影響。隨著我國經濟的飛速發展，電力供應緊張問題日顯突出，近期國內擬建和在建了許多大裝機容量的火力發電廠。大裝機容量的火電廠對原煤混勻設備——堆取料機的控制部分提出了新的要求：防爆，堆取料能力大，堆料機懸臂長，取料機跨距大等，針對這些情況，適用于電廠矩型料場的新型堆取料機逐漸被廣泛地應用。

2 矩型堆場混勻堆取料機原理概述

矩型堆場混勻堆取料機一般用于鋼鐵、建材及能源企業原料場，通過堆料機將原料如鐵礦粉、石灰石、原煤等均勻地堆放在矩型料場上，然后通過取料機全斷面切片將物料輸送給下一級設備，通過這一堆一取的過程來完成物料的混勻。因此，其主要具備兩種功能：存儲功能和混勻功能。

正常工作時，堆料機和取料機在料場的兩個不同區域內工作。例如，通過堆料機的往復運動物料被均勻地一層一層堆放在料場上，待將整個料場的二分之一被堆滿時取料機便可取料。取料機通過料耙的前后往復運動使物料向料堆底部滑落，最后通過取料機行走連續給進和刮板的配合將已被混勻的物料取走并輸送給下一級生產設備。

3 控制系統結構

3.1 地面電源箱 地面控制箱

堆取料機分別有獨立的地面電源箱和地面控制箱。地面電源箱將AC6KV的動力電源通過動力纜盤送至機上變電站。地面控制箱是堆取料機通訊的一個中轉站，通過控制纜盤與繼電器柜聯接起來，地面控制箱主要有兩個功能。

（1）堆取料機聯鎖 堆取料機屬大型移動設備，而且在一個料場內工作，為了保證堆取料機能夠在各自區域內安全地工作，不產生例如相撞等危險，要在堆取料機間聯接通訊電纜。通過通訊電纜來實時傳送堆料機和取料機的位置信息和狀態信息。堆料機和取料機在接收到對方信息后與自身狀態相比較，并作出判斷，最后判斷結論為正常時方可工作。

（2）與中央控制室進行通訊 現代化的設備要有現代化的管理?；痣姀S為了整體掌握和控制全廠設備，一般都設有中央控制室，中央控制控制室。中央控制室向堆取料機發出的指令和堆取料機向中央控制室發出的狀態信息都是通過地面控制箱的中轉來完成的。

3.2 機上變電站

機上變電站的主要功能是將AC6KV的動力電源變成AC380V的動力電源。機上變電站由兩部分組成：高壓控制柜和干式變壓器。它具有獨立完整的繼電保護裝置，通過一套與上級變電站相配合的繼電保護裝置可為機上各驅動部分和控制部分提供優良可靠的電源。

3.3 低壓電源柜

低壓電源柜在接收到由機上變電站送來的AC380 V動力電源后，一部分直接送給各驅動部分，另一部分要再次變為AC220 V和DC24 V的控制電源。

3.4 繼電器柜

繼電器柜主要用來隔離系統內的輸入和輸出信號。來自中控室的控制信號，現場采集信號經過繼電器柜內的中間繼電器隔離后送給PLC，PLC進行處理后發出相應的控制指令，控制指令經中間繼電器隔離后再去控制相應的動作。

3.5 PLC柜

PLC柜是整套控制系統的核心部分。所有的邏輯和運算操作都是由PLC完成的。系統上電初始化后PLC立即對各被檢測點進行數據采集，并對采集到的數據進行分析，運算。如果設備正常則可以進行相關的操作，如果有故障則有相應的故障指示，并有聲光報警。在設備運行過程中PLC也對設備各被檢測點進行實時的數據采集，有故障發生時PLC會發出相應的處理指令，進而保證設備的可靠安全運行。

3.6 操作臺

操作臺是堆取料機機上操作的終端。除了常規的按鈕操作外，堆取料機控制系統還設置了觸摸屏操作模式。觸摸屏操作模式一方面可以使操作變得更直觀，另一方面由于觸摸屏上所有的操作都是下載于觸摸屏內的程序與下載于PLC內的程序按照一定的通訊協議來完成的。這就在一定程度上簡化了傳統控制方式由于硬件線路過于復雜而使維修不便的缺點，提高了以后在使用過程中設備維修、保養的效率。

3.7 現場驅動和現場檢測

自動化控制系統最終控制目標是設備的各種具體動作，而各種具體動作最終都是由電機來完成的。因此可以說，自動化控制系統的最終控制目標便是完成具體動作的現場驅動電機。堆料機的現場驅動是指：懸臂膠帶驅動電機、整車行走驅動電機、動力纜盤驅動電機、控制纜盤驅動電機及懸臂俯仰液壓驅動泵站。取料機的現場驅動是指：整車工作行走驅動電機、整車調車行走驅動電機、耙車前后行液壓驅動泵站、刮板驅動電機、動力纜盤驅動電機及控制纜盤驅動電機。

現場檢測是整個控制系統的神經部分，它負責全車狀態檢測和位置檢測。所有檢測數據最終都交由PLC進行處理。大跨距取料機的調偏方式一般采用目前比較先進的模擬量接近開關進行數據檢測的方式。大跨距下的這種檢測方式對控制系統的實時性、準確性和可靠性將達到一個新高度。

4 結語

近幾年國內堆取料機的制造業發展非常迅速，堆取料機正朝著機型越來越大，控制要求越來越高方向發展。具有國內領先技術水平的電廠大型堆取料機設計開發的成功勢必會對國內將要建設的火力發電廠及選煤廠在設備選型方面產生重大影響。

參考文獻

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