智能主令控制器在石灰豎窯生產中的應用

摘 要

分析了傳統LK系列主令控制器在石灰豎窯生產中存在的主要缺點， 并對ZNLK智能主令控制器組成和工作原理及其在石灰豎窯生產中的應用作了介紹和說明，同時對ZNLK智能主令控制器的應用場合作了說明。

1、概 述

在石灰豎窯生產過程中上料卷揚因故障的停運將直接影響石灰的產量和質量，甚至會引起重大設備和人身事故。目前，國內大部分豎窯上料卷揚控制系統還在延用傳統的LK系列的機械式有觸點的主令控制器完成對卷揚的上升、下降的*確啟停，以及礦車運行中的加速、減速和*確定位。但傳統LK系列機械式主令控制器存在以下不可克服的缺點：

(1)故障率高：石灰生產的現場環境惡劣，高濃度的灰塵往往造成主令的接點閉合后而不導電，其機械部分長期在惡劣環境下運轉而造成機械運轉部分損壞而不能使接點斷開，它將造成卷揚的惡性事故，如礦車掉道，礦車坐底，礦車入爐等。

(2)控制精度低：LK系列主令控制器靠一周的凸輪運動而定位，對于幾十米的礦車行程，凸輪軌跡的小小偏差，將造成礦車定位大距離的偏離，往往使物料不能完*倒入爐內，使物料的稱量失去意義而影響產量和質量。

(3)調整時間長：在卷揚每次更換鋼絲繩和生產過程中需調整礦車位置時，都需對主令的凸輪定位進行調整。調整前需礦車停運，往往要反復多次才能*確定位，費時費力。

(4)不適應自動化控制生產：目前隨著自動控制技術的發展，石灰豎窯的生產過程多數采用了自動化控制，而LK系列主令與其不配套，這也是提高石灰豎窯自動化水平的一個障礙。

近幾年來，隨著PLC控制技術的飛速發展，河南眾恒控制工程有限公司生產的ZNLK型智能型主令控制器在石灰豎窯生產中得到了廣泛的應用。

2、智能主令控制器構成及原理

(1)智能主令控制器的組成

智能主令控制器系統簡圖如圖1所示，智能主令控制器由主令傳感器和主令控制單元兩部分構成，主令傳感器由減速機構和*對值編碼器構成，主控單元由PLC和操作面板構成。主令傳感器安裝在現場與主卷揚傳動軸柔性連接。主令控制單元安裝在控制室或操作室內，主令傳感器內的*對值編碼器和連接通信電纜將現場位置信號送到主控單元，共同構成智能主令控制器。

(2)工作原理

智能主令控制器在工作時，主令傳感器通過其減速機構與主卷揚減速機構低速軸嚙合，當減速機帶動卷揚滾筒轉動時其低速軸將礦車移動的距離同步傳給主令減速機構并帶動編碼器一起轉動。編碼器是一種無接觸型的傳感器，它將礦車的位移轉換成格雷碼，同時傳感器將礦車位置碼送到PLC的輸入端，在PLC內部進行譯碼、運算、分析、累加等處理后與操作面板中可調用的設定參數相比較，在合適的位置發出相應的控制信號，從而達到控制目的。主令控制器通過編碼器旋轉產生的位置碼實現對礦車位移的檢測，同時與操作面板通訊，接受來自操作面板的指令和各種原始參數的設定，經PLC程序處理進而實現對礦車的*確定位及各種數據顯示和報警。

3、智能主令控制器性能及特點

智能主令控制器具有運行、響應速度快、*確率高、調整方便迅速、可在運行中調整、全數字顯示、遠程通信、多種保護功能等優點。

(1)運行，故障率低。主令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，避免了惡劣工作環境對主令的影響，這樣就避免了許多機械故障，能極大地提高豎窯控制設備的性，故障率大大降低。

(2)反應速度快，*確度高。主令控制器采用PLC控制器進行控制，故其反應速度快，可達微秒級，控制精度可達毫米級，完*滿足石灰豎窯生產需要，同時還可以應用于要求精度更高的場合。

(3)調整方便。智能主令控制器可在設備運行狀態中對礦車位移偏差進行調整，并具有停電記憶功能。調整時無需任何工具，僅需對操作面板操作，即可達到調整目的，與老式主令相比，可以節約時間，減少勞動強度，從而提高經濟效益。

(4)數字顯示。在被控物體運行期間可以方便地從操作面板上觀察出其所處的位置。

(5)遠程通信。智能主令控制具有遠程通信功能，可以直接和石灰豎窯主體控制系統對接，從而實現石灰豎窯的自動化生產。

(6)保護功能齊*。智能主令控制器有過速等保護功能。當礦車失控，超過速度時，主令控制器可發出停車信號，以避免溜車故障。同時主令控制器還具有脫軸、倒轉等保護功能。

4、結束語

ZNLK智能主令控制器運行、響應速度快、精度高、調整方便、人機界面好、可以替代機械主令，應用于任何需要位置或位移檢測的場合，在冶金行業中可在高爐主卷揚、石灰豎窯卷揚等自動化控制場合應用，攀鋼礦業公司石灰石礦1~5#石灰豎窯均用其取代了老式凸輪主令控制器，取得了滿意的使用效果。

參考文獻：

1 西門子公司.可編程控制器原理系統手冊，2000年

2 《可編程控制器原理及其應用》.萬太福、唐賢永編著