SIMATIC S7—300和MP277觸摸屏在立式輥磨機控制中的應用

劉宇

摘 ?要：隨著北方重工集團有限公司立式輥磨機產品的技術不斷升級，越來越多的立式輥磨機的電氣控制采用，可編程控制器和觸摸屏等先進技術，這樣大大提高了立式輥磨機在運行過程中的故障診斷和日常維護等成本，文章主要介紹SIMATIC S7-300和MP277觸摸屏在MLS4531立式輥磨機控制中的應用。

關鍵詞：立式輥磨機;S7-300;MP277觸摸屏;穩定;可靠

1 SIMATIC S7-300及MP277觸摸屏簡介

SIMATIC S7-300是一種模塊化微型PLC系統，包括離散量、模擬量、特殊I/O模塊和相關外圍設備，能滿足中、小型規模規格的產品性能要求。該模塊具有多種性能，能全面滿足和適應自動化控制任務。簡單的多界面網絡能力和分布式結構，方便用戶和簡易的無風扇設計。當控制程序很多時，還可任意擴展集成功能。SIMATIC S7-300控制器具備強大的處理能力，可以靈活地進行選擇和配置其通訊網絡、功能模塊、存儲容量。同時，還有各種網絡通訊模塊可供選擇。允許用戶根據不同應用的需要來制定其控制系統，運行安全可靠。

MP277觸摸屏作為西門子操作面板系列之一，是人和機器的完美接口。觸摸屏的分辨率和色彩度高;堅固、緊湊和多種功能，具備在線模擬創新功能以及300多種配方，支持VB腳本功能。人機界面組態軟件WinCC flexible應用靈活，支持多種語言的組態，創新的HMI理念。通過Web進行遠程控制和維護，SMS和E-mail支持，開放簡易擴展模塊的功能，可集成到TCP/IP網絡中去。

2 MLS4531立式輥磨機簡介

MLS立式磨分磨輥、磨盤座、主傳動、主減速機、潤滑、液壓張緊、三道閘門、密封空氣、選粉等部分組成。

MLS4531立式輥磨機是我廠在引進西德技術的基礎上，由設計人員通過消化，吸收自主研發的大型水泥生料磨的新產品。它具有節能，環保，低耗，產量高等優點，是在國際上正廣泛應用的先進設備。

在國內外，由于其性能，環保特點使立磨在電力，水泥等行業得到日益廣泛的應用，它集水泥原料（石灰石，黏土，鐵粉等）的烘干，研磨，分選于一體，占地面積小，生產效率高，且不污染環境。文章選用的立磨控制系統設計中采用德國西門子公司SIMATIC S7-300系列的控制系統，經調試運行的檢驗達到了設計要求。

3 MLS4531立式輥磨機的電氣控制系統組成

3.1 電氣控制系統的組成

MLS4531立磨系統的主電機也是高壓驅動電機，在中央控制系統的控制部分，不進入該系統。該設計應對立磨的輔助設備，包括密封風機、潤滑站、張緊站、分離器電機、閘門站和輔傳電機等。

在這個系統中，現場所有的信號起停（密封風機、潤滑站、張緊站、電機閘門站等），輸入輸出信號（壓差、油位、冷卻水、溫度、軸承瓦溫度檢測信息）進入PLC控制柜，再由PLC控制柜通過點對點的方式將信號送到DCS中央控制系統，來控制磨機系統的停止和啟動，以及接收停機信號后跳停主電機等。按照PLC存儲器中根據設備生產工藝要求編制的程序，輸入指令信號，PLC作出判斷和邏輯處理，發出指令，使立磨的各個部分按著要求工作。在這個控制系統里，PLC系統只作為DCS系統的一個從站。

3.2 MLS 4531立式輥磨機的PLC系統

本MLS4531立式輥磨機采用的CPU是西門子S7-300，315-2DP，主要技術指標參數：

（1）內置工作存儲器128kb，支持最大可插拔存儲卡8m;（2）內置RS-485接口;（3）S7記數器256個，S7定時器256個;（4）支持模擬量通道2028，最大數字量通道32768。

本立式磨機系統的可編程控制器PLC選用三個11槽的框架，每個框架最多可安裝11個模塊，每個框架都選用獨立電源，電源模塊安裝在框架的最左側。其PLC硬件組成：

CPU：315-2DP，1塊

電源：PS307-5A，1塊;PS307-2A，2塊

槽框架：RACK300，860mm（3個）

接口模塊：IM361，2塊，IM360（1塊）

輸入模板：SM321-DI32（1塊）;SM321-DI16 （6塊）

輸出模板：SM322-D016（4塊）

模入模塊：SM331-AI8 （8塊）

并配有觸摸屏：MP277（10.4寸 24K彩色）（1塊）

3.3 MLS 4531立式輥磨機的程序

根據工藝要求，采用Step-7系統的編程軟件，在CPU模塊中裝載MLS4531立式輥磨機控制程序，磨機開機順序如下：

（1）控制柜備妥→DCS驅動→張緊電機啟動→提升磨輥（砸門電機啟動、分離器電機啟動）→允許啟動主電機→主電機運行

（2）控制柜備妥→DCS驅動→密封風機啟動→低壓泵啟動→高壓泵啟動→閘門電機啟動（提升磨輥、分離器電機啟動）→允許啟動主電機→主電機運行

（3）控制柜備妥→DCS驅動→密封風機啟動→分離器油泵風機啟動→分離器電機啟動（提升磨輥、砸門電機啟動）→允許啟動主電機→主電機運行

其中控制柜備妥信號包括：張緊站溫度不低、潤滑稀油站溫度不低、三道閘門站溫度不低、密封風機備妥、選粉機備妥、潤滑稀油站低壓泵電機和高壓泵電機備妥、三道閘門站電機備妥、輔傳電機備妥、張緊站電機備妥。

磨機停機順序如下：

（1）停主電機→DCS驅動取消→提升磨輥→張緊電機停止（低壓泵停止、分離器電機停止）→密封風機停止

（2）停主電機→DCS驅動取消→閘門電機停止→高壓泵停止→低壓泵停止（張緊電機停止、分離器電機停止）→密封風機停止

（3）停主電機→DCS驅動取消→閘門電機停止→分離器油泵風機停止→分離器電機停止（張緊電機停止、低壓泵停止）→密封風機停止

4 磨機的觸摸屏

MLS4531立式輥磨機的監控和操作都在觸摸屏上進行，觸摸屏是10寸（西門子MP277），在觸摸屏上可手動啟動張緊站電機、啟動密封機、分離器電機、潤滑站電機，三道閘門站電機和輔傳電機等，還能對潤滑壓力、密封風機壓力和張緊站壓力進行實時監控和操作。根據客戶的要求該項目設計了幾款界面：（1）主界面：設計了觸摸屏的默認系統界面，系統啟動后將進入此系統界面，此界面可以切換到其他界面中。（2）操作界面：控制磨機的相應輔機啟動和停止，顯示電機的備妥和運行等信號。（3）監控界面：實時監控密封風機、張緊液壓站和潤滑站等的模擬量。（4）消息界面：運營維護人員可隨時查閱查看報警的信息，及時準確、快速的解決處理問題。

5 結束語

文章對MLS4531立式輥磨機現場的電氣系統控制的調試，使用合理的S7-300西門子可編程控制器和MP277觸摸屏，大大提升了磨機的工作穩定性，同時滿足了磨機的工藝、設計、技術等控制要求。對于現場出現的各種故障問題也及時有效的解決，因此得到了客戶的極大好評。該系統經過數十臺設備的應用，技術已經非常成熟。對于其他規格的磨機也有很好的參考和借鑒價值。

參考文獻

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