PLC在改善燒結(jié)生產(chǎn)設(shè)備問題中的應(yīng)用

劉志偉

摘 要：在燒結(jié)機(jī)調(diào)試和生產(chǎn)期間，生產(chǎn)設(shè)備會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題。為了使生產(chǎn)設(shè)備更好地工作，減少停機(jī)時(shí)間，提高產(chǎn)量，各個(gè)工種人員會(huì)不斷發(fā)現(xiàn)問題，提出解決方案，并由編程人員對(duì)PLC程序進(jìn)行優(yōu)化，使PLC程序與生產(chǎn)設(shè)備達(dá)到最優(yōu)的配合，列舉了幾個(gè)相關(guān)的實(shí)例。

關(guān)鍵詞：PLC；燒結(jié)；限位

APPLICATION OF PLC IN IMPROVING SINTERING PRODUCTION EQUIPMENT

Liu Zhiwei

（Tangshan Huitang IOT Technology Co.， Ltd.? ? Tangshan? ? 063000， China）

Abstract：During the commissioning and production of sintering machines， various problems may occur in production equipment. In order to make the production equipment work better， reduce downtime， and increase production， personnel of various types of work will continuously identify problems and propose solutions. Programmers will optimize the PLC program to achieve optimal coordination between the PLC program and the production equipment. This article lists several relevant examples.

Key words：PLC；sintering；limit

0? ? 前? ? 言

在燒結(jié)機(jī)調(diào)試和生產(chǎn)期間，為了減少和避免由于生產(chǎn)設(shè)備問題造成的故障停機(jī)，提高產(chǎn)量，技術(shù)人員與編程人員對(duì)PLC程序進(jìn)行了不斷的改善和優(yōu)化，使其與生產(chǎn)設(shè)備達(dá)到最好的配合。以下即是在實(shí)際生產(chǎn)過程中探索出的一些PLC在改善燒結(jié)生產(chǎn)設(shè)備問題中的一些經(jīng)驗(yàn)。

1? ? PLC在改善燒結(jié)設(shè)備問題中的應(yīng)用

1.1? ? PLC在燒結(jié)布料小車中的應(yīng)用

燒結(jié)梭式布料小車是燒結(jié)生產(chǎn)中的重要設(shè)備，它是通過限位控制切換正反轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)混合料倉的料面均勻，以正轉(zhuǎn)限位和反轉(zhuǎn)限位為停止位。當(dāng)小車正轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)限位時(shí)，則在2 s后自動(dòng)反轉(zhuǎn)；反轉(zhuǎn)到反轉(zhuǎn)限位時(shí)，則在2 s后自動(dòng)正轉(zhuǎn)；若限位信號(hào)失效，只能靠正、反極限位停梭式布料小車。此種方式，若限位失效，崗位操作人員發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，時(shí)間過長會(huì)造成嚴(yán)重的堆料情況，需要配料系統(tǒng)停機(jī)來進(jìn)行清料，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，清料時(shí)間過長還會(huì)影響燒結(jié)礦正常生產(chǎn)。尤其在調(diào)試階段，由于設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定，曾多次出現(xiàn)限位失效的情況，在這種特定情況下，引入時(shí)間換向的思路，用時(shí)間和限位兩種控制方式使梭式布料小車換向運(yùn)行。

具體思路：現(xiàn)場記錄梭式小車正向、反向的運(yùn)行時(shí)間，用記錄時(shí)間加上一定時(shí)間的延時(shí)之后，在程序中并入時(shí)間控制小車換向程序，使時(shí)間和限位均能實(shí)現(xiàn)梭式布料小車換向。當(dāng)限位到而時(shí)間未到時(shí)，梭式布料小車正常換向運(yùn)行；當(dāng)時(shí)間到而限位未到時(shí)，梭式布料小車自動(dòng)換向的同時(shí)，在HMI畫面上發(fā)出限位未起作用的報(bào)警，提示崗位操作人員叫修查看限位是否出現(xiàn)故障，并到現(xiàn)場查看是否發(fā)生堆料的情況，堆料情況可以及時(shí)清理，避免擴(kuò)大化造成停機(jī)。

通過PLC程序優(yōu)化使由于堆料而產(chǎn)生的配料系統(tǒng)停機(jī)和燒結(jié)機(jī)停機(jī)情況基本杜絕，不僅減少了由于堆料產(chǎn)生的勞力，而且保證了燒結(jié)礦的產(chǎn)量，減少了故障時(shí)間。

1.2? ? PLC在成品篩分系統(tǒng)中的應(yīng)用

燒結(jié)區(qū)域的成品篩分系統(tǒng)是燒結(jié)生產(chǎn)中的重要組成部分。成品篩分系統(tǒng)連鎖程序中，皮帶的起停順序?yàn)槟嫫痦樛＃收线B鎖則是下游皮帶故障停機(jī)會(huì)引起上游皮帶停機(jī)。除此之外，篩分系統(tǒng)連鎖中還引入了分料器的限位，有時(shí)候現(xiàn)場限位開關(guān)誤碰或損壞也會(huì)引起上游皮帶停機(jī)，對(duì)生產(chǎn)的連續(xù)性產(chǎn)生影響。這種情況下，限位信號(hào)往往是極短時(shí)間的閃現(xiàn)，造成故障停機(jī)，而且故障原因不易查出。以皮帶機(jī)LS1-1、分料器1FLM、皮帶機(jī)LS1-2和皮帶機(jī)LS3-2為例，當(dāng)LS1-1、LS1-2運(yùn)行、1FLM為開限位且LS3-2未運(yùn)行時(shí)，此條流程正常運(yùn)行。一旦1FLM由于某種原因關(guān)限位信號(hào)閃現(xiàn)時(shí)，則由于LS3-2未運(yùn)行且1FLM有關(guān)限位，就會(huì)造成LS1-1及其以上的皮帶故障停機(jī)。為了有效地避免此類情況的發(fā)生，結(jié)合崗位工的操作習(xí)慣，增加了手動(dòng)添加連鎖的功能。

具體思路：為了有效避免因分料器限位信號(hào)閃現(xiàn)而引起的停機(jī)，引入了手動(dòng)添加連鎖的功能。以皮帶機(jī)LS1-1、分料器1FLM、皮帶機(jī)LS1-2和皮帶機(jī)LS3-2為例，當(dāng)LS1-2和LS1-1正常運(yùn)行后，由崗位工在新增連鎖切換的小畫面中選擇連鎖，點(diǎn)擊“LS1-1和LS1-2連鎖”按鈕后，程序中LS1-1運(yùn)行信號(hào)、LS1-2運(yùn)行信號(hào)、連鎖手動(dòng)按鈕就會(huì)對(duì)此條流程產(chǎn)生作用，篩分主畫面和連鎖選擇小畫面也會(huì)有相應(yīng)的箭頭顯示，一旦LS1-2故障停機(jī)，就會(huì)引起LS1-1停機(jī)。點(diǎn)擊選擇按鈕后，LS1-1、LS1-2正常運(yùn)行情況下，即使1FLM 關(guān)限位閃現(xiàn)，也不會(huì)因?yàn)長S3-2未啟動(dòng)而導(dǎo)致LS1-1停機(jī)，從而避免了由于限位信號(hào)的閃現(xiàn)而引起的不必要的停機(jī)，保證了燒結(jié)系統(tǒng)的連續(xù)性生產(chǎn)。

成品篩分系統(tǒng)通過PLC程序的改進(jìn)和HMI畫面的優(yōu)化，畫面上的箭頭將上下游皮帶的關(guān)系顯示得更加清晰明了，杜絕了由于分料器限位閃現(xiàn)引起的停機(jī)，保證了燒結(jié)礦的產(chǎn)量，減少了故障時(shí)間，如圖1、圖2所示。

1.3? ? PLC在富氧系統(tǒng)中的應(yīng)用

氧濃度的提高有利加快垂直燒結(jié)速度，提高燒結(jié)礦產(chǎn)量，同時(shí)也利于環(huán)保，因此增加富氧系統(tǒng)對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)來說很有必要。燒結(jié)在新增富氧PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，富氧系統(tǒng)與燒結(jié)系統(tǒng)不在同一個(gè)CPU中，但是富氧快切閥需增加與燒結(jié)系統(tǒng)中的煤氣壓力和助燃風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)的連鎖：當(dāng)燒結(jié)系統(tǒng)中的兩個(gè)助燃風(fēng)機(jī)都沒有運(yùn)行信號(hào)時(shí)，則自動(dòng)關(guān)閉富氧快切閥；當(dāng)高爐煤氣壓力低于某一數(shù)值時(shí)，則自動(dòng)關(guān)閉富氧快切閥。

為了在富氧系統(tǒng)中引入燒結(jié)系統(tǒng)的連鎖信號(hào)，采用了CPU之間通訊的形式將燒結(jié)系統(tǒng)中的煤氣壓力連鎖中間點(diǎn)和助燃風(fēng)機(jī)連鎖中間點(diǎn)傳入富氧所在的系統(tǒng)中。但是在僅用通訊引入連鎖信號(hào)的情況下，如果CPU之間由于某些原因不能正常通訊的話，就會(huì)造成連鎖的失效，當(dāng)助燃風(fēng)機(jī)都沒有運(yùn)行信號(hào)或者高爐煤氣壓力低時(shí)，不能連鎖關(guān)閉富氧快切閥。

為了有效避免此類情況，決定同時(shí)引入硬點(diǎn)通訊，給富氧快切閥連鎖加上雙保險(xiǎn)。為了加入硬點(diǎn)信號(hào)，選擇利用燒結(jié)系統(tǒng)與富氧所在系統(tǒng)之間預(yù)先敷設(shè)的備用電纜來進(jìn)行改造，從而完成硬點(diǎn)通訊。通過燒結(jié)系統(tǒng)的2個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)傳給富氧所在系統(tǒng)的2個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)，將燒結(jié)系統(tǒng)中的煤氣壓力低和兩個(gè)助燃風(fēng)機(jī)都沒有運(yùn)行信號(hào)硬線傳輸給富氧系統(tǒng)，然后并入到富氧快切閥連鎖中來實(shí)現(xiàn)燒結(jié)系統(tǒng)與富氧系統(tǒng)的硬點(diǎn)通訊。

增加硬點(diǎn)通訊后杜絕了因CPU之間的通訊故障造成的不能連鎖關(guān)閉富氧切斷閥的情況，減少了故障時(shí)間。類似的方法也用在了燒結(jié)與原料通訊、主抽系統(tǒng)與脫硫系統(tǒng)通訊、主抽系統(tǒng)與煙氣系統(tǒng)通訊的一些運(yùn)行信號(hào)中。

2? ? PLC在應(yīng)急處理過程中的應(yīng)用

除以上通過PLC程序的改進(jìn)來避免由于設(shè)備自身問題而產(chǎn)生的故障之外，還有一些情況是由于備件不足，生產(chǎn)對(duì)設(shè)備要求不高時(shí)利用PLC程序?qū)υO(shè)備做出的應(yīng)急處理。

例如，生產(chǎn)中某調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障，中控遠(yuǎn)程無法控制其動(dòng)作，現(xiàn)場檢查后發(fā)現(xiàn)確為調(diào)節(jié)閥控制電路板的給定功能存在問題，無法正常接收給定信號(hào)而造成調(diào)節(jié)閥無法動(dòng)作，但是通過萬用表測量發(fā)現(xiàn)控制電路板的反饋功能正常。通過與崗位操作人員結(jié)合，此調(diào)節(jié)閥在正常生產(chǎn)情況下的開度一般為全開或者全關(guān)，工藝要求并不高。

通過分析和研究，此閥在設(shè)計(jì)時(shí)未確定使用電動(dòng)開關(guān)閥還是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，因此施工時(shí)敷設(shè)了電氣控制電纜和儀表控制電纜各一根。考慮到備件費(fèi)用比較緊張，本著節(jié)約備件成本的原則，決定改造此調(diào)節(jié)閥的控制方式，由原本的模擬量給定輸出改為開關(guān)量開、關(guān)指令輸出，反饋方式不變，通過自動(dòng)化程序來實(shí)現(xiàn)此功能，從而達(dá)到不更換調(diào)節(jié)閥的目的。

首先，保留現(xiàn)場調(diào)節(jié)閥的反饋功能，仍然用原來的儀表控制電纜。然后將電氣控制電纜中的3根信號(hào)線校線備用，將其中的2根分別接入調(diào)節(jié)閥的開、關(guān)作用接觸器，另1根作為公共線接入開、關(guān)作用接觸器。PLC控制柜內(nèi)將校出的3根信號(hào)線，按照與現(xiàn)場調(diào)節(jié)閥接線對(duì)應(yīng)的順序分別接入已經(jīng)提前找好的2個(gè)數(shù)字量輸出通道作為開、關(guān)輸出。

PLC程序中，編程人員對(duì)調(diào)節(jié)閥輸出控制做了優(yōu)化，并把對(duì)調(diào)節(jié)閥的控制做成了功能塊。由于改造后仍要保持調(diào)節(jié)閥的功能，因此要限制閥位，不能大于95%或者小于5%，防止開關(guān)超限位卡住閥體。當(dāng)本次設(shè)定值與上次設(shè)定值不同，且設(shè)定值與閥位之差的絕對(duì)值大于3%（可以根據(jù)實(shí)際調(diào)整），且本次設(shè)定值大于閥位反饋時(shí)，則發(fā)出開閥指令；關(guān)閥指令類似，當(dāng)本次設(shè)定值與上次設(shè)定值不同，且設(shè)定值與閥位之差的絕對(duì)值大于3%（可以根據(jù)實(shí)際更改），且本次設(shè)定值小于閥位反饋時(shí)，則發(fā)出開閥指令。為了更好的控制開、關(guān)指令的發(fā)出，保證調(diào)節(jié)閥正常工作，加入了超時(shí)故障，當(dāng)開閥或者關(guān)閥指令發(fā)出后，4 s內(nèi)反饋?zhàn)兓∮?%（可以根據(jù)實(shí)際調(diào)整），則認(rèn)為調(diào)節(jié)閥未動(dòng)作，發(fā)出超時(shí)故障。當(dāng)開閥或者關(guān)閥指令發(fā)出后，4 s內(nèi)設(shè)定值與反饋之差的絕對(duì)值變大，則發(fā)出故障信號(hào)，不發(fā)開、關(guān)指令，防止開、關(guān)信號(hào)接反。設(shè)定值與閥位之差的絕對(duì)值小于3%、各種故障信號(hào)或者同時(shí)發(fā)出反方向命令都無法使調(diào)節(jié)閥發(fā)生動(dòng)作，如圖3所示。

通過改造，實(shí)現(xiàn)了原有調(diào)節(jié)閥的功能，不僅節(jié)約了備件成本，還提高了職工應(yīng)對(duì)設(shè)備故障的能力，也為將來再次發(fā)生同類設(shè)備故障問題提供了借鑒，有利于為燒結(jié)區(qū)域正常生產(chǎn)保駕護(hù)航。

3? ? 結(jié)? ? 語

通過不斷的探索和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，利用PLC程序的不斷優(yōu)化，解決了很多燒結(jié)生產(chǎn)設(shè)備問題，從而減少了停機(jī)故障次數(shù)和時(shí)間，提高了燒結(jié)礦產(chǎn)量，節(jié)省了大量的人力、物力，也有利于環(huán)保和節(jié)能。

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