PLC在配煤控制系统中的应用

时间:2017-05-21 09:57 来源:自动控制网

1 引言

　　在焦碳生产工艺过程中，需要将气煤、肥煤、焦煤、瘦煤四种煤按一定比例配成混合煤，然后送入焦炉进行高温炼焦。配比的准确性以及配料系统的可靠性将直接影响焦碳产品的质量。因此，通过提高焦化配煤系统的可靠性、稳定性、准确性来提高焦碳的质量具有非常重要的社会效益和经济效益。

　　目前，武钢焦化厂备煤车间担负着公司燃煤接卸、炼焦和输送的工作。原配煤设备共配置了14套，经过多年使用，已老化严重，该设备有如下缺陷：

　　系统调节精度差，影响配煤比的精度;主要附件电子秤可靠性差，且易损坏;抗干扰能力差;电子秤标定复杂，工作量大;调速性能差，设备运行可靠性差，现场维护工作量大;岗位工人的劳动强度大，环境差，无自动配料功能。

　　因此，必须对配煤系统进行改进：用核子秤进行计量，设置上位机进行配料自动化控制，建立配料模型，统计打印，下位机采用plc进行电机、皮带顺序控制、料流计量、圆盘速度的控制。圆盘给媒机采用变频器驱动控制，确保系统配煤误差《2%。

2 系统结构

　　在系统中我们将采用plc可编程控制器加上核子秤配料系统，并在系统结构上采用主皮带配料方式（一条龙配料方式），这样新的配料系统可不加小皮带，使该项目投资及用户日后的维护量达到最小、最少。该配煤系统可分为物料计量、微机操作、控制、变频调速四大部分。

　　2.1 控制系统组成

　　plc可编程控制器采用modicon公司的产品，它的cpu模块为cpu11303、电源模块cps11400、8通道模入模块aci03000、4通道模出模块14aco02000、开关量输入模块ddi35300、继电器模块dra84000、高速计数模块dro84000，编程软件采用modsoft软件。

　　上位机为ipc研华工控机（包括显示器、打印机），采用fix组态软件编程。电机的变频器为日本安川g5a40111a。工作流程图如图1所示;控制系统原理图如图2所示。

　　2.2 上位机功能

　　上位机采用先进可靠的研华工控机作为管理机，工艺流程动画显示美观大方，友好的操作界面简单易学，其功能如下：

　　⑴ 各种配煤操作界面、数据显示及打印管理，用户可方便的在上位机上进行各种数据的修改操作，运行数据的图形显示及打印各种报表;

　　⑵通过网卡与控制部分的配料模块和开关量控制模块相联，能够下载计量、控制、系统参数，以及核子秤命令、精度测试命令等，同时能够上传各模块当前状态和参数。

　　2.3 控制系统功能

　　控制部分是由开关量控制模块和配料控制模块组成，核子秤内部控制模块之间的信号传输采用差分频率信号传输技术，具有极强的抗干扰能力和远传能力，从而保证了系统信道的可靠性和准确性，在反馈控制上采用新型的人工智能pid调节算法，无振荡，无超调。各模块功能如下：

　　⑴ 开关量输入模块

　　该模块能实现系统总流量、配比、水分的选择，各种皮带启停信号的输入和配料模块启停信号输出，控制信号及大屏显示接口，连锁及配料控制和上位机的通讯，并留有备用选择器。

　　⑵ 配料控制模块

　　配料控制模块能实现信号的采集、计算并与给定流量比较将误差量按照控制算法进行计算，转换成4~20ma模拟量信号，发送给变频调速器，调节电机转速从而改变当前下料量，确保精度。

　　从控制方案实施可见：最新配料系统在上位机系统出现故障时，系统除打印报表功能无法实现外，其它控制部分均能正常工作，对整个配料系统无影响。由于在设计时将控制分散到控制模块而将管理集中在工控上位机中，因此系统不仅保证了高可靠性的控制功能，而且又具有良好的用户界面和管理功能，在硬件设计中考虑了配料控制模块的可维护性，用户只需要较少的微机及控制理论知识、维护经验，就能及时方便地确保整个自动配煤系统连续可靠的运行。

　　2.4 报警功能

　　当系统各测量单元出现故障时，工艺流程主画面将以警示色提醒用户，按下相关键后，可由crt显示故障代码;当系统出现空仓或圆盘给料机堵料而无法下料时，工艺流程画面也以警示色提醒用户，同时出现声音报警，提醒用户及时处理。

　　2.5 其他功能

　　能对变频器进行自动/手动切换及机旁自动/手动选择。