智能控制器在上料系统的应用

2011-12-23宋玉军

纯碱工业 2011年3期

关键词：装料上料原点

宋玉军,安永

(唐山三友集团化工股份公司,河北唐山 063305)

智能控制器在上料系统的应用

宋玉军,安永

(唐山三友集团化工股份公司,河北唐山 063305)

介绍智能主令控制器在石灰窑上料系统的应用,主要介绍了智能主令控制器原理、操作调整及其特点。

石灰窑;卷扬机;智能控制器

在石灰窑上料系统中,控制上料斗行程的装置,一般称为控制器或调节器。目前纯碱行业普遍采用传统的机械式有触点的控制器,近几年有的厂家虽将触点开关改为了无触点的接近开关,但仍没有彻底摆脱机械式控制器的诸多缺点,如:精度低、故障率高、操作调整不便等。我公司自投产以来曾因控制器原因发生重大事故3起,直接损失几十万元,小故障也时常发生。随着科学技术的飞速发展,新型旋转编码器在冶金、煤矿、焦化等行业得到了广泛的应用。为此公司经过多方的考察,决定采用万泰公司的智能主令控制器。

1 智能主令控制器原理

智能主令控制器主要分为现场变送单元和主控单元两部分,如图1。现场变送单元包括绝对值型旋转编码器和传动机构,主控单元由PLC(可编程序控制器)和 TD400C(操作员界面)组成。现场变送单元一般通过齿轮与卷扬机转鼓连接,这样可以减少轴向和径向的窜动对旋转编码器的影响。

图1 智能控制器结构图

其工作原理是当卷扬机转动时,卷扬机通过现场变送单元的传动机构带动旋转编码器一起转动。旋转编码器将上料斗的位移转化成格雷码,发送到PLC的输入端,PLC再将采集到的格雷码进行译码、累加、计算等运算处理,并将被控设备的位移通过TD400C的“当前位”显示出来,同时把“当前位”与TD400C中的各可调设定参数相比较,在满足设定条件时发出相应的控制信号,从而实现被控设备的精确定位。而且还可以实时检测判断超速、零速、或溜车等故障,若出现上述故障时,能提供故障输出,并从 TD400C提示故障报警,记录报警时间及报警种类,也可实施报警保护,可有效预防重大恶性事故。

2 操作调整

2.1 设定原点

原点就是一个参考点,理论上可以选取任意位置为原点,但一般将原点选在上料架底部装料位置,这主要是为了以后调整方便。因为原点为物理固定点时,如出现特殊情况需要重新设定原点,上、下限位的码值基本不变,可不作调整,而上料架底部装料位置是一个最易找到、便捷的物理固定点。

2.2 上、下限位原始调整

手动向上开上料斗,让上料斗从上料架底部装料位置运行到上料架顶部倒料位置,观察并记录TD400C所显示的“当前位”的变化范围。比如当前上料斗就在上料架底部装料位置时对应的“当前位”为0,当上料斗在上料架顶部倒料位置时对应的“当前位”为35.00 m时,可首先将上限位设定在33.00 m左右,主要是因为要考虑上料斗低速上升和低速下降时的惯性量。再手动开车观察自动停车时的当前位(假定为33.50 m),此时当前位数值与设定值之差为0.50 m,即为惯性量,因此上限位应设定为34.50 m,下限位应设定为0.50 m即可。

2.3 限位细调

正常运行后,观察上料斗上升到上限位实际停止时是否能倒尽料;上料斗下降到下限位实际停止时装料位置是否合适,再对上、下限位进行微调。如果新更换的钢丝绳将随着钢丝绳的延伸变形,要在初次使用的几天内细调几次。限位细调只需增减数值,可在运行中调整,方便快捷。

3 智能主令控制器特点

3.1 运行可靠

该智能控制器由先进、可靠的PLC与绝对型旋转编码器组成,通过旋转编码器产生的位置码实现对现场物体位移的检测,然后经PLC译码、运算、分析,产生不同的控制信号和各种保护输出,同时为了更加安全可靠,我们对上、下限位分别设定了一组常开点和常闭点进行输出显示,避免中间继电器故障发生事故。老式控制器由凸轮和触点组成,其中触点部分故障较多,调整相当麻烦。而该智能控制器设计思想是用弱电控制强电,用程序逻辑代替机械凸轮的动作,以无触点代替有触点。这样就避免了许多机械故障,从而大大提高了智能控制器运行的可靠性。

3.2 控制精度高

该智能控制器的分辨率可以达到毫米级,精确度相当高,能够适应需要精确定位和精确限位控制的场合。万泰公司使用的旋转编码器1周为256个位置码,我公司卷扬机转鼓直径为620 mm,若采用1∶1安装方式,每码产生的位移620×3.14÷256=7.6 mm。如果需要更精确定位,可采用不同齿数安装方式实现。而老式控制器采用凸轮闭合、断开触点,其精度很低,不能满足自动控制过程中精确控制的要求。