连云港碱厂石灰链板机DCS改造

2015-12-03陈蓉凤

纯碱工业 2015年4期

陈蓉凤

（连云港碱厂，江苏连云港 222042）

1 前言

连云港碱厂的主要产品是纯碱，目前产能为120万t／a，这决定了输送设备稳定运行的重要性，虽然它结构简单但对于整个生产系统是否正常运转却起着至关重要的作用，其性能的好坏直接影响纯碱的产量。我厂石灰车间目前使用2台链板机来输送生石灰，全长110m，每小时运输130t，单台每天运行24h。长时间的运行导致链板机的故障率很高、设备维修费用的增加、生产系统的不稳定，它的运行状况对我厂的稳定生产及经济效益有着很重要的影响。

2 改造前状况及存在问题

原先的链板机电机是采用热继电器作为电机的过载保护、断路器作为速断保护的，但由于热继电器是按照电机额定功率整定的，如果运行过程中链板机出现诸如链轮卡死、链板损坏等情况时，因为电机的运行电流未达到热继电器整定的动作电流，电机仍然继续运转，虽然过程中电机电流有所增大但操作人员监控的设备多，以致很难及时发现问题，等到电机热继电器保护动作时，已经导致了一连串的链轮轴承的损坏，造成设备的故障扩大，并且直接导致了维修费用的增加及维护时间的延长，严重影响生产的稳定。

为解决现存问题，在全厂使用DCS控制系统的成熟经验基础上，将链板机的电流在DCS控制系统中进行组态，用DCS控制系统设置相关数据来发现链板机故障，在链板机出现故障时及时报警，防止链板机故障进一步的扩大，减少故障损失和维修损失，提高生产系统的稳定性，同时提高了石灰车间生产过程的自动化控制水平。

3 集散控制系统简介

集散控制系统（Distributed Control System—DCS），是一种以微处理器为基础的分散型综合控制系统。DCS综合了计算机技术、网络通讯技术、自动控制技术、冗余及自诊断技术等先进技术，采用多层分级的结构形式，适应现代化生产的控制与管理需求，目前已成为工业过程控制的主流系统。集散系统备有丰富的I／O卡件、各种控制模块及多种操作平台，根据自身的要求选择硬件设备，有关系统的硬件设备的配置情况也是由用户提供给系统。

连云港碱厂采用的是浙大中控的JX－300集散控制系统，它吸纳了微处理器、图形显示和网络通讯等领域的最新技术，成为近几年国内市场的佼佼者，该系统应用了最新信号处理技术、高速网络通信技术、可靠的软件平台和软件设计技术以及现场总线技术，采用了高性能的微处理器和成熟的先进控制算法，全面提高了JX－300的功能和性能，使其兼具了高速可靠的数据输入、输出、运算、过程控制功能和PLC联锁逻辑控制功能，能适应更广泛更复杂的应用要求，成为一个全数字化、结构灵活、功能完善的新型开放式集散控制系统。［1］

4 链板机改造方案

4.1 故障现象及原因分析

在实际生产中，链板机故障多表现为传送链条的故障，造成链条故障扩大的原因是链轮损坏初期不能被及时发现，电机电流在出现较小波动时，一般为2～3A左右，远远达不到整定的保护电流，不能使保护及时动作，很难发现有链轮已经损坏。

4.2 具体解决方案

通过利用DCS控制系统来实现快速发现链板机故障并精细控制链板机停车的操作，现举例1＃链板机的设计方案原理，2＃号同理。

4.2.1 设计程序及释义

电机正常运行时1＃链板机的电机电流为27A，根据实际运行中的长时间观察，当1＃链板机的电机电流达到29.5A时，就表示链板机的链轮有损坏，所以就有了以下的方案。

设置当1＃链板机电机电流达到29.5A时，实现链板机停车。

因为电机的启动电流本来就很大，所以设置电机启动时DCS不参与保护，即链板机启动时该保护不动作。

由此方案设计了如图1的1＃链板机的电流保护程序。

图1 1＃链板机电机电流保护程序

P10＿162和P10＿181是TP定时器模块，用于产生持续时间一定的脉冲。

参数描述：IN——输入PT延时时间；Q——输出状态；ET内部时钟。

图2 定时模块的时序图

如果IN跳变为ON，则Q变为ON；内部时钟（ET）启动。

当ET达到PT值，Q将变为OFF（与IN无关）。

如果IN变为OFF，内部时钟停止，ET＝0。

如果ET尚未达到PT值，ET不会受IN影响。

如果ET已达到PT值，且IN为OFF，则ET＝0，并且Q变为OFF。

P10＿182是与模块，是将输入值进行逻辑与操作，并将结果赋予输出值：公式为OUT＝IN1 ＆IN2 ＆ … ＆INn。

P10＿166是或模块，是将输入值进行逻辑或运算，并将结果赋予输出值：公式为OUT＝IN1or IN2or…or INn。

P10＿175模块是检查第一个输入值是否大于等于第二个输入值，若是，则输入值为ON，否则为OFF：公式为OUT＝ON if IN1≥IN2，OUT＝OFF if IN1＜IN2。

4.2.2 链板机DCS改造实现的功能

1）当按下“V206aSP＿M 1＃链板机关”的按钮时，实现1＃链板机停车。

2）当1＃斗提机和2＃斗提机全停的时候，依靠联锁装置使1＃链板机自动停车；当1＃斗提机和2＃斗提机都在运行或者其中有一台运行的时候，1＃链板机不停车。

3）当1＃链板机电流显示阀值（V206aAU.PV）大于等于设定值29.5A时，实现1＃链板机自动停车；当1＃链板机电流显示阀值小于设定值29.5A时，1＃链板机不停车。

4）P10＿181和P10＿182模块起的作用是，当电机启动时7s内，P10＿175模块的EN输入值为0，已达到电机启动后7s内，这个保护程序不参与保护。

5 改造后运行情况和效果分析

经过此次石灰链板机的DCS改造，取得良好的应用效果。更加直观的将链板机的运行状况呈现在操作人员面前，减少了操作工的工作强度，全面提升了对链板机的电气自动化管理水平。提高了系统可靠性，避免了链板机故障的扩大化，保证了生产稳定运行。在故障早期发现故障并及时停车检修，减少了经济损失和维修费用。该DCS系统提供了通讯接口，通过调制器与远程网关计算机连接，可并入全厂DCS管理网，为日后实现全厂安全生产过程监控网提供了条件。