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基于PLC的嵐山港礦石輸送控制系統設計及應用

2018-01-29 10:31:40王洋陳霄李劍飛王虎軍
科技資訊 2018年22期
關鍵詞:變頻器

王洋 陳霄 李劍飛 王虎軍

摘 要:從管帶機驅動裝置、供配電系統、監控系統組成、控制邏輯、保護元件動作要求和數據監控等方面,介紹了一種基于PLC的管帶機監控系統。管帶機PLC控制系統設計采用SIEMENS S7 300系列產品,配置相應的IO模塊及通訊模塊,采用環形網絡,以光纖連接所有轉載站及中控室。投產后管帶機控制系統運行穩定、可靠、高效,有效地降低了粉塵污染,取得了生產、環境保護的雙贏局面。

關鍵詞:管帶機 供配電系統 監控系統 PLC 變頻器

中圖分類號:TP273 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2018)08(a)-0052-02

1 管帶機簡介、項目概況

管狀帶式輸送機(以下簡稱管帶機)由日本JPC公司于1964年提出,20世紀70年代末進入實際應用階段,并通過應用實踐,已基本形成了設計理論和產品系列。根據日照鋼廠項目的規劃,需要從日照嵐山港運輸鐵礦石,為降低成本從而建設一條由斗輪機、平皮帶、全密封圓管帶式輸送機構成的輸送線,該項目是由ZT1、ZT2、T1、T2、T3、T4轉載站和之間串聯的管帶式輸送機組成,其中ZT1、ZT2、T1轉載站在嵐山港港區內,T2、T3轉載站建設于沿海公路旁,TC4轉載站在日照鋼鐵廠區內,礦石從斗輪機經由ZT1、ZT2、T1、T2、T3、T4轉載站順序,運輸至日照鋼鐵如圖1所示。

2 供配電系統介紹

2.1 ZT1轉運站

設置在201A頭部與202A尾部附近。10kV進線開關柜2面(雙路切換互為備用),10kV出線柜3面(其中1面到0.69kV變壓器,1面到0.4kV變壓器),變頻器變壓器1臺(容量為2500kVA),電力變壓器1臺(容量為500kVA)。

2.2 T1轉運站

設置在203A頭部與C2A尾部附近。10kV進線開關柜2面(雙路切換互為備用),10kV出線柜2面(其中1面到0.69kV變壓器,1面到0.4kV變壓器),變頻器變壓器1臺(容量為3900kVA),電力變壓器1臺(容量為400kVA)。

2.3 T2轉運站

設置在C2A頭部與C3A尾部附近。10kV進線開關柜2面(雙路切換互為備用),10kV出線柜2面(其中1面到0.69kV變壓器,1面到0.4kV變壓器),變頻器變壓器1臺(容量為6500kVA),電力變壓器1臺(容量為630kVA)。

2.4 T3轉運站

設置在C3A頭部與C4A尾部附近。10kV進線開關柜2面(雙路切換互為備用),10kV出線柜2面(其中1面到0.69kV變壓器,1面到0.4kV變壓器),變頻器變壓器1臺(容量為4900kVA),電力變壓器1臺(容量為630kVA)。

2.5 T4轉運站

設置在C4A頭部附近。10kV進線開關柜2面(雙路切換互為備用),10kV出線柜2面(其中1面到0.69kV變壓器,1面到0.4kV變壓器),變頻器變壓器1臺(容量為4900kVA),電力變壓器1臺(容量為630kVA)。

3 控制系統介紹

3.1 管帶機控制系統控制邏輯

本控制系統采用逆料流啟動,順料流停機的控制邏輯,按照C4A、C3A、C2A、203A、202A、201A的啟動順序逐步、單條啟動;按照201A、202A、203A、C2A、C3A、C4A的停機順序逐步、單條停止。

皮帶之間有相應閉鎖關系(上下游皮帶啟動順序等),單條皮帶系統也有相應閉鎖關系(啟動條件判斷等)。

⑴單機啟動過程。

①集控下發啟動命令,沿線聲光報警裝置動作,提示開機。

②PLC向頭部主變頻器發出頭部主電機啟動信號,電機開始勵磁。

③頭部從變頻器接收主變頻器數據,下發啟動信號,電機開始勵磁。

④PLC向尾部變頻器發出尾部電機啟動信號,電機開始勵磁。

⑤集控下發主電機運行速度,啟動速度為全速的5%。

⑥頭部從變頻器接收主變頻器數據,跟隨啟動提速至全速5%。

⑦經延時,PLC向尾部變頻器發出全速5%信號,電機開始旋轉。

⑧待整條管帶機以5%運行正常后,可以提速。

⑨可一次提速至100%,也可分步完成。

⑩所有皮帶按照逆料流開機順序啟動完畢,則礦石輸送系統啟動成功,具備運料狀態。

(2)正常停機。

①集控下發停機信號給所有子站PLC。

②二類故障信號。

③礦石輸送系統整體降速至5%。

④按照順料流停機順序,逐個皮帶速度將至0%。

⑤系統內所有皮帶都停機,則礦石輸送系統停機成功。

(3)緊急事故停機。

①集控給出緊急事故停機信號。

②一類故障信號。

③變頻器響應急停,瞬時降速直至停機。

3.2 管帶機保護元件動作要求

(1)管帶機上保護元件。

(2)皮帶輕度跑偏,PLC只報警但不停機,運行人員應及時檢查;管帶機上其他保護元件動作時,PLC報警同時均發出停機指令。

3.3 管帶機數據監控

(1)相關的電氣量經變頻器以通訊形式送PLC,程序中設定相應的電氣保護定值,實現對重要設備的保護,同時上位監控畫面也顯示相同數據,過高、過低都會產生報警。

(2)各電機、減速機均設有Pt100鉑電阻,由PLC溫度模塊接收溫度值輸入。接近溫度最大值時應報警,超過溫度最大值停機檢查。

(3)電機上裝有測速編碼器,PLC控制系統接收電機轉速,根據實際情況集控可選擇開環或閉環控制,并下發不同的頻率實現調速。

(4)變頻器的進線電流、電壓、母線電流、母線電壓、出線電壓、出線電流等與運行相關的數據,經PLC上傳至上位監控系統,除相應保護之外,還為運行人員對于提高效率的分析、決策提供數據支撐。

(5)上位監控系統能實現數據采集和處理、輸送帶控制系統實時動態運行屏幕顯示、事件順序記錄、事故處理、記錄、工業電視監視、系統設備運行維護管理、軟件開發及培訓的功能。

4 結語

在日照港嵐山港區南作業區礦石輸送系統工程中,管帶機輸送鐵礦石試運行一次性成功。投產后管帶機控制系統運行穩定、可靠、高效,不僅實現了日照鋼廠、嵐山港的整體協作運營,還有效降低了粉塵污染,取得了生產、環境保護的雙贏局面。

參考文獻

[1] 龔欣榮.管狀帶式輸送機簡介[J].礦山機械,2000(8):43-46.

[2] 譚澤林.下運礦石膠帶輸送機控制系統選型與應用[J].中國礦山工程,2018,47(2):52-55.

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