PLC在配煤控制系统中的应用.docx

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1、PLC在配煤控制系统中的应用网络转载导语：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，并在系统构造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，使该工程投资及用户日后的维护量到达最小、最少。1引言在焦碳消费工艺经过中，需要将气煤、肥煤、焦煤、瘦煤四种煤按一定比例配成混合煤，然后送入焦炉进展高温炼焦。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，通过进步焦化配煤系统的可靠性、稳定性、准确性来进步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，经太多年使用，已老化严

2、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;抗干扰才能差;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，必须对配煤系统进展改良：用核子秤进展计量，设置上位机进展配料自动化控制，建立配料模型，统计打印，下位机采用plc进展电机、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系统构造在系统中我们将采用可编程控制器加上核子秤配料系统，并在系统构造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，使该工程投资及用

3、户日后的维护量到达最小、最少。该配煤系统可分为物料计量、微机操纵、控制、变频调速四大局部。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

4、研华工控机作为治理机，工艺流程动画显示美观大方，友好的操纵界面简单易学，其功能如下：各种配煤操纵界面、数据显示及打印治理，用户可方便的在上位机上进展各种数据的修改操纵，运行数据的图形显示及打印各种报表;通过网卡与控制局部的配料模块和开关量控制模块相联，可以下载计量、控制、系统参数，以及核子秤命令、精度测试命令等，同时可以上传各模块当前状态和参数。2.3控制系统功能控制局部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，具有极强的抗干扰才能和远传才能，进而保证了系统信道的可靠性和准确性，在反应控制上采用新型的人工智能pid调节算法，无振荡，无超调。

5、各模块功能如下：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。配料控制模块配料控制模块能实现信号的收集、计算并与给定流量比拟将误差量按照控制算法进展计算，转换成420ma模拟量信号，发送给变频调速器，调节电机转速进而改变当前下料量，确保精度。从控制方案施行可见：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，其它控制局部均能正常工作，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治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

6、，而且又具有良好的用户界面和治理功能，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、维护经历，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;当系统出现空仓或者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展自动/手动切换及机旁自动/手动选择。3控制原理3.1配比控制由于给煤量的大小取决于多种工艺参数和检测结果，所以给煤任务来自于上位机的配比计算，计算机采用配比数学摸型，它

7、是根据配煤总量和各种煤所占的比例，及所含有的水份等参数，结合配比专家知识和现场经历，计算各种煤的流量设定值，作为进展指导和校正的手段。这里可输入各种煤的成份，检验结果等信息，制定配煤方案，下达配煤命令。3.2自动调节经过它是通过取消小皮带，并在集料皮带下直接安装核子秤，可实时获得各种给煤流量反应值的电压信号030mv，经变送器放大，并转换为420ma的电流信号，送至可编程控制器的a/d转换接口，经采样后，与上位机设定的各种配煤给定值进展比拟，然后进展调节运算，其控制量经d/a转换接口送至变频调速器，以此来改变变频器的输出值，进而改变圆盘给煤机的转速，调整给煤量，使之与设定值相等，完成自动配煤经

8、过，下煤量设定值的大小决定了圆盘转速，圆盘转速与下煤量成正比。3.3控制规那么1假设控制误差的绝对值太大，那么增加输出量，加强控制作用，实现快速跟踪调节;2假设控制误差及其变化率均在允许范围内，那么输出量不变，维持原控制作用;3假设控制误差与其变化率的符号相反如控制误差为正，而其值却在减少，且误差变化率相对于误差较小，那么要加强控制作用;4假设控制误差与其变化率的符号相反，且误差变化率相对较大，那么参加“微分控制;5假设控制误差与其变化率符号相反，且二者绝对值相近时，维持原有控制;6假设控制误差与其变化率符号一样，误差增大趋势，那么采用“比例、积分、微分控制，增强控制作用。4系统实现的功能4.

9、1plc实现的功能实现各配煤机的启动和停顿;电机、皮带的顺序控制;配煤流量的瞬时、累计流量的计量;圆盘速度的自动控制，实现配料自动控制。4.2上位机功能它能与plc之间实现数据、信号传输通讯;每个圆盘下煤量设置;每台秤的称量值显示;配煤称量系统画面监视;圆盘运行情况监视;故障显示及报警;可作为plc的编程器使用;根据配料模型实现配比自动计算功能;历史趋势显示，可查看任意时间段的消费数据曲线，分析消费情况;消费报表;从动态数据库中提取数据，生成各种报表，进展打印。5核子秤计量局部根据焦化厂备煤车间现有的配煤计量设备pds-7微机电子皮带秤已使用十多年，存在着设备老化，可靠性差等假设干问题，直接影

10、响着配煤比的精度。因此，这里应采用目前国际上比拟流行的核子皮带秤，核子皮带秤与传统的电子皮带秤相比具有很多优点，其中最主要的是不受皮带磨损、张力、振动、跑偏、冲击等因素影响，能长期稳定可靠地工作，最值得一提的是它可在高温、多尘、强电磁干扰、强腐蚀等恶劣环境下可靠运行。5.1核子皮带秤工作原理简介核子皮带秤的工作原理如图3所示，放射源在上方稳定地放射出g射线，在支架构成的平面内呈扇形照射至输送机上，输送机上的物料吸收一局部g射线，其余的射线照射至g射线探测器上，因射源发出的g射线为一常数，因此探测器探测出的g射线的多少，可反映出输送机上物料的多少，由此再根据相关的计算公式便可计算出某一时刻输送机

11、输送物料的流量。此方案的特点是核子秤的测量信号没有经过运算处理直接送入plc系统，plc系统需将核子秤的测量信号05v，或是频率信号加以转换，然后进展相应的运算处理，才能得出秤重值，它的主要优点是省掉了二次仪表，降低了费用。5.2技术要求及防护要求1秤体采用不锈钢体，秤体的安装对皮带传输装置的运转程度不消费任何影响，不改变其构造;2每台核子秤的每次配煤精度优于1%;3本系统一机带14台核子秤的硬件配置方式，必须知足多物料、多品种配煤工艺，提供料选、配比等人机对话，自动切换等功能。具有统计配煤量、报表、打印、校准、故障诊断等功能;4工控机必须设有专用接地极且接地电阻（4w。6完毕语本系统实现了14台圆盘配煤机的启停、联锁保护、称量及调节的自动控制，实现配煤消费自动化。控制方式采用自动和手动操纵两重方式，在自动方式下，各配煤回路的设定及控制，配煤的在线更改等都由计算机自动完成;在手动方式下，根据核子秤测量的值手动调节圆盘转速，进展配煤控制、人工启停设备，在这两种方式下，都设有主要设备紧急停运按钮。通过改变变频器输入信号方式，可方便地进展手动/自动切换，切换冲击小，消费进展顺利。该系统在实际消费中获得良好的经济和社会效益，可以知足各项经济技术指标，知足控制精度要求，具有广阔的应用前景。