LOGO在起重电磁铁系统中的应用

2017-03-11周建军新疆德勤互利有限公司特种设备运营部

科学中国人 2017年15期

周建军新疆德勤互利有限公司特种设备运营部

LOGO在起重电磁铁系统中的应用

周建军
新疆德勤互利有限公司特种设备运营部

在钢铁冶金企业中，从废钢铁料的准备到成品钢材的销售过程中，行车起重电磁铁广泛地运用在各个生产环节中，在钢铁物料的起重装卸和短距离运输中发挥着重要作用。然而，由于传统的起重电磁铁整流控制系统元件多、线路复杂、故障率高，出现故障后查找修复费时费力，对生产的影响很大。为改变这种状况，行车维护采用SIEMENS超小型可编程序控制器plc系统中的LOGO，对传统的起重电磁铁整流控制系统进行了改造，实践表明该系统工作可靠，自动化程度高。

强励磁；反向消磁；微型化；编程

在钢铁冶金企业生产过程中，随着钢铁冶金行业的飞速发展，生产组织越来越严密，其节奏也越来越快，广泛采用行车起重电磁铁来完成钢铁物料的起重装卸，以及厂房内的短距离运输作业。在宝钢集团八钢公司范围内，炼钢系统有18台天车配备了电磁铁控制系统，为繁忙的炼钢生产准备废钢原料；轧钢系统有13台行车配备了停电保磁电磁铁控制系统，为轧钢厂原料的供应和成品的发运发挥着巨大的作用。

1.电磁铁强励磁控制系统概述

随着炼钢产能的增加，对废钢的需求进一步扩大，检修中心行车维护对炼钢起重电磁铁行车采用了强励磁控制设备。此控制系统在吸料时对电磁盘供电电压为DC290V，采用强励磁吸料，可以提高10%左右的吸料重量；吊运过程中对电磁盘供电电压为DC200V，采用弱励磁保持。整个设备由自动开关、整流变压器、整流元件、强弱励磁切换回路、直流接触器、时间继电器、中间继电器、指示仪表、放电、限流电阻等元件组成。

2.电磁铁具体操作过程如下

吸料操作：将电磁铁放到被吸物料上，把操作开关K置于吸料位置，接触器G1、G2、CJ1和时间继电器SJ2吸合，电磁铁强励磁吸料（电压290V）。时间继电器SJ2的给定时间为强励磁时间（强励磁时间不得超过10s）。调整时间为电磁盘电流达到最大值维持2s。SJ1延时时间到后，中间继电器ZJ2吸合，强励磁接触器CJ1断电，弱励磁磁接触器CJ2吸合，对电磁铁进行弱磁保持（电压200V）。

吊运操作：在电磁铁达到最大电流时，时间继电器SJ1动作前，将已经吸料的电磁铁提起，此时电磁铁的吸力最大。

放料操作：把操作开关K置于放料位置，接触器G1、G2和时间继电器SJ2断电，去磁接触器Q吸合，对电磁铁进行反向消磁，使电磁铁的剩磁急剧减小，物料迅速释放，去磁接触器Q是通过时间继电器SJ2的断电延时来控制的。时间继电器SJ2的延时时间（2-3s）根据电磁铁的放料情况调整，以达到放料干净利落的最短时间为准。放料完毕后，时间继电器SJ2控制去磁接触器Q断开，去磁接触器Q断开后，维持接触器CJ2也断开，电磁铁完成一个吸料和卸料工作周期。

注意事项：操作时开关K置于放料位置后，必须等电磁铁卸料完毕后才能再置于吸料位置，此时间间隔应大于5s；电磁铁的在一个工作周期内连续通电时间应小于10min；操作人员离开天车时，必须确保开关K置于放料位置，否则电磁铁会因长时间通电而损坏。

3.存在问题

（1）元器件品种较多、控制线路复杂、出现故障几率高；

（2）时间继电器的时间调整很粗，控制精度差；

（3）工作状态提示及保护功能差，易发生因人员误操作损坏设备事故等。

4.改造方案

针对以上问题，天车维护采用SIEMENS超小型可编程序控制器PLC-230RCL加长型对传统的起重电磁铁整流控制系统进行了改造。

PLC 230RCL是将编程器和主机一体化，其体积虽然只有126nmm×90mm×55mm，但功能强大。它能替代传统的继电器，如定时器、计数器、时钟等，而且具有RS闭锁继电器、脉冲继电器等功能。利用面板上的6个按键将所用电气线路编程输入PLC中并在液晶显示屏显示，用集成的内部软件替代过去大量的外部硬接线，从而将复杂的控制线路转化为简单的控制回路。在设计控制程序之前，首先要确定电路的输入量和输出量，根据系统的工作流程和技术要求编写程序。西门子PLC-LOGO用功能块和逻辑图来编写程序，简单方便，通过控制器面板上的按钮直接编程、编辑、读取数据或输入数据。对于具体的编写操作方法请参见西门子LOGO手册。

在改造中采用5个输出中间继电器控制原有系统的2台交流接触器和3台直流接触器，用LOGO 230RCL内部功能替代原有的中间继电器和时间继电器，简化了线路。编制程序在完成原有系统控制功能外，还将电磁铁操作注意事项编制在程序中，同时增加了保护功能，当操作工操作电磁铁通电时间接近最大通电时间，系统会发出声光报警，提醒操作工采取措施，当电磁盘超过最大通电时间5min时系统自动断电，防止发生因人员误操作损坏设备的事故。

改造后的控制系统具有以下特点：

（1）拆除了部分元器件，使控制线路简单明了，降低了故障几率；

（2）采用LOGO完成时间控制，极大地提高控制精度；

（3）增加了工作状态提示及保护功能；

（4）各元件的工作状态可以在液晶显示屏显示，查找故障一目了然。