畢業(yè)設(shè)計---水泥回轉(zhuǎn)窯電氣控制系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在建材、冶金、化工、礦物加工和環(huán)保等許多行業(yè)中，廣泛地使用回轉(zhuǎn)圓筒型設(shè)備對散裝或漿狀物料進行物理或化學(xué)處理，這種回轉(zhuǎn)圓筒設(shè)備被稱為回轉(zhuǎn)窯。</p><p>　　水泥生產(chǎn)是由原料預(yù)處理(均化、破碎、烘干等)、生料制備(配料、粉磨、均化)、熟料鍛燒(分解預(yù)熱、鍛燒、煤磨)、水泥制成(水泥配料、粉磨、包裝

2、)四大部分組成，其中水泥熟料的煅燒是水泥生產(chǎn)中最重要的過程，所用的設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯，常被稱為水泥廠的心臟。水泥回轉(zhuǎn)窯由機械、電氣、液壓等部分組成。通過研究設(shè)計主要用PLC為核心控制水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)，主要包括有: ①回轉(zhuǎn)窯輔助電機的正常運轉(zhuǎn)控制。②主電機的變頻調(diào)速控制。③燃燒器移動小車的正反轉(zhuǎn)運行控制。④主減速機潤滑站的控制應(yīng)按TE525潤滑站的壓力、溫度、液位等控制。⑤擋輪液壓站TE326的控制。</p><p>　

3、　結(jié)論控制方案包括: ①主電機為變頻調(diào)速電機，故采用變頻器控制其調(diào)速運行。②輔助電機、燃燒小車的控制比較簡單，直接用繼電接觸器控制其運行。③擋輪液壓站、主減速機潤滑站因控制內(nèi)容多，工藝復(fù)雜，兩者均采用由PLC控制的方式，利用PLC的硬件電路與軟件結(jié)合，實現(xiàn)擋輪液壓站、主減速機潤滑站的正常運轉(zhuǎn)與故障報警等控制功能。 </p><p>　　關(guān)鍵詞 水泥，回轉(zhuǎn)窯，PLC，控制系統(tǒng)</p><

4、;p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　In building materials,metallurgy,chemical,mineral processing,environmental pr-otection,and many other industries,people widespread use of rotating cylindrical dev

5、ice on the bulk or slurry material to do physical or chemical treatment,which-h is known as rotary kiln that with rotating cylinder device.</p><p>　　Cement production is composed by the raw material pretreat

6、ment (homog-e-nizing,crushing,drying,etc.),raw material preparationing redients,grinding,homogeniz-ation),clinker calcination(decomposition and preheating,calcination,coal mill),ceme-nt products (Cement batching,grinding

7、,packaging).And calcining cement clinker which is the most important cement production process,so its equipment–cement rotary kiln,often referred to as the heart of cement.Cement kiln consist of mec-hanical,electrical,hy

8、dr</p><p>　　Conclusions control program include: First of all, main motor for frequency conversion motor,which inverter control its speed operation.Secondly,auxiliary m-otors,combustion car’s control is rela

9、tively simple,which direct contacts with the relay control its operation. Last but not least,because of gear wheel hydraulic s-tation,the main gearbox lubrication station’s control contents and more complex process,both

10、adopted by the PLC control method,the use of PLC combination of hardware and software</p><p>　　Key words Cement,Kiln,PLC,Control System</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><

11、b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 水泥生產(chǎn)工藝1</p><p>　　1.1.1 水泥熟料的煅燒2</p><p>　　1.1.2 回轉(zhuǎn)窯的發(fā)展2<

12、;/p><p>　　1.1.3 回轉(zhuǎn)窯的性能和特征3</p><p>　　1.2 水泥回轉(zhuǎn)窯硬件系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)3</p><p>　　2 總體方案設(shè)計4</p><p>　　2.1 設(shè)計任務(wù)要求4</p><p>　　2.2 電氣控制方案6</p><p>　　3 水泥窯控制方式9&l

13、t;/p><p>　　3.1 操作方式9</p><p>　　3.1.1 DCS介紹9</p><p>　　3.1.2 操作方式設(shè)計9</p><p>　　3.2 與外界的連鎖信號10</p><p>　　3.3 配電系統(tǒng)11</p><p>　　4 硬件電路設(shè)計13</p>

14、;<p>　　4.1 輔助電機的控制13</p><p>　　4.2 燃燒小車的控制13</p><p>　　4.3 PLC硬件配置13</p><p>　　4.3.1 PLC基本知識13</p><p>　　4.3.2 PLC機型選擇15</p><p>　　4.4 模塊連線圖17</

15、p><p>　　4.5 PLC輸入輸出端子設(shè)計18</p><p>　　4.6 功能梯形圖設(shè)計20</p><p>　　4.6.1 閃爍信號的產(chǎn)生20</p><p>　　4.6.2 主減速機潤滑站起動及抗干擾措施21</p><p>　　4.6.3 主減速機潤滑站冷卻水的投入和關(guān)閉21</p>&

16、lt;p>　　4.6.4 潤滑站綜合起停22</p><p>　　4.6.5 主減速機潤滑站油泵電機的工作22</p><p>　　4.6.6 主減速機潤滑站加熱器的運行23</p><p>　　4.6.7 擋輪液壓站的正常工作23</p><p>　　4.6.8 擋輪站加熱器的工作25</p><p>

17、;　　4.6.9 聲光報警程序26</p><p>　　4.7 設(shè)計小結(jié)26</p><p>　　5 控制電路設(shè)計28</p><p>　　5.1 I/O表設(shè)計28</p><p>　　5.2 硬件電路設(shè)計29</p><p>　　5.2.1 回轉(zhuǎn)窯電機控制電路29</p><p>

18、;　　5.2.2 電磁球閥和濾油器的控制電路31</p><p>　　5.2.3 PLC供電模塊圖32</p><p>　　5.2.4 PLC輸入模塊圖33</p><p>　　5.2.5 PLC輸出模塊圖35</p><p>　　5.3 梯形圖程序設(shè)計36</p><p>　　5.3.1 綜合啟動控制程序

19、36</p><p>　　5.3.2 綜合指示燈程序37</p><p>　　5.3.3 三級操作控制程序37</p><p><b>　　結(jié)論39</b></p><p>　　參 考 文 獻40</p><p><b>　　致 謝41</b></p>

20、<p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 水泥生產(chǎn)工藝</p><p>　　水泥生產(chǎn)是由原料預(yù)處理(均化、破碎、烘干等)、生料制備(配料、粉磨、均化)、熟料鍛燒(分解預(yù)熱、鍛燒、煤磨)、水泥制成(水泥配料、粉磨、包裝)四大部分組成，其中水泥熟料的煅燒是水泥生產(chǎn)中最重要的過程，所用的設(shè)備——水泥回轉(zhuǎn)窯，常被稱為水泥廠的心臟。一般采用

21、的主要原料是石灰石、粘土和鐵粉，將這些原料按一定的比例配合在一起，經(jīng)粉磨、均化后，用回轉(zhuǎn)窯鍛燒制成熟料。熟料經(jīng)再次配料后，先由輥壓機將進料壓成實餅(小型的水泥廠一般不另設(shè)輥壓機)，再送入水泥磨，磨成粉狀的水泥。經(jīng)包裝機打包后，制成水泥成品。水泥生產(chǎn)工藝流程圖見圖1.1。 </p><p>　　圖1.1 水泥生產(chǎn)工藝流程圖 </p><p>　　回轉(zhuǎn)窯的造型是一個傾斜的圓筒(本系統(tǒng)中回轉(zhuǎn)窯

22、筒體長60 m，大圓筒直徑為3.5m，小圓筒直徑3m)，生料由圓筒的高端加入，由于圓筒具有一定的傾斜度并在不斷地回轉(zhuǎn)，因此物料由高端向低端逐漸運動，在這個過程中煤粉在窯內(nèi)燃燒，對其物料加熱鍛燒，從而制成水泥熟料。水泥回轉(zhuǎn)窯機械設(shè)備造型見圖1.2。</p><p>　　圖1.2 水泥回轉(zhuǎn)窯機械設(shè)備</p><p>　　1.1.1 水泥熟料的煅燒</p><p>　　

23、熟料煅燒：將生料制備過程中制得的生料送入煅燒窯，經(jīng)高溫煅燒，發(fā)生一系列物理的、化學(xué)的和物理化學(xué)變化后形成熟料的工藝過程。</p><p>　　熟料煅燒物料可分為：水分蒸發(fā)→生料預(yù)熱→生料分解→熟料煅燒→熟料冷卻五個功能單元。相應(yīng)分為干燥帶、預(yù)熱帶、分解帶和放熱帶，燒成帶和冷卻帶。 </p><p>　　回轉(zhuǎn)窯一方面是燃燒設(shè)備，煤粉在其中燃燒產(chǎn)生熱量；同時也是傳熱設(shè)備，原料吸收氣體的熱量進行

24、煅燒。另外有時輸送設(shè)備，將原料從進料端輸送到出料端。而燃料燃燒、傳熱及原料運動三者間必須合理配合，才能使燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量能在原料通過回轉(zhuǎn)窯的時間內(nèi)及時傳給原料，已到達高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗的目的。 </p><p>　　水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的煤粉燃燒特點：</p><p>　　具有一定動量的空氣(一次風(fēng))攜帶一定量的煤粉噴入水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)實現(xiàn)著火燃燒。煤粉噴入水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)后，再與大量來自于水泥熟料冷

25、卻機的預(yù)熱空氣(二次風(fēng))相接觸，在二次風(fēng)的助燃下，煤粉實現(xiàn)完全燃燒，從而形成了一個具有一定長度、剛度和形狀的穩(wěn)定火焰。</p><p>　　1.1.2 回轉(zhuǎn)窯的發(fā)展</p><p>　　回轉(zhuǎn)窯的應(yīng)用起源于水泥生產(chǎn)，1824年英國水泥工J阿斯普發(fā)明了間歇操作的土立窯；1883年德國狄茨世發(fā)明了連續(xù)操作的多層立窯；1885英國人蘭薩姆(ERansome)發(fā)明了回轉(zhuǎn)窯，在英、美取得專利后將它投入

26、生產(chǎn)，很快獲得可觀的經(jīng)濟效益?；剞D(zhuǎn)窯的發(fā)明，使得水泥工業(yè)迅速發(fā)展，同時也促進了人們對回轉(zhuǎn)窯應(yīng)用的研究，很快回轉(zhuǎn)窯被廣泛應(yīng)用到許多工業(yè)領(lǐng)域，并在這些生產(chǎn)中越來越重要，成為相應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)的核心設(shè)備。</p><p>　?、?它的技術(shù)性能和運轉(zhuǎn)情況，在很大程度上決定著企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量和成本。“只要大窯轉(zhuǎn)，就有千千萬”這句民謠就是對生產(chǎn)中回轉(zhuǎn)窯重要程度的生動描述。在回轉(zhuǎn)窯的應(yīng)用領(lǐng)域，水泥工業(yè)中的數(shù)量最多。</p&

27、gt;<p>　?、?水泥的整個生產(chǎn)工藝概括為“兩磨一燒”，其中“一燒”就是把經(jīng)過粉磨配制好的生料，在回轉(zhuǎn)窯的高溫作用下燒成為熟料的工藝過程。因此，回轉(zhuǎn)窯是水泥生產(chǎn)中的主機，即水泥工廠的“心臟 ”。</p><p>　　1.1.3 回轉(zhuǎn)窯的性能和特征 </p><p>　　回轉(zhuǎn)窯作為水泥煅燒的關(guān)鍵裝備，它的功能特征如下：</p><p>　?、?作為燃

28、料燃燒裝置。它具有廣闊的空間和熱力場，可以供應(yīng)足夠的空氣，裝設(shè)優(yōu)良的燃燒裝置，保證燃料充分燃燒，為水泥煅燒提供必要的熱量。</p><p>　?、?作為熱交換裝備，它具有比較均勻的溫度場，可以滿足水泥熟料生產(chǎn)過程各個階段的換熱要求。</p><p>　?、?作為化學(xué)反應(yīng)器，隨著水泥熟料礦物形成不同階段的不同需要，它既可分階段地滿足不同礦物形成對熱量、溫度的要求，又可以滿足它們對時間的要求。

29、</p><p>　?、?作為輸送設(shè)備，它具有更大的潛力。</p><p>　　1.2 水泥回轉(zhuǎn)窯硬件系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)</p><p>　　水泥回轉(zhuǎn)窯由機械、電氣、液壓等部分組成。機械部分由筒體、支承裝置、擋輪、傳動裝置、減速器、活動窯頭、窯頭窯尾密封裝置、噴煤管裝置等部分組成。與電氣傳動有關(guān)的技術(shù)的參數(shù)如下：</p><p>　?、?主電機：型

30、號為YPG315L-6的高轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速電機，功率110 kW，額定轉(zhuǎn)速100 r/min。</p><p>　?、?輔助電機：型號為Y180L-6，功率15 kW，轉(zhuǎn)速9000 r/min，制動開關(guān)型號為YWE3-315/25-12.5，限位器型號為LX2-121。 </p><p>　?、?主減速機潤滑站：型號為TE525，它是為主減速機提供潤滑的保護設(shè)備。稀油潤滑站是稀油循環(huán)潤滑系統(tǒng)的

31、心臟，用來將潤滑油液強制地壓送到機械的摩擦部位，在相對運動的機器零件間形成油膜，減少零件的摩擦、磨損，同時對摩擦部位進行沖洗，并帶走摩擦產(chǎn)生的熱量，保證機械正常運轉(zhuǎn)，延長機械壽命。稀油潤滑站由油站和儀表盤組成，通常安裝在保護設(shè)備附近的地下油庫或地坑中。</p><p>　?、?擋輪液壓站：型號為TE326，液壓站的功能是利用液壓的作用驅(qū)動回轉(zhuǎn)窯筒體上下運行，并保證擋輪液壓站具有正常的壓力、溫度和液位。 </

32、p><p>　?、?燃燒器移動小車：電機型號BWY12-43-1.1，功率為1.1 kW，轉(zhuǎn)速為1400 r/min。</p><p><b>　　2 總體方案設(shè)計</b></p><p>　　2.1 設(shè)計任務(wù)要求</p><p>　?、?回轉(zhuǎn)窯輔助電機的正常運轉(zhuǎn)控制。輔助電機的作用是在檢修時低速驅(qū)動筒體旋轉(zhuǎn)，工藝要求主電

33、機與輔助電機之間必須互鎖，即主電機運行時，輔助電機禁止運行；輔助電機運行時，主電機禁止轉(zhuǎn)動。主電機、輔助電機運行的切換還應(yīng)由限位器的相應(yīng)位置決定。輔助電機應(yīng)配有備用電源，以備停電時在瞬間自動切換，由備用電源供電。</p><p>　?、?主電機的變頻調(diào)速控制。主電機的作用是驅(qū)動筒體按一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，與水泥生料下料量、風(fēng)量和給煤量協(xié)調(diào)運行。高轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速電機采用變頻器調(diào)速，變頻范圍為0～100 Hz。 </p

34、><p>　?、?燃燒器移動小車的正反轉(zhuǎn)運行控制。燃燒器移動小車是輔助移動燃燒的設(shè)備，煤粉在其內(nèi)部燃燒，對水泥生料加熱鍛燒。</p><p>　?、?主減速機潤滑站的控制應(yīng)按TE525潤滑站的壓力、溫度、液位等控制要求實現(xiàn)。TE525系列潤滑裝置均設(shè)有兩臺油泵電機機組，其中一臺供正常使用，另一臺供應(yīng)急時備用。控制的具體要求如下：</p><p>　　1) 油壓控制：在潤

35、滑裝置出油口處設(shè)有油壓控制點，有3個壓力控制器參與壓力設(shè)置點的控制，當(dāng)出油口油壓下降到0.1 MPa時，一個壓力控制器發(fā)出聲光報警信號，同時啟動備用油泵投入工作。當(dāng)備用油泵投入工作后，油壓恢復(fù)到0.3 MPa時，另一個壓力控制器發(fā)出正常工作信號，切斷備用泵。第三個壓力控制器用于控制系統(tǒng)最高壓力設(shè)定，當(dāng)油壓達到0.5 MPa時，發(fā)出聲光報警信號。 </p><p>　　2) 油溫控制：用兩個電接點溫度計測量油箱內(nèi)油

36、液溫度的變化情況以及對電加熱器和電磁水閥實施控制。當(dāng)油箱內(nèi)油液溫度低于15℃時，電加熱器自動投入工作狀態(tài)，當(dāng)達到25℃時，電加熱器自動切斷。另一個電接點溫度計用于電磁水閥的控制，當(dāng)溫度達到45℃時，電磁水閥打開，投入冷卻水用于降溫；當(dāng)油溫達到35℃時，關(guān)閉電磁水閥，冷卻水自動停止供應(yīng)。溫度控制器用于出油口處最高油溫值的控制，當(dāng)油溫達到55℃時，發(fā)出聲光報警信號。</p><p>　　3) 液位控制：在油箱內(nèi)設(shè)有浮

37、球式液位計一個，用于顯示油箱內(nèi)油液位置上下極限和信號控制。當(dāng)液位超上限或低于下限時，應(yīng)發(fā)出油箱內(nèi)缺油的聲光報警信號。</p><p>　　4) 雙筒過濾器壓差顯示：在雙筒過濾器上設(shè)有壓差信號開關(guān)，當(dāng)通過雙筒過濾器兩端壓差達到或超過0.5 MPa時，發(fā)出濾芯堵塞聲光報警信號。</p><p>　　TE525主減速機潤滑站含有如下電氣組件：</p><p>　　a.油泵

38、電機：Y112M-6-B8，2臺，2.2kW，AC 380V，50Hz。</p><p>　　b.電加熱器：SRY2-220/2，3件，AC 220V，2kW。</p><p>　　c.液位控制器：VQK-02，1件，AC 220V：200μA，DC 24V：0.5A。</p><p>　　d.電接點溫度計：WTZ-288，2件，AC 24～38V，10μA。<

39、;/p><p>　　e.溫度控制器：YWK-50-C，1件，AC 380V：3A，DC 220V：2.5A，阻性負(fù)載，溫度設(shè)定范圍50～60℃。 </p><p>　　f.電磁水閥：ZCS-25P，1件，AC 220V，650mA。</p><p>　　g.壓力控制器：YWK-50-C，3件，AC 380V：3A；DC 220V：25A，阻性負(fù)載，壓力設(shè)定范圍0～1MP

40、a。</p><p>　　h.壓差開關(guān)：CS-Ⅱ，2件，AC 220V：0.25A；DC 24V：0.05A，△P=0.05MPa。</p><p>　　主減速機潤滑站見圖2.1。 </p><p>　　圖2.1 主減速機潤滑站</p><p>　?、?擋輪液壓站TE326的控制。</p><p><b>

41、　　控制要求為：</b></p><p>　　1) 回轉(zhuǎn)窯在窯體上行時，其中一臺油泵電機通電，油泵打出的液壓油進入2擋油缸中，驅(qū)動窯體上行。當(dāng)碰到上限行程開關(guān)時，發(fā)出聲光報警信號，使油泵電機斷電，同時電磁球閥通電。窯體靠自重把油缸中的油壓回到油箱，窯體向下滑行。碰到下限行程開關(guān)時，發(fā)出聲光報警信號，使油泵電機通電，同時電磁球閥斷電，窯體再次上行。液壓站這樣循環(huán)工作，使得窯體實現(xiàn)按上行→下行→上行→下行

42、的方式運動。</p><p>　　2) 超壓控制：當(dāng)液壓系統(tǒng)的油壓達到系統(tǒng)中的一個壓力控制器的設(shè)定值時，發(fā)出聲光報警信號。 </p><p>　　3) 油溫控制：用溫度控制器監(jiān)控油箱中的油溫。當(dāng)油箱內(nèi)油液溫度低于12℃時，電加熱器進入工作狀態(tài)，當(dāng)油溫升到15℃時(利用該溫度控制器的切換差)，電加熱器自動切斷。</p><p>　　4) 壓差控制：本液壓站設(shè)有3個濾油

43、器，當(dāng)濾油器進出口兩端壓差達到或超過0.35 MPa時，發(fā)出濾芯堵塞聲光報警信號。</p><p>　　型號為TE326型的擋輪液壓站，含有如下的電器組件：</p><p>　　a.油泵電動機：YB100L1-4-V1，2件，2.2kW，AC 380V，50Hz。</p><p>　　b.電磁球閥：23QDF6B/31.5E24，1件，DC 24V。</p&g

44、t;<p>　　c.電加熱器：SRY2-220/1，1件，1kW，AC 220V。 </p><p>　　d.壓力控制器：D505/18D，1件，壓力設(shè)定范圍2.5～25MPa，AC 220V：3A。</p><p>　　e.溫度控制器：WTZK-50-C，1件，溫度設(shè)定范圍10～40℃，AC 380V：3A；DC 220V：2.5A(阻性負(fù)載)。</p>&l

45、t;p>　　f.壓差開關(guān)：CS-V，3件，DC 24V：2A，AC 220V：0.25A，△P=0.35MPa。</p><p>　　擋輪液壓站見圖2.2。</p><p>　　圖2.2 擋輪液壓站</p><p>　　2.2 電氣控制方案</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)工藝和電氣控制目標(biāo)，可以看出水泥回轉(zhuǎn)窯傳動系統(tǒng)屬典型的小型開關(guān)量輸

46、入/輸出控制系統(tǒng)，控制要求和連鎖要求較多，且與回轉(zhuǎn)窯其它控制系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)密切，在調(diào)試中需不斷對其改進和擴充。若采用繼電接觸器控制，則只能接成固定線路，靈活性太差，也不能滿足水泥窯車間煅燒關(guān)鍵設(shè)備的核心作用，故采用PLC為核心的電氣控制方案。電氣總圖如圖2.1所示。 </p><p>　　圖2.1 電氣總圖</p><p>　　如圖中所示，水泥窯主要分為三段控制：進料端、電機端、燃燒小車端

47、。這三個端子在水泥窯上由擋輪液壓站；電機包括主電機、主減速電機和輔助電機組成；燃燒小車接觸器。</p><p><b>　　具體方案如下：</b></p><p>　?、?主電機為變頻調(diào)速電機，故采用變頻器控制其調(diào)速運行。</p><p>　?、?輔助電機、燃燒小車的控制比較簡單，直接用繼電接觸器控制其運行。</p><p&

48、gt;　?、?擋輪液壓站、主減速機潤滑站因控制內(nèi)容多，工藝復(fù)雜，兩者均采用由PLC控制的方式，利用PLC的硬件電路與軟件結(jié)合，實現(xiàn)擋輪液壓站、主減速機潤滑站的正常運轉(zhuǎn)與故障報警等控制功能。本套電控系統(tǒng)共設(shè)電控柜2個，電控箱3個。分別為＋AL0(主電機變頻調(diào)速控制柜)、＋AL1(PLC、液壓站及潤滑站控制柜)，＋AX1(輔助電機控制箱)、＋AX2(燃燒小車控制箱)、＋AX3(主減速機潤滑站現(xiàn)場控制箱)。 </p><p

49、>　　控制箱框圖及其相關(guān)參數(shù)如圖2.2所示：</p><p>　　圖2.2 回轉(zhuǎn)窯控制箱框圖</p><p>　　3 水泥窯控制方式</p><p><b>　　3.1 操作方式</b></p><p>　　3.1.1 DCS介紹</p><p>　　DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（D

50、istributed Control System），在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。即所謂的分布式控制系統(tǒng)，或在有些資料中稱之為集散系統(tǒng)，是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計算機控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來的。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，綜合了計算機，通信、顯示和控制等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態(tài)方便。</p>

51、<p><b>　　① DCS的特點 </b></p><p>　　DCS是計算機技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物。DCS通常采用若干個控制器（過程站）對一個生產(chǎn)過程中的眾多控制點進行控制，各控制器間通過網(wǎng)絡(luò)連接并可進行數(shù)據(jù)交換。操作采用計算機操作站，通過網(wǎng)絡(luò)與控制器連接，收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，傳達操作指令。因此，DCS的主要特點歸結(jié)為一句話就是：分散控制集中管理。 </p

52、><p><b>　?、?DCS的結(jié)構(gòu) </b></p><p>　　從結(jié)構(gòu)上劃分，DCS包括過程級、操作級和管理級。過程級主要由過程控制站、I/O單元和現(xiàn)場儀表組成，是系統(tǒng)控制功能的主要實施部分。操作級包括：操作員站和工程師站，完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。管理級主要是指工廠管理系統(tǒng)（MIS系統(tǒng)），作為DCS更高層次的應(yīng)用，目前國內(nèi)紙行業(yè)應(yīng)用到這一層的系統(tǒng)較少。 </p&

53、gt;<p>　　③ DCS的控制程序</p><p>　　DCS的控制決策是由過程控制站完成的，所以控制程序是由過程控制站執(zhí)行的。 </p><p>　?、?過程控制站的組成</p><p>　　DCS的過程控制站是一個完整的計算機系統(tǒng)，主要由電源、CPU（中央處理器）、網(wǎng)絡(luò)接口和I/O組成。</p><p>　　3.1.2

54、操作方式設(shè)計</p><p>　　① 集中/現(xiàn)場操作。</p><p>　　大型水泥廠的控制系統(tǒng)現(xiàn)在均采用的是計算機集散型控制系統(tǒng)(DCS)，總廠控制室內(nèi)是DCS系統(tǒng)的操作站(大多數(shù)由工業(yè)控制計算機、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成)，而分廠或車間的控制屬二級控制系統(tǒng)，現(xiàn)場設(shè)備屬三級控制系統(tǒng)。這三級控制系統(tǒng)之間可互相傳遞參數(shù)，其中總廠的DCS可直接發(fā)送命令啟動現(xiàn)場設(shè)備，而現(xiàn)場設(shè)備的重要參數(shù)又可傳遞到總控

55、室，并在計算機屏幕上顯示其實時的狀態(tài)信息。所以該系統(tǒng)設(shè)計了集中和現(xiàn)場兩種操作方式，集中操作適用于水泥窯接收來自于總控制室的啟動/停止信號(以無源接點的方式)，控制水泥窯、擋輪液壓站、主減速機潤滑站的啟停；現(xiàn)場操作方式用于車間控制室內(nèi)的操作。</p><p>　　現(xiàn)場控制站的主要任務(wù)是進行數(shù)據(jù)采集及處理； 根據(jù)控制程序來實施實時的過程量的控制；進行設(shè)備監(jiān)視和系統(tǒng)的測試與診斷。 現(xiàn)場控制站主要含以下內(nèi)容：原料制備和石

56、灰石預(yù)均化；生料粉磨；生料配料；廢氣處理；窯尾分解；筒體溫度掃描；燒成窯頭控制；窯頭看火；煤磨控制；熟料配料；水泥粉磨和輸送等等。根據(jù)具體情況由它們組成若干個現(xiàn)場控制站。</p><p>　?、?本柜/機旁操作。本柜操作適用于在車間控制柜的面板上進行操作，機旁操作適用于檢修時用現(xiàn)場操作箱的控制裝置進行操作。 水泥窯三級操作方式示意圖見圖3.1。</p><p>　　圖3.1 水泥窯三級操

57、作方式示意圖 </p><p>　　機旁操作站全廠設(shè)若干套操作員站，它是對全生產(chǎn)線工況進行監(jiān)視、控制及操作的人機接口，主要完成數(shù)據(jù)、圖形及狀態(tài)的顯示，歷史數(shù)據(jù)的存檔，故障記錄，故障狀態(tài)顯示，報表打印以及工藝設(shè)備選擇，電機成組或單機的啟動、停車、急停、復(fù)位和數(shù)據(jù)給定等控制操作。各個操作站可以互為備用。</p><p>　　3.2 與外界的連鎖信號</p><p>　　

58、水泥窯與其它設(shè)備及全廠總控制室之間有相當(dāng)多的連鎖控制，這些連鎖都是從各自電控柜中的端子板上引入或引出的。水泥窯向外界提供的連鎖信號有：</p><p>　?、?主電機運行、跳閘信號。</p><p>　?、?輔助電機運行信號。</p><p>　?、?主減速機潤滑站正常信號。 </p><p>　　④ 擋輪液壓站、主減速潤滑站備妥信號、故障信

59、號。 </p><p>　　來自于外界的連鎖信號有：</p><p>　　1) 來自于總控制室的擋輪液壓站、主減速機潤滑站啟動/停止信號。 </p><p>　　2) 來自主電機控制柜的主機運行信號(因這部分圖紙省略，暫將其作為外部信號)。 </p><p><b>　　3.3 配電系統(tǒng)</b></p>&

60、lt;p>　　由三相四線制取一相和地所得控制電壓為交流220V，AC 220V經(jīng)變壓器、一體化電源等裝置后獲得控制系統(tǒng)所需各種等級的電壓。因為擋輪液壓站的電磁球閥工作電壓為DC 24V，擋輪液壓站與減速機潤滑站的壓差開關(guān)工作電壓均為AC 24 V，PLC輸入模塊電壓為AC 100V，PLC輸出模塊需DC 24V的電壓，所以要求配電系統(tǒng)輸出以上幾種等級的電壓，以滿足不同的需要。AC 220V經(jīng)變壓器TC1獲得AC 110 V的供電電

61、源(注：因無二次側(cè)為AC 100 V的變壓器，故選用二次側(cè)AC 110 V，也可滿足PLC輸入模塊AC 100V電壓的要求)，AC 220V經(jīng)變壓器TC2后變?yōu)锳C 24V。AC 220V經(jīng)一體化電源Q獲得DC 24V，可供PLC輸出模塊Z-16TD2(接DC 24 V指示燈)使用。PLC另一輸出模塊Z-8TR1要求電壓為AC 200V，可直接用AC 220 V替代。在配電回路中均加低壓斷路器QF1、QF2、QF6進行保護。</p

62、><p>　　該水泥窯的電氣設(shè)計按設(shè)計內(nèi)容可分為如下幾部分：</p><p>　?、?主回路設(shè)計、控制回路設(shè)計。</p><p>　　② PLC硬件配置。</p><p>　　③ 梯形圖軟件設(shè)計。 </p><p>　　在下面的章節(jié)中將作詳細(xì)的介紹。</p><p>　　圖3.2 水泥窯配電原理圖

63、</p><p><b>　　4 硬件電路設(shè)計</b></p><p>　　4.1 輔助電機的控制</p><p>　　輔助電機主要是為防止突然斷電，窯體在高溫、重載(窯內(nèi)有較多的余料)的情況下發(fā)生變形，目前回轉(zhuǎn)窯中都設(shè)有余熱發(fā)電及重油發(fā)電設(shè)備，停電后自發(fā)的電還可以利供窯系統(tǒng)工作用，停電對窯內(nèi)生產(chǎn)的影響小一些。在砌磚或檢修時要用輔助電機進行帶

64、動。開窯時也要用輔助馬達來幫助起動，這樣可以減少開窯起動時的能耗。輔助馬達與主減速機之間還設(shè)有一個輔助減速機?；剞D(zhuǎn)窯系統(tǒng)一般布置了一到兩臺汽油電機的寸步電機。</p><p>　　輔助電機可通過兩條途徑啟動運行：</p><p>　?、?當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)3SA處于現(xiàn)場操作位置時，通過輔助電機現(xiàn)場操作箱上的起停按鈕直接控制電機運轉(zhuǎn)。</p><p>　?、?在主減速機潤滑站

65、工作正常時，表示主減速機潤滑站工作正常的接觸器2KA5常開觸點閉合。LS是主電機/輔助電機的限位器，當(dāng)它打在閉合端時，表示輔助電機處于工作狀態(tài)。此時按下起動按鈕3SB1，3KM接觸器線圈得電，輔助電機運轉(zhuǎn)。3KM常開觸點是為自保而設(shè)計的。輔助電機主控回路和控制回路中低壓斷路器3QF1、3QF2及熱繼電器3KR1、3KR2主要起過熱過載的保護作用。當(dāng)按下停止按鈕3SB2時，接觸器3KM線圈失電，輔助電機停止運行。</p>&

66、lt;p>　　4.2 燃燒小車的控制</p><p>　　燃燒小車電機同樣采用直接起動方式。控制回路是一個典型的正反轉(zhuǎn)電路，當(dāng)正轉(zhuǎn)按鈕4SB1按下時，4KM1接觸器線圈帶電吸合。4KM1常開觸點是為自保而設(shè)計的。在正轉(zhuǎn)電路里加入了一個4KM2反轉(zhuǎn)接觸器的常閉觸點，這樣就保證了正轉(zhuǎn)時不能反轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)電路同正轉(zhuǎn)電路原理相同，但是串入了正轉(zhuǎn)接觸器4KM1的常閉觸點，從而保證正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)之間的互鎖。正轉(zhuǎn)(或反轉(zhuǎn))接觸器

67、線圈帶電后，通過主回路中相應(yīng)的主觸點4KM1(或4KM2)吸合，使電機帶電后正轉(zhuǎn)(或反轉(zhuǎn))。主回路及控制回路中的低壓斷路器4QF1、4QF2及熱繼電器4KR起過熱過載保護作用。</p><p>　　4.3 PLC硬件配置</p><p>　　4.3.1 PLC基本知識</p><p><b>　　①PLC的特點</b></p>&

68、lt;p>　　1) 可靠性高，抗干擾能力強</p><p>　　高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接

69、線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。</p><p>　　2) 配套齊全，功能完善，適用性強</p><p>　　PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中

70、、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。</p><p>　　3) 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎</p><p&g

71、t;　　PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。</p><p>　　4) 系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造</p><

72、;p>　　PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。</p><p>　　5) 體積小，重量輕，能耗低</p><p>　　以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積

73、小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。</p><p>　?、?PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟</p><p>　　1) 分析被控對象，提出控制要求。</p><p>　　2) 確定輸入、輸出設(shè)備。</p><p>　　3) 確定PLC的I/O點數(shù)，選擇PLC機型。</p><p>　　4) 分配I/O點數(shù)，繪

74、制PLC控制系統(tǒng)輸入、輸出端子接線圖。 </p><p>　　5) 程序設(shè)計，繪制工作循環(huán)圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。</p><p>　　a.初始化程序；b.控制程序；c.檢測、故障診斷和顯示等程序；d.保護和聯(lián)鎖程序。</p><p>　　6) 程序調(diào)試。先進行模擬調(diào)試，再進行現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試；先進行局部、分段調(diào)試，再進行整體、系統(tǒng)調(diào)試。</p><p&g

75、t;　　7) 調(diào)試過程結(jié)束，整理技術(shù)資料，投入使用。</p><p><b>　?、跴LC模塊的選擇</b></p><p>　　1) 遠(yuǎn)程I/O模塊：輸入、輸出裝置比較分散，工作現(xiàn)場遠(yuǎn)離控制站。</p><p>　　2) 高速計數(shù)器模塊：當(dāng)PLC內(nèi)部的高速計數(shù)器的最高計數(shù)頻率不能滿足要求時，可選擇使用。</p><p>

76、;　　3) 定位模塊：在機械設(shè)備中，保證加工精度進行定位。</p><p>　　4) 通信聯(lián)網(wǎng)模塊：PLC與PLC之間，或PLC與計算機之間的通信與聯(lián)網(wǎng)。</p><p>　　5) 模擬輸入模塊、輸出模塊：把流量、速度、壓力、風(fēng)。</p><p>　　6) 力、張力等變換成數(shù)字量，及把數(shù)字量變換成模擬量，進行輸入、輸出。</p><p>&l

77、t;b>　?、?電源電壓的選擇</b></p><p>　　我國優(yōu)先選擇220V的交流電源電壓，特殊情況可選擇24V直流電源供電。輸入信號電源，一般利用PLC內(nèi)部提供的直流24V電源。對于帶有有源器件的接近開關(guān)可外接220V交流電源，提高穩(wěn)定避免干擾。選用直流I/O模塊時，需要外設(shè)直流電源。</p><p>　　4.3.2 PLC機型選擇</p><p

78、>　　PLC機型、I/O模塊選擇。根據(jù)水泥回轉(zhuǎn)窯工藝和控制要求，列出該系統(tǒng)的輸入/輸出表。從表中可得出該系統(tǒng)輸入、輸出數(shù)總和為110點，并且全為數(shù)字量輸入/輸出，屬于小型的控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)用一般的PLC均可滿足要求，選型時應(yīng)將性價比作為重點考慮因素。經(jīng)計算各種機型和方案的投入費用，依經(jīng)濟性原則選擇最優(yōu)方案為無錫華光電子公司的光洋可編程控制器，型號為SZ-3。光洋可編程控制器是國產(chǎn)PLC的佼佼者，比國外著名公司的PLC價格低，但功

79、能相似。SZ-3屬緊湊組合式小型PLC，價格便宜，易于操作，結(jié)構(gòu)小巧，可靠性高，適宜于點數(shù)較少的單機控制場合。在此基礎(chǔ)上，選擇數(shù)字量輸入模塊A0～A3四塊，輸出模塊A4～A7四塊。因SZ-3為組合式PLC，故還應(yīng)選擇電源框架和編程器。 </p><p>　　表4.1 PLC機型、I/O模塊選擇</p><p>　?、?PLC配置說明。</p><p>　　1) S

80、Z-3的CPU模塊自帶E2PROM，故不需另選存儲器。若CPU不帶存儲器，則應(yīng)注意組合型的PLC需另配E2PROM模塊，以備永久存放調(diào)試好的最終程序。</p><p>　　2) 該系統(tǒng)對PLC輸入的總需求為60點。因此本系統(tǒng)采用16點輸入模塊4塊，其中4點作為裕量，以備日后對系統(tǒng)改進和擴充時使用。 </p><p>　　3) 本系統(tǒng)對可編程控制器輸出數(shù)的總需求為44點。由于輸出電流的額定值

81、與負(fù)載的性質(zhì)有關(guān)，其中16點用于對擋輪液壓站和主減速器潤滑站的動作控制，需AC 220 V電壓控制接觸器線圈及中間繼電器線圈的吸合。其余28點用于各指示燈(指示燈額定電壓為DC 24 V)的輸出控制，電壓要求為DC 24 V。故采用Z-8TR繼電器輸出模塊和Z-16TD2集電極輸出模塊各兩塊。</p><p>　　4) SZ-3系統(tǒng)配備的電源框架有2槽、3槽、5槽、8槽四種，因該系統(tǒng)選用的I/O模塊為8塊，故確定

82、本系統(tǒng)選用8槽電源框架Z-08B。在系統(tǒng)連線時，將各個模塊直接插入電源框架插槽中即可。 </p><p>　　5) 指令編程器主要是為輸入程序指令準(zhǔn)備的。若實驗室計算機配備有通信適配器，則可將梯形圖直接變成語句表自動傳送至PLC。這種情況下，指令編程器可省略。但在為用戶開發(fā)電氣控制系統(tǒng)時，應(yīng)為用戶訂購指令編程器一臺，以備用戶擴充和修改程序之用。</p><p>　　PLC模塊配置圖見圖4.

83、1。 </p><p>　　圖4.1 PLC模塊配置圖</p><p><b>　　4.4 模塊連線圖</b></p><p>　　在做硬件連接圖前，應(yīng)在PLC用戶手冊上查出所用各模塊的接線圖，嚴(yán)格按連接圖接線。</p><p>　?、?輸入模塊Z-16NA1的接線圖如圖4-2所示。</p><p&

84、gt;　　從接線圖中可看出，本模塊在連接時可將輸入點分為兩部分，每部分含有8個輸入點，輸入點的一端接AC 100V電源的一相(如本系統(tǒng)線路圖中的L22)，另一端分別接Z-16NA1的0～7端。兩部分的公共端CA和CB都與AC 100V電源的地(如線路圖中的N22端)相連接。</p><p>　　圖4.2 Z-16NA1接線圖</p><p>　　具體線路圖見硬件電路設(shè)計。</p&g

85、t;<p>　　② 輸出模塊Z-8TR1和Z-16TD2的硬件連接圖分別見圖4.3、圖4.4。</p><p>　　這兩個模塊的接線方法與輸入模塊接線原理相似，但應(yīng)注意Z-8TR1有兩個公共端C，均應(yīng)連接電源端。Z-16TD2也是分為兩部分，第一部分公共端C接DC 24 V的負(fù)極(即本系統(tǒng)線路圖中的L－)，第二部分公共端C懸空。輸出點的一端接DC 24V的正極(線路圖中的L＋)，另一端分別接Z-16

86、TD2的0～7端。 </p><p>　　圖4.3 Z-8TR1接線圖</p><p>　　圖4.4 Z-16TD2接線圖 </p><p>　　4.5 PLC輸入輸出端子設(shè)計 </p><p><b>　?、?PLC輸入</b></p><p>　　I000～I007的輸入有：擋輪液壓站油

87、泵起動、停止按鈕信號，1#油泵與2#油泵主/輔開關(guān)信號，手動加熱與自動加熱操作方式的轉(zhuǎn)換開關(guān)信號。I006與I007是來自總廠中控室的油泵起動與停止信號的無源接點。用于接收DCS系統(tǒng)的集中遠(yuǎn)程控制信號。</p><p>　　I010～I013輸入的是擋輪液壓站的上限位、上極限限位與下限位、下極限限位行程開關(guān)信號，用于控制回轉(zhuǎn)窯窯體的上行—下行—上行—下行循環(huán)控制，并實行上極限限位和下極限限位的聲光報警，上極限限位

88、和下極限限位是為防止上限位和下限位行程開關(guān)失控而設(shè)置的多重保護。 </p><p>　　I020～I026用于擋輪液壓站油溫、油壓檢測信號，1#、2#、3# 濾油器堵塞的壓差信號及1#泵、2#泵電機過熱、過載保護信號的引入。其中1ST是溫度控制器的常開觸點，1SP1為壓力控制器的常開觸點，擋輪液壓站濾油器是否堵塞是靠1SP2、1SP3、1SP4的壓差開關(guān)檢測的，因壓差開關(guān)的額定電壓為AC 24V，所以不能直接連在

89、PLC輸入回路中，要先經(jīng)壓差開關(guān)接中間繼電器1KA1、1KA2、1KA3的線圈，然后將1KA1、1KA2、1KA3的常開觸點接至PLC輸入端。</p><p>　　泵電機過熱、過載保護信號的引入是為了在運行中，依照熱繼電器、低壓斷路器的跳閘動作自動檢測工作油泵電機是否出現(xiàn)故障，若確實發(fā)生了故障，系統(tǒng)應(yīng)自動切換至備用油泵，由備用泵取代工作油泵投入運行。 I030～I036的輸入有：主減速機潤滑站的油泵起停按鈕信號，

90、1#油泵、2#油泵的主/輔轉(zhuǎn)換開關(guān)信號及來自總控室的油泵起停控制的遠(yuǎn)程信號。</p><p>　　I040～I047的輸入有：主減速機潤滑站液位，濾油器是否堵塞檢測信號，1#、2# 油泵電機過熱過載保護信號，自動、手動加熱轉(zhuǎn)換開關(guān)信號。引自主減速機潤滑站的液位開關(guān)2SL1.1與2SL1.2分別反映液位上、下限接點信號，用于極限位置的聲光報警。濾油器堵塞檢測信號來自CS-Ⅱ壓差開關(guān)，與擋輪液壓站同理，接入的是2KA

91、1、2KA2中間繼電器的常開觸點。 </p><p>　　I050～I057接入的是主減速機潤滑站的油溫、油壓檢測信號，其中2ST1、2ST2均為電接點溫度計WTZ-288的上、下限信號。電接點溫度計是一種溫度控制電氣組件，它有兩個可供調(diào)整的上、下限，當(dāng)溫度低于下限時，下限常開(常閉)觸點閉合(斷開)；當(dāng)溫度在上、下限之間時，上限常開觸點斷開，下限常閉觸點閉合。當(dāng)溫度大于上限時，上限常開(常閉)觸點閉合(斷開)。

92、回轉(zhuǎn)窯工作時，我們將減速機潤滑站的電接點溫度計下限2ST1.1與上限2ST1.2分別調(diào)整為15℃和25℃，用這兩個觸點來控制當(dāng)油溫降至15℃以下時啟動加熱器加熱；當(dāng)油溫升至25℃時，自動停止加熱器的工作。另一個電加熱器2ST2的上、下限分別設(shè)定為35℃和45℃，當(dāng)油溫高于45℃時，自動打開電磁水閥，投入冷卻水降溫；當(dāng)油溫低于35℃ 時，關(guān)電磁水閥，冷卻水自動停止。2ST3為溫度控制器，用于極限油溫55℃時聲光報警；當(dāng)油溫低于55℃時，溫

93、度控制器常閉觸點閉合；當(dāng)溫度高于55℃時，溫度控制器動作，使常開觸點閉合。 </p><p>　　油壓檢測來自于壓力控制器YWK-50-C，共有3個，分別用于檢測油壓低、油壓正常和油壓高，調(diào)試時將其分別設(shè)為0.1MPa、0.3MPa、0.5MPa。當(dāng)壓力低于設(shè)定壓力值時，壓力控制器常閉觸點閉合；當(dāng)壓力高于設(shè)定壓力值時，壓力控制器常開觸點閉合。此信號用于壓力低時，使主、輔泵共同投入運行，直至壓力正常后，自動停止輔助

94、油泵的工作。當(dāng)油壓過高、過低時的聲光報警也是由壓力控制器控制的。這些工作均是主減速機潤滑站控制的重要內(nèi)容。</p><p>　　I060～I067分別為主減速機潤滑站和擋輪液壓站的油泵電機、電加熱器的接觸器及低壓斷路器的常開觸點，主要是為梯形圖編程時故障判斷而設(shè)計的。 </p><p>　　I070～I071分別為操作方式的選擇開關(guān)及主電機運行的外界連鎖信號的引入，報警試驗是為檢測所有的信

95、號燈是否完好而設(shè)的。消警按鈕是在聲光報警信號提醒操作人員注意后，由操作者切斷蜂鳴器喇叭，停止聲響。 </p><p><b>　?、?PLC輸出</b></p><p>　　Q000～Q002、Q004～Q006輸出控制擋輪液壓站和主減速器潤滑站油泵電機及加熱器的接觸器線圈，從而實現(xiàn)油泵和加熱器按各自的要求自動投入或停止工作。Q003、Q007、Q010～Q017的輸

96、出是利用中間繼電器實現(xiàn)對擋輪液壓站和主減速機潤滑站其它部分的自動控制及對外界連鎖信號的引出的。 </p><p>　　其余的輸出接點均接指示燈，實現(xiàn)對擋輪液壓站和主減速機潤滑站的信號顯示，確保在車間控制室內(nèi)的操作人員通過指示燈掌握車間現(xiàn)場內(nèi)回轉(zhuǎn)窯的實際運行狀況，以便對各種故障做出正確判斷，確定事故原因及采取必要措施。正常運行時，表示設(shè)備運行的指示燈應(yīng)為綠色。紅色指示燈表示故障，在電控柜面板上用銘牌標(biāo)明每個指示燈表

97、示的故障或正常運行時的含義。系統(tǒng)的紅色報警指示燈還設(shè)置了兩種方式：慢速閃爍和快速閃爍。快速閃爍表示故障的發(fā)生，在快閃的同時，蜂鳴器發(fā)出聲響，表示聲光報警信號。在操作人員按下消警按鈕，去對事故進行處理后，用慢閃信號表示事故仍未排除，正在檢修中。這時蜂鳴器停止鳴響，只剩慢閃的光報警信號，直到故障排除后，報警指示燈自動熄滅。</p><p>　　4.6 功能梯形圖設(shè)計</p><p>　　4.6

98、.1 閃爍信號的產(chǎn)生</p><p>　　在程序的開始是一系列定時程序代碼，主要用于產(chǎn)生報警用的閃爍信號。閃爍信號有兩種方式：快閃和慢閃。它是利用定時器的常開、常閉觸點產(chǎn)生一系列不同頻率的方波輸出。一般情況下，M200為快閃信號。只有在按下消警按鈕SB2(I073)后，M200才轉(zhuǎn)為慢閃信號，即周期較長的方波。</p><p>　　程序如圖4.5所示。</p><p&g

99、t;　　圖4.5 閃爍信號的產(chǎn)生程序 </p><p>　　4.6.2 主減速機潤滑站起動及抗干擾措施</p><p>　　減速機馬達的轉(zhuǎn)速都比較高，窯的轉(zhuǎn)速一般都在3rpm左右。兩者間需要有減速機進行減速傳動。有的窯利用三角皮帶進行減速，我個人認(rèn)為三角皮帶在高溫環(huán)境下工作，很容易老化，傳動比也不是很衡定。目前廣泛所用的是普通的齒輪減速機。</p><p>　　潤滑

100、冷卻系統(tǒng)在大小齒輪間設(shè)有自動噴油裝置，對齒輪進行潤滑。每班的現(xiàn)場人員要檢查齒輪零件及潤滑情況，齒輪的潤滑情況。齒輪處的冷卻是靠潤滑油來冷卻。 </p><p>　　在回轉(zhuǎn)窯主機開機前，應(yīng)先開啟主減速機潤滑站，只有當(dāng)其正常工作后才能啟動主電機或輔助電機，這是系統(tǒng)工藝所要求的連鎖條件。油泵電機起動后要先延時1分鐘，目的是消除干擾。潤滑站剛起動時油壓較低，這時應(yīng)采取延時的措施，等待運行一段時間后，再采用報警和投入輔助油

101、泵電機的動作，否則會造成頻繁的動作和虛假的報警。若延時一段時間或輔助泵投入運行后，壓力依然低于0.1 MPa，則應(yīng)產(chǎn)生聲光報警信號。具體的過程可查閱完整的程序。 </p><p>　　4.6.3 主減速機潤滑站冷卻水的投入和關(guān)閉</p><p>　　當(dāng)油溫高于45℃時，電接點溫度計常開觸點2ST2.2(I053)閉合，驅(qū)動電磁水閥的中間繼電器線圈2KA3(Q007)通電吸合，冷卻水投入，使

102、油溫下降。當(dāng)油溫降到35℃時，電接點溫度計常閉觸點2ST2.1斷開，電磁水閥中間繼電器線圈2KA3失電，冷卻水停止。</p><p>　　程序如圖4.6所示。 </p><p>　　圖4.6 冷卻水的投入與關(guān)閉程序 </p><p>　　4.6.4 潤滑站綜合起停</p><p>　　當(dāng)現(xiàn)地控制和集中控制轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1在現(xiàn)地控制方向時，通

103、過按下油泵起動按鈕2SB1，潤滑站綜合起動輔助繼電器M030應(yīng)帶電。當(dāng)按下停止按鈕時，M030失電。M030為PLC的的內(nèi)部輔助繼電器，主要是為了油泵電機起停編程方便而設(shè)置的。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1在集中控制方向時，來自總廠DCS的遠(yuǎn)程起動信號和停止信號也應(yīng)使輔助繼電器M031帶電或失電。</p><p>　　程序如圖4.7所示。</p><p>　　圖4.7 潤滑站起停程序</p>

104、;<p>　　4.6.5 主減速機潤滑站油泵電機的工作</p><p>　　油泵電機的控制屬程序設(shè)計中的重要內(nèi)容，現(xiàn)以1#油泵電機為例，說明油泵電機的編程要點。在進行梯形圖設(shè)計時，采用四種方式起停1#油泵電機，這也是梯形圖中四條回路的編程原理。</p><p>　?、?當(dāng)1# 油泵為主油泵并處于現(xiàn)場操作時，按下起動按鈕2SB1，PLC內(nèi)部輔助繼電器M030得電，1#油泵被投入

105、運行。當(dāng)按下停止按鈕2SB2時，1#油泵停止工作。</p><p>　?、?1#泵為輔助油泵時，當(dāng)2#泵出現(xiàn)故障時，2#油泵會停止運行，2#泵接觸器2KM2失電，Q005常閉觸點閉合，將使得1#泵回路接通，1#泵代替2#泵投入運行。 </p><p>　　③ 當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在集中控制的位置，1#泵為主電機時，M031得電，1#泵投入運行，當(dāng)接收到來自總廠的遠(yuǎn)程停止信號后，1#泵停止工作。<

106、;/p><p>　?、?當(dāng)在現(xiàn)地操作方式情況下，2#泵為主油泵且1#泵為輔助油泵時，在壓力低于0.1MPa的情況下，2SP1壓力控制器常閉觸點閉合，此時因2#泵正在運行，Q005處于閉合狀態(tài)，Q004得電，1#泵作為備用泵投入運行，與2#泵一起共同打壓，使壓力上升。T005主要是防止剛開機壓力處于不穩(wěn)定期間泵頻繁動作而設(shè)置的抗干擾措施，只有當(dāng)開機延時1分鐘后壓力仍低于0.1MPa，再次延時20秒后壓力仍低時，備用泵才

107、投入運行。當(dāng)壓力繼續(xù)上升至0.3MPa，達到壓力正常值時，壓力控制器2SP2常閉觸點斷開，Q004失電，1#泵自動停止運行。 潤滑站1#油泵電機控制程序如圖4.8所示。</p><p>　　圖4.8 潤滑站1#油泵電機控制程序</p><p>　　4.6.6 主減速機潤滑站加熱器的運行</p><p>　　當(dāng)冬季天冷造成油溫低于15℃時，電接點溫度計2ST1.1常

108、開觸點(I050)閉合，加熱器Q006(2KM3)線圈吸合并自保，電加熱器自動投入工作。當(dāng)溫度上升至25℃時，潤滑站的油溫已達到正常，2ST1.2常閉觸點斷開，加熱器停止工作。2ST3是為防止電接點溫度計損壞，2ST1.2失靈而設(shè)置的多重保護措施。</p><p>　　程序如圖4.9所示。</p><p>　　圖4.9 潤滑站加熱器控制程序</p><p>　　4

109、.6.7 擋輪液壓站的正常工作</p><p>　　止推擋輪就是限制回轉(zhuǎn)窯（旋窯）吃下或吃上時的極限開關(guān)。因為支持擋輪要比窯胎寬一些，為使托輪與輪帶能夠上下移動，磨損均勻。在胎環(huán)的端面設(shè)有止推擋輪。  止推擋輪只是起到阻擋的作用，擋輪本身并沒有動力。窯體的吃上吃下是靠擋輪的偏位，將托輪與窯的中心線有一定角度，讓托輪給窯體有向上的力，使窯殼上移。有時撒一些生料粉或?qū)⑼休啿粮蓛?，增大其磨擦系?shù)，也

110、可使窯體上移。窯體吃下時，只要在托輪與輪帶之間撒上石墨粉，減小兩者間的磨擦力既可。當(dāng)回轉(zhuǎn)窯（旋窯）吃下觸及到Y(jié)1開關(guān)時，液壓系統(tǒng)開始吃上動作，液壓系統(tǒng)吃上1分鐘，停止4分鐘，然后重復(fù)吃上1分鐘停4分鐘的動作，直到窯胎環(huán)觸及到Y(jié)5位置。此時窯體開始吃下，液壓系統(tǒng)泄壓2分鐘，停4分鐘，然后重復(fù)動作。直到窯體觸及到Y(jié)1位置又進行吃上。不斷重復(fù)以上的過程既可。在液壓系統(tǒng)停止動作時，內(nèi)部的壓力不變。  液壓系統(tǒng)還有三到極限開關(guān)