PLC在回轉窯中的應用

摘 要：PLC是可編程邏輯控制器的簡稱，它在各行各業中都有著應用。自從上世紀70年代誕生以來，在各種領域中都發揮著功不可沒的作用。回轉窯是鋼鐵、冶金行業用來煅燒礦物等金屬材料的場所，回轉窯中也會常應用到PLC技術。文章作者圍繞PLC這一技術，論述了它在回轉窯中的應用。

關鍵詞：PLC；回轉窯；應用

前言

PLC是一種對生產過程進行控制的系統形式，回轉窯是冶金、鋼鐵行業煅燒環節的作業場地。在回轉窯中的工作具有復雜繁瑣的特點，為了使工作更加方便快捷，有必要使用PLC這種技術來提高工作效率。下面作者為我們介紹了什么是PLC可編程邏輯控制器與回轉窯，介紹了回轉窯工藝流程，以及PLC在回轉窯中的應用。

1 PLC可編程邏輯控制器與回轉窯

1.1 PLC可編程邏輯控制器

PLC中文簡稱是可編程邏輯控制器，它與個人電腦的CPU有著相似之處。它的功能十分強大，它能夠在生產過程收集整理數據，對生產過程進行控制，它是屬于控制系統。它彌補了傳統繼電器造價成本高，接觸不良、磨損等特點。由中央處理單元、存儲器、電源、通訊接口、輸入與輸出回路。廣泛應用于冶金、鋼鐵、電梯、自動洗衣機等生產行業的過程控制[1]。

1.2 回轉窯概述

回轉窯由英國人最先發明，隨后在英美等西方發達國家廣泛應用。回轉窯俗稱旋窯，專業術語稱為旋轉煅燒窯。它分為石灰窯、冶金化工窯與水泥窯。它應用了物理學中熱能的導流、對流、熱輻射原理。在環保、化工、冶金、建材、金屬加工等行業都有著廣泛應用。

2 PLC在回轉窯中的應用

2.1 PLC控制系統

2.1.1 中央控制室。中央控制室是PLC控制系統最重要的環節。其設置主要有打印機和負責監控的計算機等。它主要對設備運行狀態，電氣與工藝參數監控、整理、搜集，通過對數據的處理，然后通過報表的形式打印出來。借助光纖交換機與過程站連接，實現企業資源計劃的數據同步[2]。

2.1.2 配料控制室。配料控制室主要由控制回路組成，其功能主要有計量、啟停、顯示等。根據相關工藝標準，實現多功能的轉化，完成料位與料倉的檢測。

2.1.3 窯頭控制室。窯頭控制室是對壓力與溫度等工藝參數進行監控，在保證設備正常運轉的情況下，按照啟停順序，實現手動與自動轉化功能。在配料站中，實現數據的通訊。

2.2 回轉窯工藝流程

在回轉窯中最普遍使用的原料是石灰石，在整個工藝流程中首先要把原料裝置里面的石灰石運輸到受料倉中。在環形通道內的石灰石經過1100攝氏度的高溫，按照30%的比例在預熱器中分解，再經過煅燒，在煅燒的同時廢氣處理系統充滿了廢氣，再對石灰石進行冷卻，注意的一點是冷卻溫度控制在40度上下。經過煅燒和冷卻處理后的石灰石經過給料機排出，進入到篩分系統，通過篩分的環節，在振動篩設備的操作作用下，緩慢進入到破碎供料槽。在破碎供料槽中，環錘破碎機將其破碎，將破碎后顆粒狀的石灰儲存，以備不時之需。

2.3 軟件實施

2.3.1 編程方式。模塊性編程以模塊的形式將程序分為多個部分，分別放在FB和FC中，遵循順序在進行調試FC和FB。在整個編程過程當中，不需要數據交換的環節，也避免了代碼使用的重復性，這種編程程序適用于較為簡單的控制程序。結構性編程是將程序任務分成若干個程序段，其控制過程是相同的，但設置的參數有所不同。然后將這些程序段同樣分配給FB與FC，對其設置控制參數，反復調試這些程序。線性化編程是在主循環組織塊中，掃描程序的每條指令。它采用的是線性結構，這種結構編程在簡單的程序編寫上適用。

2.3.2 操作站組態軟件。操作站是在兩臺上位機上操作，具有靈活，功能齊全的特點。通過設置項目、可視窗口與菜單選項，進行回轉窯工藝過程數據的管理，繪制工藝流程圖，溫度趨勢圖，壓力趨勢圖等圖表。它借助畫面來實現所有檢測點的調節監控，并能夠出現的問題做出報警提示，提高了工作效率。

2.4 建立過程畫面

建立過程畫面要使用到圖形編輯器，圖形編輯器是一種組態軟件。它是在Wince資源管理器中，點擊這個管理器中的圖形編輯器圖標，打開了頁面之后，在快捷菜單中點擊新建畫面選項，出現了一個空白的頁面。雙擊后綴是PDL的回轉窯系統命令，建立文本對象。編輯的對象屬性要與變量保持一致，以其中的一個對象右擊，在選擇屬性選項，針對對象的屬性進行設置。

2.5 過程畫面與操作說明

過程畫面是對回轉窯系統，原料與成品運輸，除塵系統的全程監控。監控的畫面有成品系統，系統總覽，回轉窯系統，除塵系統，原料輸送等。其中回轉窯系統又包含了窯頭、窯體、預熱器，設備狀態顯示，監控電流、溫度、壓力、流量與轉速。其操作步驟是點擊主體設備，彈出控制畫面的對話框，在對話框里輸入溫度與預熱器料位的數值，經過按鈕切換再轉換到成品系統、除塵系統、系統總貌、原料輸送等畫面[3]。

3 PLC核心技術與未來PLC在回轉窯中的應用發展

PLC核心技術與創新點：傳統的回轉窯系統在生產時窯內煅燒帶的窯溫不夠穩定，內部還原反應沒有發生在最佳的溫度范圍下，導致出來的成品質量不均衡穩定。通過回轉窯無線熱電偶測量煅燒帶溫度，將此溫度和設定的最佳窯內反應溫度比較來實時調整窯頭燃燒系統，控制的要素主要窯頭燃燒噴煤系統的煤粉的噴吹量和回轉窯的轉速，以此來實現煅燒帶溫度穩定。

不再是人工操作其他要素來控制窯內溫度，而是由PLC系統根據設定的最佳煅燒帶溫度來控制煤粉和窯體轉速。已在實際工程中投入使用，經過調試階段不斷地調整參數，通過控制煤粉噴吹量和窯體轉速兩者共同作用，實現窯體煅燒帶最佳煅燒反應溫度的穩定，所生產出的成品在原有的基礎上質量更加均衡和穩定。

原有的回轉窯原料準備系統自動化程度落后，導致各胚料下料量不準確和配比誤差，直接影響了原料配比后在回轉窯內的還原反應和成品質量。其技術的創新具有以下兩點。（1）實現了只需在畫面設置總量和各個原料的配比，智能的分配變頻皮帶秤進行精準的下料，還具備缺料時自動換倉、堵料和缺料自動判斷報警功能。（2）下料長距離輸送系統自動聯鎖啟停，兼報警故障情況下的防堆料功能和緊急狀態下的系統急停功能。

和原有的回轉窯原料準備的系統相比，下料系統更智能、下料量更準確，嚴格按照設置的配比進行下料；原料傳輸系統更加自動化。此套自動化系統已在回轉窯原料準備工段中投入使用，并滿足我們的預先的設計目的，原料的準備嚴格按照預先配比進行計算精準下料，原料的長距離輸送控系統無需現場人員的跟蹤控制，杜絕了設備事故時的堆料情況。

4 結束語

通過上述作者對PLC在回轉窯應用的論述可以得知，PLC是可編程邏輯控制器的英文簡稱，它主要應用于工業生產的控制與監測。回轉窯全稱是旋轉煅燒窯，分為水泥窯、冶金化工窯、石灰窯。PLC控制系統主要分為中央控制室，配料控制室，窯頭控制室。編程方式主要有模塊性編程、結構性編程、線性化編程三種。其在回轉窯中的應用有操作站組態軟件的操作，建立過程畫面等。

參考文獻

[1]廖學品.回轉窯中固體顆粒平均停留時間的計算[J].化工設計，2014，06：40-43.

[2]陳輝，劉義倫，趙先瓊，等.基于離散單元法的回轉窯物料崩落運動及接觸力鏈研究[J].浙江大學學報（工學版），2014，12：2277-2283.

[3]樓波，羅玉和，馬曉茜.基于多層BP神經網絡的回轉窯內物料傳輸模型研究[J].熱能動力工程，2012，04：409-413+439.