燒結(jié)新增成品除塵系統(tǒng)設(shè)計

馮云鵬 首鋼長治鋼鐵有限公司

一、系統(tǒng)組成

控制器為西門子S7-300 PLC、開關(guān)量輸入輸入輸出模塊和模擬量輸入輸出模塊，兩臺上位機(jī)采用WINCC7.2 一臺用于操作除塵系統(tǒng)，另一臺用于起停風(fēng)機(jī)操作和監(jiān)控風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。西門子高壓變頻器訂購的是DP 通訊的，通過DP 線就可以連接到300PLC。通過以太網(wǎng)將系統(tǒng)畫面?zhèn)魉偷匠善房刂普尽?/p>

二、控制

（一）離線閥的控制

本系統(tǒng)共有24 個倉每個倉對應(yīng)一個離線閥，離線閥關(guān)閉后才能反吹，離線閥汽缸上裝有限位開關(guān)。反吹開始后選擇該倉后離線閥電磁閥得電汽缸動作，離線閥關(guān)到位后脈沖閥開始動作，但由于限位開關(guān)的信號有時顯示異常（開到位回不來或是開關(guān)到位信號都在）導(dǎo)致該倉不能反吹，所以將開到位與反吹的連鎖去掉。現(xiàn)場實驗當(dāng)離線閥電磁閥得電以后3 秒鐘左右汽缸就能關(guān)到位，所以將脈沖閥的反吹在汽缸電磁閥得電5 秒鐘以后。

（二）脈沖閥的控制

本系統(tǒng)共有24 個倉每個倉10 個脈沖閥。反吹控制分為自動和手動反吹。手動狀態(tài)下旭選擇需要反吹的倉在點(diǎn)開始反吹，然后10 個脈沖閥從1 到10 循環(huán)動作直到點(diǎn)停止反吹為止。氮?dú)鈮毫σ话惚３衷?.35MPa到 0.4MPa，經(jīng)過實驗在此壓力下脈沖閥得電時間太長容易吹破布袋，時間太短清灰效果不好，最終將脈沖閥的得電時間設(shè)置在0.2 秒。將兩個脈沖閥的時間間隔設(shè)為10秒，時間太短汽缸充氣不足清灰效果不好，現(xiàn)場實驗5 秒以上就能夠滿足要有，由于現(xiàn)場設(shè)備不多除塵負(fù)擔(dān)不是很重所以將時間設(shè)為10 秒。在自動反吹下又分為定時反吹和差壓反吹。定時反吹就是選擇自動定時反吹后開始反吹，等到最后一個倉結(jié)束后停止反吹，停止反吹后開始計時達(dá)到上位機(jī)設(shè)定的時間后開始下一次的反吹。差壓反吹就是看除塵器的前后差壓如果大于上位機(jī)的設(shè)定值開始反吹，等最后一個倉結(jié)束后在次看差壓值高于設(shè)定值反吹低于設(shè)定值等待。操作人員根據(jù)需要選擇合適的反吹方式，設(shè)定合適的反吹定時和差壓有利于在節(jié)約能源的情況下達(dá)到更換的除塵效果。

（三）卸灰的控制

每個灰倉都有高低料位顯示，可以根據(jù)料位的高低選擇是否需要卸灰。每個倉上都有震動器每過一段時間可根據(jù)實際情況震動清除倉壁積灰。卸下的灰經(jīng)過刮板機(jī)和斗式提升機(jī)運(yùn)送到灰倉中，卸灰的控制為連鎖控制前面的設(shè)備不運(yùn)行后面的設(shè)備不能起動，并且做有順序起動和順序停止。卸灰閥、倉振器、刮板機(jī)和斗式提升機(jī)都為兩地控制現(xiàn)場控制和PLC 控制，現(xiàn)場控制為電氣控制直接走電氣回路。

（四）除塵閥的控制

除塵閥門做有連鎖控制和手動，連鎖控制時當(dāng)對應(yīng)的設(shè)備運(yùn)行時閥門打開設(shè)備停止后閥門關(guān)閉，手動控制可在現(xiàn)場和上位機(jī)操作閥門。在上位機(jī)上有閥門的開關(guān)到位顯示，在程序中做有開關(guān)時間保護(hù)，防止由于限位故障導(dǎo)致閥門長時間動作導(dǎo)致閥門損壞。

（五）除塵風(fēng)機(jī)的控制

除塵風(fēng)機(jī)采用變頻器起動和軟啟動器雙回路，一般情況下采用變頻器控制，當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時手動切換到軟啟動器控制。西門子高壓變頻器通過DP 線于PLC 相連。DP 通訊最多可以傳輸136 個字節(jié)，可以將風(fēng)機(jī)的狀態(tài)字、電壓、電流、轉(zhuǎn)速和功率等都顯示在上位機(jī)中。由于高壓變頻器端子控制較為可靠，DP 通訊只讀取變頻器參數(shù)不參與控制，變頻器的起停和頻率的給定通過端子控制。風(fēng)機(jī)的起停用的是開關(guān)量輸出點(diǎn)，頻率的給定用的是模擬量輸出點(diǎn)上位機(jī)可以給頻率現(xiàn)場也可以給頻率。

（六）模擬量的采集

模擬量的采集通過STEP7 程序中自帶的塊FC105 標(biāo)定成需要的數(shù)值，也可以通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換計算得到需要的數(shù)值?，F(xiàn)場信號經(jīng)過配電器在進(jìn)入到模擬量輸入通道，這時輸入通道對應(yīng)的信號源是配電器，配電器有外供的24V 電源所以將模塊對應(yīng)通道設(shè)置成四線制。如果像壓力變送器這些類儀表沒有獨(dú)立電源時需要模塊供電的，需要將模塊設(shè)置成兩線制。有些標(biāo)注三線制的在組態(tài)的時候也要安裝四線制組態(tài)。

壓力信號只有三個，除塵器的進(jìn)出口壓力參與反吹控制，風(fēng)機(jī)出口壓力只顯示。

溫度信號有電機(jī)的錠子、軸瓦溫度和除塵器的進(jìn)出口溫度。錠子溫度超過100 度報警超過120 度聯(lián)鎖停變頻器，軸瓦溫度超過65 度報警超過75 度連鎖停變頻器。由于線路斷開時溫度信號顯示最大，這種情況在程序中做有自動屏蔽，但上位機(jī)中仍有報警提醒操作人員及時檢查。除塵器的進(jìn)出口溫度只在畫面上顯示不參與控制。

（七）模擬量輸出控制

模擬量輸出用的4—20mA。風(fēng)箱入口閥的開度給定是通過模擬量輸出控制的，風(fēng)機(jī)通過軟啟動器起動時需要先將入口閥關(guān)閉，待風(fēng)機(jī)起動后在根據(jù)入口壓力調(diào)整合適開度。當(dāng)使用變頻器回路時只需要將開度調(diào)到最大即可。

變頻器的頻率給定也是通過模擬量輸出控制的，當(dāng)選擇的集中操作時，將上位機(jī)設(shè)定的頻率通過程序中自帶的標(biāo)定塊FC106給到變頻器的模擬量輸入端子。當(dāng)選擇到現(xiàn)場操作時，現(xiàn)場儀表給出相應(yīng)的頻率信號給到PLC 的模擬量輸入，通過程序運(yùn)算在由模擬量輸出給到變頻器的模擬量輸入端子。

（八）報警記錄與歷史趨勢

將設(shè)備的起停、連鎖信號、設(shè)備的反饋信號做到報警記錄中方便出現(xiàn)故障后查找原因。將重要的信號如電機(jī)電流、錠子和軸瓦溫度等做到歷史趨勢方便查看運(yùn)行情況，并將歷史趨勢保存半年。

三、結(jié)語

本文所設(shè)計的PLC 燒結(jié)新增成品除塵，運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)完全滿足其設(shè)計要求，具有操作方便、可靠性強(qiáng)、數(shù)據(jù)完整、監(jiān)控及時等突出優(yōu)點(diǎn)，并大大地減輕了操作工人的勞動強(qiáng)度、縮短了操作時間，受到了操作人員、維護(hù)人員、管理人員的好評。該系統(tǒng)的成功應(yīng)用，也為類似系統(tǒng)的舊設(shè)備改造提供了可取的經(jīng)驗。