智能主令控制器在石灰豎爐中的應用

　　摘 要 介紹了智能主令控制器的組成、原理、特點及在南京江寧石灰廠活性石灰豎爐中的應用情況。

　　1 前 言

　　在活性石灰豎爐生產過程中*關鍵的設備應為上料系統中的上料小車卷揚設備，而上料卷揚的停運將直接影響其產量和質量。卷揚的故障往往能引起重大的設備事故甚至人身事故。所以石灰豎爐設備維護往往以卷揚為重點，而控制卷揚的指令性的設備是主令控制器。主令控制器完成卷揚上升、下降啟停點的*確定位，完成料車運行中的加速點、減速點的*確定位，同時還要發出爐頂設備各種運轉方式的指令，小車的*確、快速定位，可以使小車運行在*安*、合適的速度，*大滿足工藝和生產需要的上料周期，延長設備的使用壽命，生產的連續性，以達到提*產量和質量的目的。

　　上料系統是否能夠按時上料，很好的完成輸送物料的任務，主要應滿足以下兩個條件：一是卷揚設備的安*;二是小車限位調整的靈活方便。

　　一個無人操作的卷揚系統的好壞，就是它的安*性和穩定性，而卷揚的大腦就是它的主令控制器?，F就南京江寧石灰廠使用的智能主令控制器作一簡要介紹。

　　2 設備特點

　　智能主令控制器采用了以功能強大、運行響應速度快、抗干擾、耐震動、耐輻射而著稱的可編程控制器、電子編碼器，運行、故障率低、響應速度快、分辨率高、調試方便。

　　運行：該主令控制器用弱電控制強電，用PLC程序和無觸點編碼器代替機械觸點的邏輯動作;這樣就避免了許多機械故障，從而提高主令運行的性。

　　響應速度快：該主令的分辨率可以達到毫米級，響應時間達到毫秒級，能適合于需要*確定位和反應即時的控制場合。

　　抗干擾、灰塵：由于編碼器是密封的，所以抗干擾，抗腐蝕性能比較好。

　　調整方便快速：該主令調節時無需任何工具，只需對操作面板上、下鍵頭用手操作，即可達到調整的目的，熟練的操作者只需幾秒即可完成。并可在機械運行中調整，不必停車。與老式主令相比，可以節約時間，從而提高經濟效益。

　　全數字顯示：在小車運行期間可以方便地觀察出其所處的位置。

　　通訊功能：具有遠程通訊功能，可以通過485接口直接和其它智能管理控制系統如：PLC、DOS連接。

　　無觸點：主令控制器的可編程控制器的輸出直接給控制系統提供小車限位信號，或在普通控制系統中，用PLC輸出帶動中間繼電器，提供限位信號，達到弱電控制強電的功能。

　　停電自動記憶功能：系統突然停電后再次送電時，料車當前位置和相應數碼一致。大大提高了其性。

　　3 組成結構與原理

　　其結構如圖1：

　　圖1

　　(1)智能主令系統包括兩部分：

　　1)采集單元：包括電子編碼器、柔性連接器、傳動軸。

　　2)操作箱：包括西門子操作面板、西門子PLC和輔助電器元件。

　　(2)工作原理

　　小車卷揚減速機帶動卷揚滾筒轉動，滾筒上的鋼絲繩拉動上料小車上、下移動;卷揚減速機帶動小車上、下移動的同時，由其輔軸同步帶動主令現場單元的傳動軸轉動，傳動軸通過柔性連接器連接電子編碼器旋轉軸轉動，電子編碼器根據旋轉軸的旋轉情況，進行數字編碼(這個數字編碼就對應了小車的當前的實際位置)然后通過電纜輸出端輸出到PLC，PLC通過計算檢測小車位置，與設定的位置進行比較，是否到設定的限位(如上倒料限位、加速限位、減速限位)，到設定限位后由控制系統小車啟動、停止、加減速、上下運行。

　　(3)限位的設定

　　本主令采用西門子的操作面板直接修改設定PLC參數、數據。如圖2所示：

　　圖2

　　●*先通過(F1~F8)功能鍵選擇需修改的信息數據，在文本信息窗口中顯示出來(所能修改的信息系統初始時設定);用“ ”上、下鍵使當前數字增加或減小，用“ENTER”鍵進行修改確認退出或用“EXIT”鍵忽略修改退出。

　　本主令數字設定范圍在-32767 ~ +32767之間，可把任意實際位置設定為參考位置。使其顯示數字為“0”，根據“0”位設定其它限位。當電子編碼器旋轉軸正方向(正、反向可自由設定)旋轉時，所對應編碼數字增加，反方向時，則編碼數字減少。

　　小車位置與顯示編碼數字對應關系：

　　南京江寧石灰廠石灰豎爐卷揚滾筒周長2米左右，斜橋架長(下料限位—上料限位)約35米，卷揚滾筒轉一周小車運行2米，同時編碼器變化51個單位。所以編碼器每變化一個單位，小車運行約4cm(根據設備要求，可改變傳動比進一步提高單位精度，*多到毫米級)，則從下限位—上限位小車運行3500/4.1≈854個單位。如把下限位設定為0點(參考點)，則上限位在854(試車中進行微調)，在0~854之間可根據實行外部設備設定，上升加速限位、下降加速限位、上減速限位、下減速限位。例圖：在操作面板可把實際限位設定如圖3所示數字。

　　江寧石灰廠使用時設定值分別是：下限位為0、上限位為856、上加速設為50、上減速為765、下加速為800、下減速設為55。

　　小車運行時(上升、下降狀態由控制系統給定)電子編碼器產生連續的編碼，根據編碼數字值確立小車位置。

　　上升時：

　　編碼值在下限位與上加速限位之間小車 慢速運行：0≤X<55(X為當前編碼)

　　上升加速限位—上升減速限位之間 快速運行：55≤X<765

　　上減速—上限位 慢速運行：765≤X<856

　　下降時：

　　上限位—下加速之間 慢速運行：800≤X<856

　　下加速位—下減速 快速運行：55≤X<800

　　下減速—下限位 慢速運行：0

　　在以上每種運行狀況區間(765≤X≤856或55≤X<800)PLC都有相應的輸出點輸出開關量，通知控制系統調整變頻器速度來改變小車速度或停止小車運行。

　　4 主令控制器在江寧石灰廠的應用

　　江寧石灰廠250m3石灰豎爐于2001年4月份投產，上料控制系統采用西門子PLC——S7300，電機使用西門子變頻器控制，卷揚限位采用河南眾恒控制工程有限公司研制開發的智能主令控制器。自運行以來，從未因主令原因出現任何故障，中途數次突然停電，數據位置從未出現過錯誤、誤動作，調整限位相當方便，如在運行中微調某個限位，只需1~2秒鐘，不需停止其它設備;如需更換、維修相關設備(如電機、減速機、鋼絲繩等)更換完成后*多只需10秒(先將原點重新設定，然后微調，到目前為止，江寧石灰廠共重設原點兩次。)，即可把參數設定完成，進入正常運行。在新設備試車調試期間調整一遍時間可縮短到30秒以內。

　　主令控制器的運行、*確定位、方便的參數設定、修改，了小車正常及時輸送物料，縮短了運行周期，從而為產品質量和產量的提高提供了條件，并延長了相關設備的運行壽命。

　　因該設備具有以上*越的性能，2002年4月份江寧石灰廠在新建的2#石灰爐中也采用了這種智能主令控制器，現已投入運行。