水泥廠自動化技術(shù)的迅速發(fā)展，對水泥廠主要設(shè)備磨機的自控系統(tǒng)提出了更高要求，因此磨機自動控制系統(tǒng)的可靠性、安全性，不僅影響磨機自身的各個參數(shù)，而且還對上位機監(jiān)控系統(tǒng)，整條生產(chǎn)線的產(chǎn)量產(chǎn)生重大影響。磨機系統(tǒng)由主輔傳動電機、主減速機、進出料端軸承、筒體及對應(yīng)各部分潤滑系統(tǒng)組成。電控系統(tǒng)不僅要求對磨機各潤滑站的油壓、油溫、油流、液位、主電機定子溫度、軸承溫度，主減速機油溫、軸承溫度、進出料端軸瓦溫度進行監(jiān)控，而且要對磨機起動裝置——液體變阻器和動靜壓軸承系統(tǒng)進行智能化控制，需控制的開關(guān)量、模擬量達200余點（路），顯然采用常規(guī)的繼電器邏輯控制和儀表控制不能完全滿足系統(tǒng)要求，且系統(tǒng)開關(guān)元件多，故障率高，而采用PLC可滿足磨機系統(tǒng)要求
1PLC功能簡介
本系統(tǒng)采用日本光陽公司SU－6B型PLC，模塊化結(jié)構(gòu)，其電源模塊供電電壓AC85～132V／170～264V，環(huán)境溫度0～60℃，整機絕緣等級、耐壓、耐震動、耐沖擊性、抗干擾性等均適合工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境；程序語言為梯形圖／級式并用，指令數(shù)191種，程序存儲采用UVPROM和EEPROM存儲器盒，輸入輸出可擴展最大至512點，其中輸人320點，輸出320點，內(nèi)部繼電器1024個，定時器256個，計數(shù)器128個，還有許多特殊功能繼電器，無論在硬件上、軟件上均能滿足磨機電控系統(tǒng)的要求。此外程序編制調(diào)試完畢以后，再輸入密碼，可對程序加密，防止非專業(yè)人員改動，保證系統(tǒng)可靠的運行。
2液體變阻器的控制
磨機起動采用液體變阻器，控制系統(tǒng)硬件配置見圖1。測量極板限位選用四個金屬接近開關(guān)，型號SA－2105B－110V，測溫元件選用WTZ－288雙接點溫度計，液位繼電器選用UQK－02～110V，性能可靠的一次元件為程序的運行提供了可靠的保障。當(dāng)系統(tǒng)液位、溫度正常，且檢測到主機運轉(zhuǎn)信號后，液體變阻器極板開始下降，此時開始計時，若定時器時間到，而極板還未接觸到下限位開關(guān)，因而轉(zhuǎn)子接觸器沒有閉合，則說明系統(tǒng)異常，自動地發(fā)出系統(tǒng)異常信號，停止主電機。若在定時器設(shè)定的時間范圍之內(nèi)，變阻器極板下降到下限位，接近開關(guān)發(fā)出信號，則轉(zhuǎn)子接觸器合閘，將轉(zhuǎn)子電阻切除，主電機正常運轉(zhuǎn)。然后極板又自動地上升到上限位開關(guān)位置處停止，為下次起動做好準備。液體變阻器控制軟件流程見圖2。
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圖1液體變阻器控制系統(tǒng)硬件配置圖
1LS１極板上限開關(guān)；1LS２上極限開關(guān)；2LS１極板下限開關(guān)；2LS２下極限開關(guān)； GC1主電機定子合閘開關(guān)；ST液箱溫度高；SL液箱溫度低；GC２主電機轉(zhuǎn)子短接開關(guān)； Q1極板電機控制開關(guān)；Q２液泵電機控制開關(guān)；1KM1控制極板上升接觸器； 1KM２控制極板下降接觸器；2KM1控制液泵電機運轉(zhuǎn)接觸器；KM３切除液體變阻器的接觸器； KM４液體變阻器系統(tǒng)正常；H1極板上升或上限指示；H２極板下降或下限指示； H３液箱狀態(tài)（包括液溫、液位等）指示
圖2液體變阻器控制軟件流程圖
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液體變阻器同頻敏變阻器相比，由于液體變阻器屬于無感電阻，且變化平滑，比其他變阻器波動小，因此功率因數(shù)高，可使電機的起動電流控制在1．3Ie以下，增大了起動轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生波動，低于額定電壓時也能正常起動。但是若在起動過程中，上、下限位開關(guān)觸點接觸不良或在正常運轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)子短接接觸器觸頭損壞不通，均會使液體變阻箱在極短時間內(nèi)發(fā)生“開鍋”現(xiàn)象，損壞其內(nèi)部絕緣套筒及絕緣套管，使變阻器不能工作，嚴重時會使其機械傳動機構(gòu)也損壞。由于轉(zhuǎn)子側(cè)電流較大，這種故障發(fā)生時間即使很短，也會造成重大損失，且不易被操作監(jiān)護人員發(fā)覺。通過溫度檢測，利用PLC豐富的軟硬件資源進行優(yōu)化設(shè)計，可對變阻器起到保護作用。
3動靜壓軸承潤滑控制系統(tǒng)
為了減少軸瓦磨損，提高軸瓦壽命，大型磨機進出料端潤滑系統(tǒng)均采用動靜壓控制。動壓系統(tǒng)是保證軸瓦潤滑；靜壓系統(tǒng)的作用是，當(dāng)磨機起動前，中控系統(tǒng)發(fā)出靜壓系統(tǒng)起動信號I20＝1，根據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)的狀態(tài)，相應(yīng)的高壓泵工作，若在設(shè)定的時間內(nèi)壓力達不到正常值，或此泵出現(xiàn)故障，備用泵立即投入運行，兩泵互為備用工作方式，當(dāng)壓力達到正常值時，磨機筒體即被頂起，處于“懸浮”狀態(tài)，大大減小了起動矩，此時并向系統(tǒng)發(fā)出允許主電機合閘信號，使磨機起動。當(dāng)磨機故障或正常停機時，靜壓系統(tǒng)立即投入運轉(zhuǎn)，使磨機在“懸浮”狀態(tài)下平穩(wěn)停機。 磨機靜壓控制系統(tǒng)硬件配置及軟件控制流程與圖1、2類同，在此不贅述。
4結(jié)論
利用PLC將磨機的各個潤滑系統(tǒng)、液體上阻器等檢測點的溫度、壓力等信號分別送入PLC的A／D模塊和DI模塊，使整個系統(tǒng)減少了大量的內(nèi)外部連線，省掉了許多常規(guī)元件，系統(tǒng)可靠性大大提高，且操作簡單，通過模擬盤可隨時查找任何點的故障。這種系統(tǒng)已在蘇州揚子水泥公司3臺ф3．4m×7．5m＋1.8m烘干磨，4臺ф3．5m×11m水泥磨，蘇州天平集團2臺ф3m×11m水泥磨中投入使用，在幾年的運行中均沒出現(xiàn)問題，大大地提高了系統(tǒng)的自動化水平和設(shè)備的安全性。
【作者：王長符游自強】