【文章內(nèi)容簡介】 設(shè)計任務(wù)要求 ① 回轉(zhuǎn)窯輔助電機(jī)的正常運轉(zhuǎn)控制。輔助電機(jī)的作用是在檢修時低速驅(qū)動筒體旋轉(zhuǎn)，工藝要求主電機(jī)與輔助電機(jī)之間必須互鎖，即主電機(jī)運行時，輔助電機(jī)禁止運行；輔助電機(jī)運行時，主電機(jī)禁止轉(zhuǎn)動。主電機(jī)、輔助電機(jī)運行的切換還應(yīng)由限位器的相應(yīng)位置決定。輔助電機(jī)應(yīng)配有備用電源，以備停電時在瞬間自動切換，由備用電源供電。 ② 主電機(jī)的變頻調(diào)速控制。主電機(jī)的作用是驅(qū)動筒體按一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，與水泥生料下料量、風(fēng)量和給煤量協(xié)調(diào)運行。高轉(zhuǎn)矩變 頻調(diào)速電機(jī)采用變頻器調(diào)速，變頻范圍為 0～ 100 Hz。 ③ 燃燒器移動小車的正反轉(zhuǎn)運行控制。燃燒器移動小車是輔助移動燃燒的設(shè)備，煤粉在其內(nèi)部燃燒，對水泥生料加熱鍛燒。 ④ 主減速機(jī)潤滑站的控制應(yīng)按 TE525 潤滑站的壓力、溫度、液位等控制要求實現(xiàn)。 TE525 系列潤滑裝置均設(shè)有兩臺油泵電機(jī)機(jī)組，其中一臺供正常使用，另一臺供應(yīng)急時備用?？刂频木唧w要求如下： 1) 油壓控制：在潤滑裝置出油口處設(shè)有油壓控制點，有 3個壓力控制器參與壓力設(shè)置點的控制，當(dāng)出油口油壓下降到 MPa 時，一個壓力控制器發(fā)出聲光報警信號， 同時啟動備用油泵投入工作。當(dāng)備用油泵投入工作后，油壓恢復(fù)到 MPa時，另一個壓力控制器發(fā)出正常工作信號，切斷備用泵。第三個壓力控制器用于控制系統(tǒng)最高壓力設(shè)定，當(dāng)油壓達(dá)到 MPa 時，發(fā)出聲光報警信號。 2) 油溫控制：用兩個電接點溫度計測量油箱內(nèi)油液溫度的變化情況以及對電加熱器和電磁水閥實施控制。當(dāng)油箱內(nèi)油液溫度低于 15℃時，電加熱器自動投入工作狀態(tài)，當(dāng)達(dá)到 25℃時，電加熱器自動切斷。另一個電接點溫度計用于電磁水閥的控制，當(dāng)溫度達(dá)到 45℃時，電磁水閥打開，投入冷卻水用于降溫；當(dāng)油溫達(dá)到 35℃時， 關(guān)閉電磁水閥，冷卻水自動停止供應(yīng)。溫度控制器用于出油口處最高油溫值的控制，當(dāng)油溫達(dá)到 55℃時，發(fā)出聲光報警信號。 3) 液位控制：在油箱內(nèi) 設(shè)有浮球式液位計一個，用于顯示油箱內(nèi)油液位置上下極限和信號控制。 當(dāng)液位超上限或低于下限時，應(yīng)發(fā)出油箱內(nèi)缺油的聲光報警信號。 4) 雙筒過濾器壓差顯示：在雙筒過濾器上設(shè)有壓差信號開關(guān)，當(dāng)通過雙筒過濾器兩端壓差達(dá)到或超過 MPa 時，發(fā)出濾芯堵塞聲光報警信號。 TE525 主減速機(jī)潤滑站含有如下電氣組件： *****本科畢業(yè)論文 2 總體方案設(shè)計 5 ： Y112M6B8， 2臺， ， AC 380V， 50Hz。 ： SRY2220/2， 3件， AC 220V， 2kW。 ： VQK02， 1 件， AC 220V： 200μ A， DC 24V： 。 ： WTZ288， 2件， AC 24～ 38V， 10μ A。 ： YWK50C， 1件， AC 380V： 3A， DC 220V： ，阻性負(fù)載，溫度設(shè)定范圍 50～ 60℃。 ： ZCS25P， 1件， AC 220V， 650mA。 ： YWK50C， 3 件， AC 380V： 3A； DC 220V： 25A，阻性負(fù)載，壓力設(shè)定范圍 0～ 1MPa。 ： CSⅡ， 2件， AC 220V： ； DC 24V： ，△ P=。 主減速機(jī)潤滑站見圖 。 圖 主減速機(jī)潤滑站 ⑤ 擋輪液壓站 TE326 的控制。 控制要求為： 1) 回轉(zhuǎn)窯在窯體上行時，其中一臺油泵電機(jī)通電，油泵打出的液壓油進(jìn)入 2擋油缸中，驅(qū)動窯體上行。當(dāng)碰到上限行程開關(guān)時，發(fā)出聲光報警信號，使油泵電機(jī)斷電，同時電磁球閥通電。窯體靠自重把油缸中的 油壓回到油箱，窯體向下滑行。碰到下限行程開關(guān)時，發(fā)出聲光報警信號，使油泵電機(jī)通電，同時電磁球閥斷電，窯體再次上行。液壓站這樣循環(huán)工作，使得窯體實現(xiàn)按上行→下行→上行→下行的方式運動。 *****本科畢業(yè)論文 2 總體方案設(shè)計 6 2) 超壓控制：當(dāng)液壓系統(tǒng)的油壓達(dá)到系統(tǒng)中的一個壓力控制器的設(shè)定值時，發(fā)出聲光報警信號。 3) 油溫控制：用溫度控制器監(jiān)控油箱中的油溫。當(dāng)油箱內(nèi)油液溫度低于 12℃時，電加熱器進(jìn)入工作狀態(tài)，當(dāng)油溫升到 15℃時 (利用該溫度控制器的切換差 )，電加熱器自動切斷。 4) 壓差控制：本液壓站設(shè)有 3個濾油器，當(dāng)濾油器進(jìn)出口兩端壓差達(dá)到或超過 MPa 時，發(fā)出濾芯堵塞聲光報警信號。 型號為 TE326 型的擋輪液壓站，含有如下的電器組件： ： YB100L14V1， 2 件， ， AC 380V， 50Hz。 ： 23QDF6B/， 1 件， DC 24V。 ： SRY2220/1， 1件， 1kW， AC 220V。 ： D505/18D， 1件，壓力設(shè)定范圍 ～ 25MPa， AC 220V： 3A。 ： WTZK50C， 1 件，溫度設(shè)定范圍 10～ 40℃， AC 380V： 3A；DC 220V： (阻性負(fù)載 )。 ： CSV， 3件， DC 24V： 2A， AC 220V： ，△ P=。 擋輪液壓站見圖 。 圖 擋輪液壓 站 電氣控制方案攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)論文 2 總體設(shè)計方案 7 根據(jù)生產(chǎn)工藝和電氣控制目標(biāo)，可以看出水泥回轉(zhuǎn)窯傳動系統(tǒng)屬典型的小型開關(guān)量輸入 /輸出控制系統(tǒng)，控制要求和連鎖要求較多，且與回轉(zhuǎn)窯其它控制系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)密切，在調(diào)試中需不斷對其改進(jìn)和擴(kuò)充。若采用繼電接觸器控制，則只能接成固定線路，靈活性太差 ，也不能滿足水泥窯車間煅燒關(guān)鍵設(shè)備的核心作用，故采用 PLC為核心的電氣控制方案。電氣總圖如圖 。 水泥窯擋 輪 液 壓 站輔助電機(jī)3 M 主減速機(jī)主電機(jī)M主 減 速 機(jī) 控 制 箱主 減 速 機(jī) 潤 滑 站 現(xiàn) 場 控 制 箱＋ A X 1輔 助 電 機(jī) 控 制 箱＋ A X 3＋ A L 1 ＋ A L 0控制室＋ A X 2燃 燒 小 車 控 制 箱4 M出料端進(jìn)料端＋ A L 0 ： 主 電 機(jī) 變 頻 調(diào) 速 控 制 柜＋ A L 1 ： P L C 、 液 壓 站 及 潤 滑 站 控 制 柜＋ A X 1 ： 輔 助 電 機(jī) 控 制 箱＋ A X 2 ： 燃 燒 小 車 控 制 箱＋ A X 3 ： 主 減 速 機(jī) 潤 滑 站 現(xiàn) 場 控 制 箱 圖 電氣總圖 如圖中所示，水泥窯主要分為三段控制：進(jìn)料端、電機(jī)端、燃燒小車端。這三個端子在水泥窯上由擋輪液壓站 ； 電機(jī) 包括主電機(jī)、主減速電機(jī)和輔助電機(jī)組成；燃燒小車接觸器。 具體方案如下： ① 主電機(jī)為變頻調(diào)速電機(jī)，故采用變頻器控制其調(diào)速運行。 ② 輔助電機(jī)、燃燒小車的控制比較簡單，直接用繼電接觸器控制其運行。 ③ 擋輪液壓站、主減速機(jī)潤滑站因控制內(nèi)容多，工藝復(fù)雜，兩者均采用由 PLC控制的方 式，利用 PLC 的硬件電路與軟件結(jié)合，實現(xiàn)擋輪液壓站、主減速機(jī)潤滑站的正常運轉(zhuǎn)與故障報警等控制功能。本套電控系統(tǒng)共設(shè)電控柜 2 個，電控箱 3個。分別為＋ AL0(主電機(jī)變頻調(diào)速控制柜 )、＋ AL1(PLC、液壓站及潤滑站控制柜 )，＋ AX1(輔助電機(jī)控制箱 )、＋ AX2(燃燒小車控制箱 )、＋ AX3(主減速機(jī)潤滑站現(xiàn)場控制箱 )。 控制箱框圖及其相關(guān)參數(shù) 如圖 所示： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)論文 2 總體方案設(shè)計 8 圖 回轉(zhuǎn)窯 控制箱框圖 *****本科畢業(yè)論文 3 水泥窯控制方式 9 3 水泥窯控制方式 操作方式 DCS 介紹 DCS 是分布式控制系統(tǒng) 的英文縮寫（ Distributed Control System），在國內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。即所謂的分布式控制系統(tǒng)，或在有些資料中稱之為集散系統(tǒng)，是相對于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計算機(jī)控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、演變而來的。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計算機(jī)，通信、顯示和控制等 4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態(tài)方便。 ① DCS 的 特點 DCS是計算機(jī)技術(shù)、控 制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物。 DCS通常采用若干個控制器（過程站）對一個生產(chǎn)過程中的眾多控制點進(jìn)行控制，各控制器間通過網(wǎng)絡(luò)連接并可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。操作采用計算機(jī)操作站，通過網(wǎng)絡(luò)與控制器連接，收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，傳達(dá)操作指令。因此， DCS 的主要特點歸結(jié)為一句話就是：分散控制集中管理。 ② DCS 的結(jié)構(gòu) 從結(jié)構(gòu)上劃分， DCS 包括過程級、操作級和管理級。過程級主要由過程控制站、 I/O 單元和現(xiàn) 場儀表 組成，是系統(tǒng)控制功能的主要實施部分。操作級包括：操作員站和工程師站，完成系統(tǒng)的操作和組態(tài)。管理級主要是指工廠管理系統(tǒng) （ MIS系統(tǒng)），作為 DCS 更高層次的應(yīng)用，目前國內(nèi)紙行業(yè)應(yīng)用到這一層的系統(tǒng)較少。 ③ DCS 的控制程序 DCS 的控制決策是由過程控制站完成的，所以控制程序是由過程控制站執(zhí)行的。 ④ 過程控制站的組成 DCS的過程控制站是一個完整的計算機(jī)系統(tǒng)，主要由電源、 CPU（中央處理器）、網(wǎng)絡(luò)接口和 I/O 組成。 操作方式設(shè)計 ① 集中 /現(xiàn)場操作。 大型水泥廠的控制系統(tǒng)現(xiàn)在均采用的是計算機(jī)集散型控制系統(tǒng) (DCS)，總廠控制室內(nèi)是 DCS 系統(tǒng)的操作站 (大多數(shù)由工業(yè)控制計算機(jī)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成 )，*****本科畢業(yè)論文 3 水泥窯控制方式 10 而分廠或車間的控制 屬二級控制系統(tǒng)，現(xiàn)場設(shè)備屬三級控制系統(tǒng)。這三級控制系統(tǒng)之間可互相傳遞參數(shù)，其中總廠的 DCS 可直接發(fā)送命令啟動現(xiàn)場設(shè)備，而現(xiàn)場設(shè)備的重要參數(shù)又可傳遞到總控室，并在計算機(jī)屏幕上顯示其實時的狀態(tài)信息。所以該系統(tǒng)設(shè)計了集中和現(xiàn)場兩種操作方式，集中操作適用于水泥窯接收來自于總控制室的啟動 /停止信號 (以無源接點的方式 )，控制水泥窯、擋輪液壓站、主減速機(jī)潤滑站的啟停；現(xiàn)場操作方式用于車間控制室內(nèi)的操作。 現(xiàn)場控制站的主要任務(wù)是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及處理； 根據(jù)控制程序來實施實時的過程量的控制；進(jìn)行設(shè)備監(jiān)視和系統(tǒng)的測試與診斷。 現(xiàn) 場控制站主要含以下內(nèi)容：原料制備和石灰石預(yù)均化；生料粉磨；生料配料；廢氣處理；窯尾分解；筒體溫度掃描；燒成窯頭控制；窯頭看火；煤磨控制；熟料配料；水泥粉磨和輸送等等。根據(jù)具體情況由它們組成若干個現(xiàn)場控制站。 ② 本柜 /機(jī)旁操作。本柜操作適用于在車間控制柜的面板上進(jìn)行操作，機(jī)旁操作適用于檢修時用現(xiàn)場操作箱的控制裝置進(jìn)行操作。 水泥窯三級操作方式示意圖見圖 。 工 業(yè) 控 制 計 算 機(jī)總 廠 中 心 控 制 室D C S 遠(yuǎn) 程 操 作車 間 控 制 室電 控 柜 操 作＋ A L 0 電 控 柜 ＋ A L 1 電 控 柜＋ AX2 電 控 箱＋ AX1 電 控 箱 ＋ AX3 電 控 箱水 泥 窯 設(shè) 備 現(xiàn) 場控 制 箱 機(jī) 旁 操 作 圖 水泥窯三級操作方式示意圖 機(jī)旁操 作站全廠設(shè)若干套操作員站，它是對全生產(chǎn)線工況進(jìn)行監(jiān)視、控制及操作的人機(jī)接口，主要完成數(shù)據(jù)、圖形及狀 態(tài)的顯示，歷史數(shù)據(jù)的存檔，故障記錄，故障狀態(tài)顯示，報表打印以及工藝設(shè)備選擇，電機(jī)成組或單機(jī)的啟動 、 停車 、急停 、 復(fù)位和數(shù)據(jù)給定等控制操作。各個操 作 站可以互為備用 。 與外界的連鎖信號 水泥窯與其它設(shè)備及全廠總控制室之間有相當(dāng)多的連鎖控制，這些連鎖都是*****本科畢業(yè)論文 3 水泥窯控制方式 11 從各自電控柜中的端子板上引入或引出的。水泥窯向外界提供的連鎖信號有： ① 主電機(jī)運行 、 跳閘信號。 ② 輔助電機(jī)運行信號。 ③ 主減速機(jī)潤滑站正常信號。 ④ 擋輪液壓站 、 主減速潤滑站備妥信號 、 故障信號。 來自于外界的連鎖信號有： 1) 來自于總控制室的 擋輪液壓站 、 主減速機(jī)潤滑站啟動 /停止信號。 2) 來自主電機(jī)控制柜的主機(jī)運行信號 (因這部分圖紙省略，暫將其作為外部信號 )。 配電系統(tǒng) 由三相四線制取一相和地所得控制電壓為交流 220V， AC 220V 經(jīng)變壓器 、 一體化電源等裝置后獲得控制系統(tǒng)所需各種等級的電壓。因為擋輪液壓站的電磁球閥工作電壓為 DC 24V，擋輪液壓站與減速機(jī)潤滑站的壓差開關(guān)工作電壓均為 AC 24 V， P