灰爐自控系統的重要設備——智能主令控制器

　　石灰爐自控系統的重要設備——智能主令控制器

　　智能主令控制器在水鋼集團耐火材料廠3×250M3石灰豎窯中的應用實例

　　水城鋼鐵集團耐火材料廠 陳貴華 河南眾恒控制工程有限公司 馬政利

　　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卷揚設備，而上料卷揚的非正常停運將直接影響其活性石灰的產量和質量。我廠原有的3座120 M3石灰豎爐2004年前一直采用的是老式的LK4機械觸點主令，每年都會出現幾次事故，1號爐改造成河南眾恒公司生產的ZNLK-10J智能主令控制器后，運行一年多以來沒有因主令原因出現一次故障，故障率幾乎為零。因而我廠新上的3座250M3石灰豎爐直接選用了ZNLK-10J智能主令控制器，并通過其網絡功能在上位機上顯示小車的實際位置和動畫。

　　我公司的3號250 M3 石灰豎爐投產初期，由于機械的原因，導至了小車運行到軌道中間時失速，小車在軌道上高速下降，由于此智能主令有超速保護，從而避免了一次重大事故的發生，這種齊*的保護功能是老式LK主令所不具備的。

　　我公司通過多年來用卷揚主令的實踐經驗，總結出老式LK系列機械主令控制器存在以下不可克服的缺點：

　?、倏刂凭鹊停篖K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，往往會出現物料不能完*倒入爐內或者沖頂，使物料的稱量失去意義而影響產量和質量。

　?、诠收下矢撸菏疑a的現場環境惡劣，高濃度的粉塵往往造成主令的接點接觸不良，其機械部分長期在惡劣環境下運轉造成機械運轉部分損壞而使接點通斷不暢，這些情況的發生都將造成卷揚的惡性事故，如礦車掉道，礦車坐底，礦車入爐等。

　?、蹮o保護功能：老式LK主令只能完成到到點發出信號，不能檢測料出速度，從而也就不能給于料車失速、零速、減速、溜車等各種保護措施。

　?、苷{整時間長：在卷揚更換鋼絲繩和生產過程中需調整料車位置時，都需對主令的凸輪定位進行調整。調整時需要料車停運，往往要反復多次才能*確定位，費時費力且極不方便。

　?、菖c新型自動化系統不配套：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，由于大系統需要采集小車的當前位置，還有在上位機上做小車動畫等情況是老式LK系列主令所不能滿足的。

　　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系列智能型主令控制器由于其性能良好，保護功能全、調整方便快捷，從而在石灰豎窯生產中得到了廣泛的應用。

　　2 ZNLK智能主令控制器的組成

　　此設備由現場變送單元、主控單元、連接電纜組成。主控單元由PLC和操作面板等組成?，F場變送單元由減速機構和旋轉編碼器組成。主控單元安裝在主控室或卷揚機房，現場變送單元安裝在現場與主卷揚傳動軸進行柔性連接。如智能主令控制器配置簡圖圖1所示

　　智能主令控制器配置簡圖 圖1

　　3 ZNLK智能主令控制器的工作原理

　　當受控設備運動時，受控設備通過現場變送單元的傳動機構帶動編碼器一起旋轉，編碼器是一種無接觸型的傳感器，它將料車的位移轉換成格雷碼送到可編程序控制器(PLC)的輸入端，PLC將采集到的格雷碼進行譯碼、運算、分析、累加等數學運算處理，并將受控設備的位移通過操作面板中所顯示的“當前位”間接的表示出來，同時把“當前位”與操作面板中顯示的可調的設定參數進行比較，在合適的位置發出相應的控制信號，從而實現受控設備的*確定位;另一方面PLC還對采集到的信號進行分析，判斷受近代設備是否出現超速、零速 或溜車等故障，如出現故障立即發出停車信號，可以有效預防惡性事故的發生。

　　小車位置與數碼對應用關系，以1號250M3石灰豎爐為例：

　　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。

　　我廠1號石灰豎(3座爐子設備相同)爐卷揚滾筒周長2米左右，斜橋架長約40米，卷揚滾筒轉一周小車運行2米，同時編碼器變化94個單位。所以編碼器每變化一個單位，小車運行約1.9cm，則從下限位—上限位小車運行4000/1.9≈2100個單位。如把下限位稍微靠上設定為0點(參考點)，則上限位在2100(試車中進行微調)，在0~2100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2所示數字。

　　保護參數分別是：設定超速點 44，減速報警點數 24。

　　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。在運行中PLC與當前位實時比較，同時相應的輸出點輸出開關量，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 智能主令控制器的*越性

　　ZNLK系列智能主令控制器具有運行、保護功能齊*、分辨率高、抗干擾能力強、響應速度快、調整方便迅速、運行中可調整、全數字顯示、遠程通訊等優點。

　　1、運行：該主令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這樣就避免了許多機械故障，從而提高了主令控制器運行的性。

　　2、保護功能齊*：該主令設有超速保護、減速保護、零速保護和溜車保護。當受控設備失控，超過所設定的*高速度時、到達減速區間但速度沒有減下來時、沒有電機運行信號但受控設備發生移動時、受控設備接收到運行指令但卻按相反方向移動時，該主令都可發出停車信號，預防發生溜車故障及其它意外事故;當電機正常運轉時，卷揚因故障不隨動或現場變送單元不工作時，該主令也能發出停車信號進行保護。

　　3、分辨率高：該智能主令的分辨率可以達到毫米級，*確度，能夠適應需要*確定位和*確限位控制的場合。

　　4、抗干擾能力強：由于采用編碼器，編碼器把受控設備的位移轉化成格雷碼送到PLC，受控設備的某一位置對應一個*一的碼值。即使某一時刻受到干擾但下一時刻就可以把丟失的碼找回來，不會因為干擾而產生累計誤差。

　　5、調整方便：該智能主令的調節無需任何工具，僅需對操作面板進行操作，即可達到調整的目的，熟練的操作者只需幾秒鐘即可完成.

　　6、可在運行中調整：該智能主令可在設備運行狀態中進行調整，設備不必停車即可對控制信號的輸出位置通過操作面板進行微調。

　　7、全數字顯示：受控設備運行期間可方便地從面板上觀察出其所處的位置。

　　8、遠程通訊：該主令具有遠程通訊功能，可以直接和其它控制系統相連接。

　　5 結束語

　　ZNLK智能主令控制器可應用于任何需要位移檢測的場合，冶金行業中在高爐主卷揚、料鐘、遮斷閥、高爐探尺、石灰豎爐卷揚、轉爐氧槍控制、轉爐傾動、混鐵爐傾動、焦化設備平煤機和推焦機、大包回轉臺、原料卷揚上料、原料車間翻車機轉動控制等自動化工業控制場合被廣泛應用，國內已有上百家大型企業用其取代了老式凸輪主令控制器，取得了滿意的使用效果和顯著的經濟效益。該主令在運行中幾乎做到了零故障率，與老式主令相比，若它能為您避免一次故障，那已是物超所值了;*近眾恒公司又研制并開發出了冗余系統，利用兩臺智能主令控制器，兩臺同時起作用，如其中一臺發生故障立即報警但不影響另一臺正常工作，出現故障的一臺排除故障后又可投入正常使用.

　　水城鋼鐵集團耐火材料廠3×250M3以及老1號120 M3的石灰爐均已用其取代了老式凸輪主令控制器，并取得了滿意的效果和良好的經濟效益。并計劃于今年把2號120 M3石灰爐主卷揚也改由ZNLK智能主令控制。