堆料機(jī)減速機(jī)溫控系統(tǒng)分析

謝堯

河北港口集團(tuán)港口機(jī)械有限公司 河北秦皇島 066000

1 控制分析

對(duì)現(xiàn)有設(shè)備器件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，在現(xiàn)有電氣元件、線纜、控制網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，充分利用工控網(wǎng)絡(luò)布局，將系統(tǒng)控制量和反饋量與工控網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，應(yīng)用閉環(huán)控制法將給定量與反饋量對(duì)比，對(duì)減速機(jī)溫度、減速機(jī)加熱器工作狀態(tài)、減速機(jī)加熱器電源狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)減速機(jī)加熱器的實(shí)時(shí)控制與監(jiān)控。增加斷路器、輔助觸點(diǎn)、繼電器和接觸器等電氣元件，繪制PLC電氣原理圖，對(duì)控制方案檢查分析，充分利用PLC的邏輯運(yùn)算能力與控制網(wǎng)絡(luò)傳輸特性，將減速機(jī)溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)與設(shè)定溫度進(jìn)行對(duì)比。調(diào)整PLC程序和司機(jī)室上位機(jī)操作界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)減速機(jī)加熱器的實(shí)時(shí)控制與監(jiān)控[1]。

2 控制改進(jìn)

原控制系統(tǒng)安裝電氣元件有減速機(jī)溫度傳感器、溫控開關(guān)、加熱器、PLC以及連接線纜，先將溫度傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)通過模擬量輸入模塊傳到就近I/0站，再通過ControlNet網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)匯總到PLC[2]。利用PLC邏輯判斷對(duì)加熱器的啟、停控制，由于原有溫控開關(guān)起不到理想的控制效果，將溫控開關(guān)從原控制線路中移除。原有電纜線路中缺少減速機(jī)加熱器電路控制元件，電氣室控制柜需要添加斷路器、輔助觸點(diǎn)、繼電器、接觸器等，將PLC控制線路與電源電路接線，選取PLC控制柜I/O站輸出點(diǎn)作為PLC參與控制的輸出，同時(shí)調(diào)整PLC程序和上位機(jī)界而程序，完成調(diào)整后的邏輯圖如圖1所示。

圖1

圖2

PLC、上位機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)I/0站控制網(wǎng)絡(luò)如圖2所示，操作室PannelPC分別通過ControlNet網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)雙路冗余通訊，選取遠(yuǎn)程PLC模塊數(shù)據(jù)采集接入點(diǎn)，代表皮帶減速機(jī)油箱加熱器電源和皮帶減速機(jī)油箱加熱器工作狀態(tài)，同時(shí)對(duì)繼電器、接觸器、斷路器的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，溫度傳感器通過輸入點(diǎn)將減速機(jī)溫度通過模擬量信號(hào)傳入PLC，在程序中通過模數(shù)轉(zhuǎn)換公式將減速機(jī)內(nèi)部溫度計(jì)算得出，存儲(chǔ)到相應(yīng)變量標(biāo)簽中，根據(jù)設(shè)備技術(shù)規(guī)格設(shè)定減速機(jī)加熱器工作溫度和停止溫度，采用比較指令、鎖存指令、解鎖指令等實(shí)現(xiàn)對(duì)減速機(jī)加熱器啟停控制。同時(shí)添加加熱器電源故障、加熱器工作狀態(tài)、加熱器接觸器故障信息[3]。

3 閉環(huán)控制

采用閉環(huán)控制，將加熱系統(tǒng)控制進(jìn)行三級(jí)反饋控制，調(diào)整操作員操作控制臺(tái)，完善人機(jī)交互體驗(yàn)，使操作人員更方便了解設(shè)備狀態(tài)，保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，可編程控制器作為閉環(huán)控制核心，承擔(dān)邏輯運(yùn)算與數(shù)據(jù)中心的作用，操作室上位機(jī)通過以太網(wǎng)絡(luò)與PLC網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，實(shí)時(shí)地將PLC數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿緳C(jī)室上位機(jī)人機(jī)交互界而，操作員通過人機(jī)交互界而及時(shí)了解設(shè)備動(dòng)態(tài)減速機(jī)齒輪油溫度，閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖如圖3所示。

圖3

可編程控制器通過ControlNet網(wǎng)絡(luò)與分散在堆料機(jī)上不同部位的輸入輸出模塊連接起來，現(xiàn)場(chǎng)信息與控制指令可以通過就近I/O站做好信息傳輸任務(wù)。I/O站通過24V電壓的通斷實(shí)現(xiàn)對(duì)接觸器的控制，接觸器輔助端子將斷路器狀態(tài)通過控制線纜反饋到PLC，將斷路器添加輔助觸點(diǎn)，確保減速機(jī)加熱器電源狀態(tài)準(zhǔn)確反饋。保持減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)最好狀態(tài)，使齒輪油溫度保持在最佳之間，在減速機(jī)齒輪油溫度低于低臨界值時(shí)，啟動(dòng)加熱器升高油溫;在減速機(jī)齒輪油溫高于高臨界值時(shí)，加熱器停止工作。采用性價(jià)比較高的PT100溫度傳感器作為檢測(cè)裝置，溫度傳感器通過模擬量反饋到PLC，再進(jìn)行邏輯運(yùn)算得出加熱器工作狀態(tài)，保證齒輪油溫度在最佳工作區(qū)間內(nèi)，延長設(shè)備使用壽命，保障生產(chǎn)穩(wěn)定、人員安全。

4 結(jié)語

在對(duì)減速機(jī)加熱器控制系統(tǒng)改進(jìn)后，保證了設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。解決了電氣器件易損壞的問題，保證了減速機(jī)在冬季的穩(wěn)定運(yùn)行，減少了故障處理時(shí)間，延長減速機(jī)使用壽命，提高了生產(chǎn)效率，使系統(tǒng)穩(wěn)定性增強(qiáng)，降低了系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)對(duì)本碼頭取料機(jī)和裝船機(jī)設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用推廣。

秦皇島港作為大秦線煤炭的主要通道之一，承擔(dān)著“北煤南運(yùn)”的中樞紐帶作用，是保障南方電力供應(yīng)的重要保障，轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行也有重要的社會(huì)意義。此外，該控制系統(tǒng)的改進(jìn)對(duì)京唐港、秦皇島港煤炭堆取料設(shè)備有重要參考價(jià)值。