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篦冷机弧形阀自动控制改造

【河北水泥网】  【时间:2011-06-14】  【关闭本页】  【打印本页
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  我公司的2500t/d生产线篦冷机灰斗卸料装置拥有9个弧形,,灰斗内料位计采用CLW-DR-3A料位开关。系统控制时采用面板来设定弧形阀放料时间,当现场料位计检测到有高料位时,弧形阀自动打开放料,放料时间即为面板设定时间。但实际生产中"容易发生当料位开关损坏后,弧形阀不能自动打开"使灰斗积料堆满影响篦冷机传动的故障。

  1、篦冷机控制系统存在的问题

  1)系统程序设计只有料位计自动控制和手动控制弧形阀放料,当料位计损坏后,通过人工来放料。

  2)此系统没有把9个弧形阀的控制引入到DCS系统中,中控不能对弧形阀进行实时监控,也无法监控料位开关的工作状态。

  2、改造方案的选择

  方案1:将弧形阀控制柜PLC(Omron产品)与DCS(Simens产品)连接,进行通讯,这样只需一根通讯电缆即可,简单方便,且改造成本极低。 但是,此方法并没有改进原有程序(而且原程序加密),2个公司产品软硬件有很多不兼容之处,且此连接方式应在停车时全站下载后方可生效,故我们舍弃此方案。

  方案2:将弧形阀各个状态控制全部引进DCS控制系统,并保留原有控制柜控制系统。这样设计"既可以采用料位开关来控制,也可以由中控来控制,但采用这种控制方式时2套系统容易冲突,容易造成弧形阀开关同时出现的情况,并且因控制线路较多,改造不方便,也增加了检修的困难,所以不采用此方案。

  方案3:将弧形阀各个状态控制全部引进DCS控制系统,舍弃原有控制柜控制系统。这样,只需几根电缆线便可将9个弧形阀全部显示在中控画面上,做到操作控制一步到位。 这样改进,成本低,程序编程简单,控制方便,操作灵活。

  经过3个方案的比较,我们采用第3个方案对弧形阀自动控制进行改造,即弧形阀放料控制以料位开关为主,中控自动放料为辅。

  正常生产时,中控将每个弧形阀打到”自动”,如果料位计检测到高料位时,相应的弧形阀将“自动”打开,放料时间由中控设定来控制,放料时间到后,弧形阀“自动”关闭。如果再次检测到高料位,则重复执行以上操作。当持续高料位超过一定时间后,中控报警,中控操作员应连续放料,并通知现场岗位查看漏斗是否卡料。如果料位计长达一个班时无高料位信号,则中控启动自动循环放料(自动循环放料不影响料位开关的控制),每次只开一个阀,前阀关闭和后阀打开时间相差10s以上,并且两个阀同时高料位情况可能性很小,故在弧形阀放料时不会引起拉链机过载和溢流现象。

  改造前,对料位计进行全面检查,将已坏和不灵敏的料位计进行更换;在程序上加强了故障报警功能,将各个弧形阀高料位显示做到中控监视画面中,同时启用辅助画面,保证监视画面的简捷。

  3、具体方案设计

  尽量保留原有柜内的硬件,甩掉原有PLC控制器,用8芯电缆将弧形阀信号线接入DCS,程序实现采用STEP7、STMATIC Manager和Wincc软件,编程用西门子固化功能块进行搭建连接,实现自动循环控制和弧形阀的开关控制,编程简单,结构清晰。

  3.1 硬件

  每个弧形阀采用8芯电缆进DCS,弧形阀开关驱动加上硬件互锁,同时,控制柜上的“按钮手动”放料也接入DCS自动控制。

  3.2 软件

  DCS系统采用西门子S7-400的控制单元,采用STEP7编程软件编写控制,定义弧形阀的状态及控制类别,其中,状态属性:备妥(RD),开运行(RN_F),关运行(RN_R),开限位(LM_F),关限位(LM_R),高料位(LT),高料位故障(FT)。时间控制类别:总循环间隔时间,弧形阀放料时间,弧形阀放料间隔时间。驱动控制:开驱动(DR_F),关驱动(DR_R)。定义完毕后,利用西门子功能块在CFC图形化编程语言中进行编程。

  1)CFC1-G34AC:在此图表中,对弧形阀各个状态属性(备妥、开关驱动、开关限位和开关运行)进行编辑定义。

  2)CFC2-G34AC-LT:对弧形阀料位开关进行编辑,并与CFC1图表中的弧形阀功能块“自动开”引脚相连"实现料位控制放料,并加入适当延时抗干扰程序,保证弧形阀能自动打开与关闭。

  3)CFC3:搭建自动循环放料程序,定义Opertime1总循环间隔时间,Opertime2 弧形阀放料时间,Opertime3弧形阀放料间隔时间,并将这3个时间属性定义为“Opertor“(操作员)可”输入”属性,这样,中控画面可以显示3个时间,中控操作员可以根据生产情况任意调整时间。

  4)CFC4:将9个弧形阀“自动”与“手动”切换做批量控制,在Wincc画面上加入“手动”和“自动”按钮。当按动“手动”时,9个弧形阀同时为“手动”,按动“自动”后"9个弧形阀同时为“自动”,这样方便了中控操作员“手动”与“自动”的切换。

  5)CFC5:加时间自动循环投入按钮。在中控画面上加两个“button“,一个命名为“投入“,当其按下时,弧形阀将按时间自动循环放料;一个命名为”切除“,弧形阀将切除时间自动循环放料程序,只执行高料位放料程序。 中控操作员根据生产情况及料位计报警选择”投入“与”切除“。

  6)CFC6:将以上程序的画面做到二次画面上。在主画面上加”弧形阀“按钮,按下此按钮,二次画面将打开,便可以对弧形阀进行操作与监控。当然,在主画面上也增加了必要的弧形阀报警,以便操作员及时发现问题。

  此次弧形阀自动程序改造,不仅可以满足以”料位计“为主的自动放料控制,同时也可以启用”时间自动循环“放料的控制,满足了生产的要求,并且此设计也打破了原系统控制中程序固化时间的封锁,将程序里的各个时间显示在中控画面上,并且可以随时进行修改,为中控操作提供了更多的方便。

  4、使用及效果

  硬件改造过程简单,程序编程简易,经过以上软硬件的改造,弧形阀自动控制改造基本完成。

  程序编程完毕后,首先对各个弧形阀’高料位信号进行了打点,并确定了开关限位的位置及高料位信号的可靠性。基本信号调试成功后,试验高料位和时间自动循环控制,并很快调试成功",弧形阀自动控制系统可以正式投入使用。

  将高料位信号自动打开弧形阀的延时时间进行优化,使间断的信号变为连续的信号,防止弧形阀频繁的启动。对”弧形阀放料间隔时间”与“弧形阀放料时间”两个时间设定加上低限,也避免了弧形阀频繁启动,并在两个时间之间设定一定连锁,使“弧形阀放料间隔时间”始终长于“弧形阀放料时间”,避免两个弧形阀同时打开。中控可根据实际情况来调整连锁的时间。

  2008年11月份对弧形阀自动控制改造以来,使用效果很好。它利用中控监视系统的优势,使篦冷机放料合理正常化,并且现场情况监控实时到位,能反应工艺和设备实际状况,同时,优化的程序编程也方便了中控的操作。

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