用PLC+電磁閥代替空氣分配器進行均化控制

1996年5月我廠擴建2號回轉窯700t／d熟料生產線，生料均化庫選用一座Φ15m×30m的混合室庫，其充氣控制的初步設計方案是：選用空氣分配器。在建設過程中，通過實際考察，對PLC＋電磁閥控制和空氣分配器方案進行比較：
1）空氣分配器控制充氣的時間是固定的，生產中不能根據工況的具體條件進行改變，均化的效果很難保證。而采用電磁閥控制，電磁閥的動作時間能用PLC程序任意調節，并且根據不同的情況用程序可以實現多種控制方式，使生料均化的效果達到最佳。
2）3臺空氣分配器的價格共計12.5萬元，而20只電磁閥PLC的價格只有7.4萬元。因此，1997年5月我廠決定采用PLC＋電磁閥控制方案，并且修改設計、安裝和調試全部由本廠自行承擔。1997年12月生料均化控制系統投入運行一年多，控制設備運行正常，均化效果良好。
1　混合室庫均化原理
混合室均化庫主要包括：貯存庫、混合室、庫頂分配器、庫內充氣系統和庫側卸料裝置。其中庫內充氣系統包括：環形區卸料充氣槽、混合室攪拌充氣槽和隧道區輸送充氣槽，生料送入庫頂分配器，呈流態化均勻地分配到輸送斜槽中，通過斜槽下料口進入貯存庫形成料層。庫底環形充氣槽分成四個區，由一臺羅茨風機供氣，每個區包括三個充氣單元。通過電磁閥控制單個充氣單元的循環充氣，分塊切割料層，卸入混合室?；旌鲜页錃獠垡卜殖伤膫€區，由兩臺羅茨風機供氣。通過電磁閥控制，以“一區強其余三區弱”的方式，輪換充氣攪拌混合室內的生料，形成一定高度的流態化料層，后由隧道區上卸料口卸出。
2　PLC控制電氣設計
2.1　硬件設計
為滿足PLC控制與S7400PCS系統連接及設備控制要求，設置了S1自動／手動／機旁切換和S2中控／本控切換。當S1在自動位置時，S2可以選擇中控計算機起／停操作或本控PLC控制柜起／停操作。當S1在手動位置時，可由PLC控制柜上的按鈕來控制設備開、停。當S1在機旁位置時，可由機旁控制箱上的按鈕來控制設備開、停。選用日本三菱公司的PLC：FX2－32MR擴展FX－16EYR，對4臺羅茨風機和20只電磁閥進行控制。
2.2　軟件設計
程序設計采用梯形圖語言。根據控制原理，設計程序共分4個部分：
1）外環區順序控制部分。
2）內環區“一強三弱”控制部分。
3）羅茨風機電機控制部分。
4）方式切換和報警檢測部分。
為適應生產工況的變化，程序中外環區和內環區的時間可隨時調整并有記憶功能。均化周期為55min。
3　PLC系統安裝調試
電氣設計完畢后即可進行控制系統的安裝、調試。在控制柜中安裝PLC，連接電源及輸入、輸出控制線路，輸入控制程序進行調試。首先采用模擬調試，即切斷輸出電源，模擬各種輸入信號并對所有輸出信號進行測試，看程序各個部分的功能是否符合控制過程的要求，用以考察PLC控制程序的完整性和可靠性。然后接通PLC輸出電源，進行空載聯動試車，最后進行帶負荷聯動試車。
4　使用效果
1）PLC控制系統投入運行后，出庫生料CaCO3的指標全部合格，均化系數可達5.4，系統運行良好。
2）每個充氣單元的時間參數可根據工藝的要求隨時調整，且有記憶功能，不受停電等因素的影響，修改參數方便。對各區充氣單元充氣順序的不同組合，可實現多種均化方式。還可控制環形區的卸料速度，使混合室內的生料充分攪拌保持一定的流態化料層高度，保證了均化效果，滿足了工藝的要求。
3）控制功能軟件化簡化了控制設備，節省了設備投資，同時增加了設備運行的可靠性，減少了維修工作量，降低了維修費用。系統切換靈活，操作簡單方便，崗位工人容易掌握。