SIMATIC S7—300和MP277觸摸屏在立式輥磨機控制中的應(yīng)用

劉宇

摘 ?要：隨著北方重工集團有限公司立式輥磨機產(chǎn)品的技術(shù)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(shù)，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(yīng)用。

關(guān)鍵詞：立式輥磨機;S7-300;MP277觸摸屏;穩(wěn)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(tǒng)，包括離散量、模擬量、特殊I/O模塊和相關(guān)外圍設(shè)備，能滿足中、小型規(guī)模規(guī)格的產(chǎn)品性能要求。該模塊具有多種性能，能全面滿足和適應(yīng)自動化控制任務(wù)。簡單的多界面網(wǎng)絡(luò)能力和分布式結(jié)構(gòu)，方便用戶和簡易的無風(fēng)扇設(shè)計。當(dāng)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(wǎng)絡(luò)、功能模塊、存儲容量。同時，還有各種網(wǎng)絡(luò)通訊模塊可供選擇。允許用戶根據(jù)不同應(yīng)用的需要來制定其控制系統(tǒng)，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(chuàng)新功能以及300多種配方，支持VB腳本功能。人機界面組態(tài)軟件WinCC flexible應(yīng)用靈活，支持多種語言的組態(tài)，創(chuàng)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(wǎng)絡(luò)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(shù)的基礎(chǔ)上，由設(shè)計人員通過消化，吸收自主研發(fā)的大型水泥生料磨的新產(chǎn)品。它具有節(jié)能，環(huán)保，低耗，產(chǎn)量高等優(yōu)點，是在國際上正廣泛應(yīng)用的先進設(shè)備。

在國內(nèi)外，由于其性能，環(huán)保特點使立磨在電力，水泥等行業(yè)得到日益廣泛的應(yīng)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(chǎn)效率高，且不污染環(huán)境。文章選用的立磨控制系統(tǒng)設(shè)計中采用德國西門子公司SIMATIC S7-300系列的控制系統(tǒng)，經(jīng)調(diào)試運行的檢驗達到了設(shè)計要求。

3 MLS4531立式輥磨機的電氣控制系統(tǒng)組成

3.1 電氣控制系統(tǒng)的組成

MLS4531立磨系統(tǒng)的主電機也是高壓驅(qū)動電機，在中央控制系統(tǒng)的控制部分，不進入該系統(tǒng)。該設(shè)計應(yīng)對立磨的輔助設(shè)備，包括密封風(fēng)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(tǒng)中，現(xiàn)場所有的信號起停（密封風(fēng)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(tǒng)，來控制磨機系統(tǒng)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(jù)設(shè)備生產(chǎn)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(fā)出指令，使立磨的各個部分按著要求工作。在這個控制系統(tǒng)里，PLC系統(tǒng)只作為DCS系統(tǒng)的一個從站。

3.2 MLS 4531立式輥磨機的PLC系統(tǒng)

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

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

本立式磨機系統(tǒng)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(cè)。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(jù)工藝要求，采用Step-7系統(tǒng)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(qū)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(qū)動→密封風(fēng)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(qū)動→密封風(fēng)機啟動→分離器油泵風(fēng)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(fēng)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(qū)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(fēng)機停止

（2）停主電機→DCS驅(qū)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(fēng)機停止

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

4 磨機的觸摸屏

MLS4531立式輥磨機的監(jiān)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(fēng)機壓力和張緊站壓力進行實時監(jiān)控和操作。根據(jù)客戶的要求該項目設(shè)計了幾款界面：（1）主界面：設(shè)計了觸摸屏的默認系統(tǒng)界面，系統(tǒng)啟動后將進入此系統(tǒng)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(yīng)輔機啟動和停止，顯示電機的備妥和運行等信號。（3）監(jiān)控界面：實時監(jiān)控密封風(fēng)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(jié)束語

文章對MLS4531立式輥磨機現(xiàn)場的電氣系統(tǒng)控制的調(diào)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(wěn)定性，同時滿足了磨機的工藝、設(shè)計、技術(shù)等控制要求。對于現(xiàn)場出現(xiàn)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(tǒng)經(jīng)過數(shù)十臺設(shè)備的應(yīng)用，技術(shù)已經(jīng)非常成熟。對于其他規(guī)格的磨機也有很好的參考和借鑒價值。

參考文獻

[1]蘇宏彪.觸摸屏在磨煤機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技，2012，4（4）：240.

[2]趙光輝.論選煤廠監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計[J].技術(shù)與市場，2008（11）.

[3]葛錫云.基于SIMATIC S7-300PLC的選煤廣原煤準備集中控制系統(tǒng)設(shè)計[J].2010（14）.