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篦冷機弧形閥自動控制改造

【河北水泥網】  【時間:2011-06-14】  【關閉本頁】  【打印本頁[字體:字體顏色]
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  我公司的2500t/d生產線篦冷機灰斗卸料裝置擁有9個弧形,,灰斗內料位計采用CLW-DR-3A料位開關。系統控制時采用面板來設定弧形閥放料時間,當現場料位計檢測到有高料位時,弧形閥自動打開放料,放料時間即為面板設定時間。但實際生產中"容易發生當料位開關損壞后,弧形閥不能自動打開"使灰斗積料堆滿影響篦冷機傳動的故障。

  1、篦冷機控制系統存在的問題

  1)系統程序設計只有料位計自動控制和手動控制弧形閥放料,當料位計損壞后,通過人工來放料。

  2)此系統沒有把9個弧形閥的控制引入到DCS系統中,中控不能對弧形閥進行實時監控,也無法監控料位開關的工作狀態。

  2、改造方案的選擇

  方案1:將弧形閥控制柜PLC(Omron產品)與DCS(Simens產品)連接,進行通訊,這樣只需一根通訊電纜即可,簡單方便,且改造成本極低。 但是,此方法并沒有改進原有程序(而且原程序加密),2個公司產品軟硬件有很多不兼容之處,且此連接方式應在停車時全站下載后方可生效,故我們舍棄此方案。

  方案2:將弧形閥各個狀態控制全部引進DCS控制系統,并保留原有控制柜控制系統。這樣設計"既可以采用料位開關來控制,也可以由中控來控制,但采用這種控制方式時2套系統容易沖突,容易造成弧形閥開關同時出現的情況,并且因控制線路較多,改造不方便,也增加了檢修的困難,所以不采用此方案。

  方案3:將弧形閥各個狀態控制全部引進DCS控制系統,舍棄原有控制柜控制系統。這樣,只需幾根電纜線便可將9個弧形閥全部顯示在中控畫面上,做到操作控制一步到位。 這樣改進,成本低,程序編程簡單,控制方便,操作靈活。

  經過3個方案的比較,我們采用第3個方案對弧形閥自動控制進行改造,即弧形閥放料控制以料位開關為主,中控自動放料為輔。

  正常生產時,中控將每個弧形閥打到”自動”,如果料位計檢測到高料位時,相應的弧形閥將“自動”打開,放料時間由中控設定來控制,放料時間到后,弧形閥“自動”關閉。如果再次檢測到高料位,則重復執行以上操作。當持續高料位超過一定時間后,中控報警,中控操作員應連續放料,并通知現場崗位查看漏斗是否卡料。如果料位計長達一個班時無高料位信號,則中控啟動自動循環放料(自動循環放料不影響料位開關的控制),每次只開一個閥,前閥關閉和后閥打開時間相差10s以上,并且兩個閥同時高料位情況可能性很小,故在弧形閥放料時不會引起拉鏈機過載和溢流現象。

  改造前,對料位計進行全面檢查,將已壞和不靈敏的料位計進行更換;在程序上加強了故障報警功能,將各個弧形閥高料位顯示做到中控監視畫面中,同時啟用輔助畫面,保證監視畫面的簡捷。

  3、具體方案設計

  盡量保留原有柜內的硬件,甩掉原有PLC控制器,用8芯電纜將弧形閥信號線接入DCS,程序實現采用STEP7、STMATIC Manager和Wincc軟件,編程用西門子固化功能塊進行搭建連接,實現自動循環控制和弧形閥的開關控制,編程簡單,結構清晰。

  3.1 硬件

  每個弧形閥采用8芯電纜進DCS,弧形閥開關驅動加上硬件互鎖,同時,控制柜上的“按鈕手動”放料也接入DCS自動控制。

  3.2 軟件

  DCS系統采用西門子S7-400的控制單元,采用STEP7編程軟件編寫控制,定義弧形閥的狀態及控制類別,其中,狀態屬性:備妥(RD),開運行(RN_F),關運行(RN_R),開限位(LM_F),關限位(LM_R),高料位(LT),高料位故障(FT)。時間控制類別:總循環間隔時間,弧形閥放料時間,弧形閥放料間隔時間。驅動控制:開驅動(DR_F),關驅動(DR_R)。定義完畢后,利用西門子功能塊在CFC圖形化編程語言中進行編程。

  1)CFC1-G34AC:在此圖表中,對弧形閥各個狀態屬性(備妥、開關驅動、開關限位和開關運行)進行編輯定義。

  2)CFC2-G34AC-LT:對弧形閥料位開關進行編輯,并與CFC1圖表中的弧形閥功能塊“自動開”引腳相連"實現料位控制放料,并加入適當延時抗干擾程序,保證弧形閥能自動打開與關閉。

  3)CFC3:搭建自動循環放料程序,定義Opertime1總循環間隔時間,Opertime2 弧形閥放料時間,Opertime3弧形閥放料間隔時間,并將這3個時間屬性定義為“Opertor“(操作員)可”輸入”屬性,這樣,中控畫面可以顯示3個時間,中控操作員可以根據生產情況任意調整時間。

  4)CFC4:將9個弧形閥“自動”與“手動”切換做批量控制,在Wincc畫面上加入“手動”和“自動”按鈕。當按動“手動”時,9個弧形閥同時為“手動”,按動“自動”后"9個弧形閥同時為“自動”,這樣方便了中控操作員“手動”與“自動”的切換。

  5)CFC5:加時間自動循環投入按鈕。在中控畫面上加兩個“button“,一個命名為“投入“,當其按下時,弧形閥將按時間自動循環放料;一個命名為”切除“,弧形閥將切除時間自動循環放料程序,只執行高料位放料程序。 中控操作員根據生產情況及料位計報警選擇”投入“與”切除“。

  6)CFC6:將以上程序的畫面做到二次畫面上。在主畫面上加”弧形閥“按鈕,按下此按鈕,二次畫面將打開,便可以對弧形閥進行操作與監控。當然,在主畫面上也增加了必要的弧形閥報警,以便操作員及時發現問題。

  此次弧形閥自動程序改造,不僅可以滿足以”料位計“為主的自動放料控制,同時也可以啟用”時間自動循環“放料的控制,滿足了生產的要求,并且此設計也打破了原系統控制中程序固化時間的封鎖,將程序里的各個時間顯示在中控畫面上,并且可以隨時進行修改,為中控操作提供了更多的方便。

  4、使用及效果

  硬件改造過程簡單,程序編程簡易,經過以上軟硬件的改造,弧形閥自動控制改造基本完成。

  程序編程完畢后,首先對各個弧形閥’高料位信號進行了打點,并確定了開關限位的位置及高料位信號的可靠性;拘盘栒{試成功后,試驗高料位和時間自動循環控制,并很快調試成功",弧形閥自動控制系統可以正式投入使用。

  將高料位信號自動打開弧形閥的延時時間進行優化,使間斷的信號變為連續的信號,防止弧形閥頻繁的啟動。對”弧形閥放料間隔時間”與“弧形閥放料時間”兩個時間設定加上低限,也避免了弧形閥頻繁啟動,并在兩個時間之間設定一定連鎖,使“弧形閥放料間隔時間”始終長于“弧形閥放料時間”,避免兩個弧形閥同時打開。中控可根據實際情況來調整連鎖的時間。

  2008年11月份對弧形閥自動控制改造以來,使用效果很好。它利用中控監視系統的優勢,使篦冷機放料合理正;,并且現場情況監控實時到位,能反應工藝和設備實際狀況,同時,優化的程序編程也方便了中控的操作。

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