試論PLC及變頻技術在恒料控制系統中的應用

摘 要：文章簡單的闡述了PLC 及變頻技術在恒料控制系統中的應用，恒定給料系統利用對下料量的監測，在通過PID 調節情況下，利用PLC技術實現了對變頻器的控制，從而實現回轉窯恒定給料。

關鍵詞：PID控制，變頻調速，PLC，數字量，模擬量

中圖分類號：TK323 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）17-0048-02

煅燒回轉窯煅前給料設備原采用振動給料機，通過操作人員憑個人經驗手動調節給料量，這樣往往對量的恒定精確控制比較困難，石油焦粒度波動等在實際生產過程中，使得加料量極不穩定，同時也就使得煅燒質量及工藝穩定得到很大程度的影響。本文將變頻技術與PLC相結合，圓盤給料機由振動給料機改成，同時閉環計算機自動控制被采用于煅前給料系統。這樣就可以消除給料量偏差，通過自整定調節技術以實現回轉窯恒定給料。

1 控制方案

煅燒一期回轉窯恒定給料系統包括兩臺圓盤給料機、兩臺皮帶秤及兩臺皮帶輸送機組成，圓盤給料機電機由變頻器控制，系統采用PLC 控制核心，PLC 采集皮帶秤稱重信號與設定下料量進行反饋比較，輸出控制變頻器運行。

1.1 被控對象結構

被控設備主要包括圓盤給料機和皮帶秤。煅前料倉中的石油焦通過平板閘門和圓盤給料機下料到皮帶輸送機，由皮帶輸送機將料送入煅燒窯窯尾下料口。電子皮帶秤裝在皮帶輸送機下方，用途是稱重下料量。

1.2 控制原理

比較皮帶秤稱重的實際下料量的反饋值和下料量設定值，采用PID 控制驚醒恒料控制，圓盤給料機電機的變頻頻率則是通過PID 控制器進行調節，回轉窯恒定給料可以通過調整下料量而達到，控制原理圖如1所示。

2 功能實現

2.1 PLC 系統選型及功能要求

恒料控制系統采用PLC控制可以使得控制更加簡單，運行更加可靠，同時可以減少大量硬件，維護更加方便。恒料控制系統數字量主要包括圓盤給料機電機的啟動停止信號、故障報警、運行狀態信號、變頻器準備就緒信號等，模擬量主要包括圓盤給料機電機的速度給定及反饋、電動機電流反饋、皮帶秤稱重信號等。

所以根據恒料控制特性和技術要求，PLC 可以采用Allen-Bradley 公司的SLC500/5-05 型PLC（為回轉窯其他控制系統提供硬件基礎，可以直接擴展，無需在增加PLC）。SLC500/5-05 系列PLC，型號多以1746、1747 開頭。

SLC500/5-05 型PLC屬于中型PLC系統，在很多工業現場應用十分廣泛。另外，對于Allen-Bradley 公司的SLC500/5-05 型PLC來說，這是屬于基于機架的中型控制系統。其主要組成部分包括離散量模塊、控制器、還有模擬量模塊和特殊輸入輸出模塊，以及外圍設備等等組成。從現場應用角度來看，配置靈活和功能強大則是模擬量模塊和特殊輸入輸出模塊的主要特點，這樣通訊配置可以進行較為廣泛的配置和設計，同時相關的內存選項也比較靈活，便于進行控制設計。

對于RSLOGIX 500 梯形圖邏輯編程軟件包來說，其主要特點包括點擊式的輸入輸出配置、靈活的編輯器，還有功能強大的數據庫編輯器等等，另外，這個梯形圖邏輯編程軟件包還具有診斷和排錯工具，所以對于特定項目的開發來說，能夠最大限度的提高項目開發效率，能有有效縮短項目開發時間。

組態軟件采用RSVIEW32 用戶軟件，上位機一用一備，上位機與PLC 通過通過DH+通訊方式構建了控制網絡，通過DH+網絡上的RSVIEW32 軟件實現人機對話，有效地對恒料控制過程及設備運行狀態和故障報警進行監視和控制。

2.2 變頻器選型及功能要求

根據恒料控制電動機驅動的特性和技術要求，采用MICROMASTER 440 系列變頻器作為圓盤給料機的電機驅動。MICROMASTER 440系列是一種通用型變頻器，功能強大、保護功能完善、價格低，完全滿足恒定給料系統的需求。

2.3 變頻器及PLC接線原理圖

回轉窯恒料控制系統采用遠程控制及就地控制兩種方式，在現場設有轉換開關。遠程控制通過上位機RSVIEW32 用戶監控軟件，設定下料量，通過PLC 運算控制變頻器實現下料量的恒定，也可以直接設定變頻器頻率。同時可以再上位機RSVIEW32 用戶監控軟件界面上反映出，實際下料量、變頻器頻率、給定頻率、圓盤給料機電機電流及設備運行狀態和故障報警等信息。

在PLC 系統出現故障或現場檢修調節時通過就地轉換開關，轉換到就地狀態，使用就地啟動按鈕啟動變頻器，通過旋轉現場電位計控制變頻器頻率，達到下料量的控制。

2.4 變頻器參數設置

在參數設定時應注意用戶訪問級，變頻器共有四個訪問等級：標準級，擴展級，專家級和維修級。每個功能組中包含的參數號，取決于參數P0003（用戶訪問等級)設定的訪問等級。

在對圓盤給料機電機的轉速及運行電流等模擬量的進行監控，在將參數P0771[0]設置為24(實際輸出頻率)，P0771[1] 設置為27(實際輸出電流)，在設定完參數還需對P0771[0]，P0771[1]進行標定。

3 結 語

PLC 及變頻技術在恒料控制系統的應用， 實現了回轉窯煅燒給料系統物料的進料量大小自動調節控制，提高其輸料能力，提高給料量的精度，保證了給料量的恒定，為煅燒生產創造了熱工，物料平衡的良好基礎。

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