【文章內(nèi)容簡介】 口的通用性與互聯(lián)性，而且還應(yīng)考慮到將來與全廠的信息管理網(wǎng)集成，不宜采用封閉式的、自成體系的連接體系。以PLC (可編程控制器)作為中心控制元件,對輸煤程控分煤邏輯任務(wù)進行合理的編程控制,工控機(PC機)作為上位機便于遠程監(jiān)控操作, 運用組態(tài)軟件(MCGS)、下限位行程開關(guān)作為測控信號,通過傳輸電纜把所測量的信號,實時輸送到PLC 的輸入控制端,經(jīng)過PLC 的邏輯運算后,輸出相應(yīng)的控制信號,來控制犁煤器的抬落動作,進而完成對原煤倉的邏輯配煤.輸煤程控分煤系統(tǒng)設(shè)計方案如圖31 所示：工控機(PC機)P L C犁 煤 器高報低報上限位行程開關(guān)下限位行程開關(guān)圖31 總體方案的設(shè)計關(guān)于PLC 對犁煤器的控制設(shè)計,原煤倉是否加煤,、下落與停止等動作,、反轉(zhuǎn)與停轉(zhuǎn)又可以PLC 的輸出信號來控制,PLC 控制電機正轉(zhuǎn)/,電機反轉(zhuǎn)時帶動犁煤器上升的拉力可以作為上限位程開關(guān)的觸發(fā)信號.如此,犁煤器觸發(fā)上限位程開關(guān)和下限位行程開關(guān)信號, 上限位程開關(guān)和下限位行程信號作為PLC 輸入信號控制電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停轉(zhuǎn),電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停轉(zhuǎn)控制犁煤器的上升、下落與停止等動作(圖32)。P L C電機動作犁煤器動作上、下限位行程開關(guān)圖32 PLC 對犁煤器控制關(guān)系根據(jù)工程控制系統(tǒng)要求，首先要分析所有控制要求之間的關(guān)聯(lián)。由本課題的任務(wù)分析，本系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)化程序程序變成方法。根據(jù)控制功能，規(guī)劃設(shè)計主程序模塊結(jié)構(gòu)流程圖。(如圖33, 圖34，圖35)低報？1＃倉高報？對該低報倉加煤低報消失？開 始延時20S對1＃倉加煤低報？2＃倉高報？對2＃倉加煤對該低報倉加煤低報消失？延時20S有無有有有無無無未消失消失消失未消失圖33 輸煤程控配煤系統(tǒng)流程圖無低報？3＃倉高報？對3＃倉加煤對該低報倉加煤低報消失？延時20S低報？4＃倉高報？對4＃倉加煤對該低報倉加煤低報消失？延時20S有消失未消失無有有無消失未消失有無圖34輸煤程控配煤系統(tǒng)流程圖延時20S低報？對該低報倉加煤低報消失？4倉均高報？對非高報倉加煤該倉高報？余煤均勻分配順煤流停機結(jié) 束有無未消失消失是否是否圖35輸煤程控配煤系統(tǒng)流程圖假如輸煤調(diào)度運行是由調(diào)度人員人工操作完成的，而這類系統(tǒng)對調(diào)度的實時性要求很高，在高密度的運行條件下將不能滿足原煤斗用煤運輸高效、可靠的要求，調(diào)度員個人的勞動強度太大。科技的進步要求工業(yè)自動化加強，正常情況下，基本上不需要人員現(xiàn)場作業(yè)。系統(tǒng)有自動配煤、手動配煤、就地操作，三種控制方式。自動配煤完全根據(jù)現(xiàn)場的煤位信號和犁位信號，以及操作員根據(jù)現(xiàn)場要求所設(shè)的尾倉和檢修犁，自動控制犁的抬落，完成原煤倉的加倉配煤，手動配煤則由操作員根據(jù)現(xiàn)場的煤位和犁位信號通過上位機一對一操作犁的抬落來完成原煤倉的加倉配煤。 (1)配煤程控配煤程控是根據(jù)現(xiàn)場煤位信號進行自動配煤，有三種原則，即優(yōu)先配、順序配、余煤配。若某倉一旦出現(xiàn)低煤位信號，不管原來配倉在哪里進行都將立即中止而轉(zhuǎn)入對低煤位信號的倉配煤，即出現(xiàn)低煤位信號的倉要優(yōu)先配煤。如果是有兩個以上的倉同時出現(xiàn)低煤位的信號，則按順煤流方向依次配倉至低煤位信號消失后延時一段時間。當全部低煤位消失時，各倉的配煤將按順煤流方向依次進行，對原煤倉，每個倉都配至高煤位出現(xiàn)為止，對圓筒倉，高煤位沒有出現(xiàn)時，定時配10分鐘，高煤位出現(xiàn)時，馬上轉(zhuǎn)下一個。如正在進行順序配煤時,某煤倉又出現(xiàn)低煤位報警,則立即轉(zhuǎn)到低煤倉進行低煤位優(yōu)先配煤,配至低煤位消失后延時一段時間,然后返回到剛才順序配的煤倉進行順序配煤。如遇到檢修犁自動跳過。如果落犁信號發(fā)出后10秒后，該犁仍未落到位，則發(fā)出犁煤器卡死信號，并轉(zhuǎn)入下一犁繼續(xù)配煤。因過多的犁卡死而不能自動配煤，只能用手配方式對各倉進行配煤。或者，如果此犁不在落位，在上位機上設(shè)此犁為檢修犁，繼續(xù)程配。將配煤方式開關(guān)打到“手配”再按“清零”按鈕，然后再將配煤方式開關(guān)打到“程配”位置，程序?qū)⒅匦屡涿?。當順序配煤到尾倉，尾倉出現(xiàn)高煤位時，配煤系統(tǒng)即發(fā)出“程配完畢”信號。程配完畢信號發(fā)出后，整個流程即要順煤流方向依次停運各個設(shè)備，將皮帶上的煤走空。在流程停運之前這一段時間，配煤將返回第一個倉繼續(xù)配煤，一般情況是先將倉配至高煤位再經(jīng)數(shù)秒延時。如已出現(xiàn)高煤位，也將再配一段時間后才轉(zhuǎn)入下一倉。對檢修犁會跳過不配。這一輪配完后，下一輪再重復(fù)進行，直到皮帶上的余煤配完或流程停下來。檢修犁的設(shè)置都在上位機上進行，尾倉的犁在程配時處于落下位置，后面的倉不參與配煤。設(shè)置檢修犁前，需在就地將此犁打在抬起位置，在程配時不對此犁進行控制。(2)手動配煤程控手動配倉。由操作員根據(jù)現(xiàn)場的煤位和犁位信號, 通過上位機直接操作犁的抬落來完成原煤倉的加倉配倉。程控手動配倉時, 犁式卸料器的卡死故障仍然有效。但不能操作已經(jīng)處于就地狀態(tài)的犁式卸料器。后犁先落, 前犁后臺, 防止工作尾倉冒煤。(3)就地操作它是當系統(tǒng)出現(xiàn)故障或因為某種情況，操作工人根據(jù)原煤倉的料位進行犁煤器的抬、落操作。它需要首先在上位機上打到“就地”操作上。配煤運行中的檢查及注意事項：，一旦發(fā)現(xiàn)立即反映，以免影響分爐計量。，以防犁卡澀或加倉時撒煤。檢查犁煤器的電源及控制熔絲完好，抬、落限位指示燈正確。，一旦發(fā)現(xiàn)問題立即停機進行處理。，出現(xiàn)低煤位或高煤位報警時，要及時調(diào)整犁煤器的抬、落。，而犁煤器卻抬不起來，要立即放下該犁前犁煤器中的一臺。自動配煤控制程序是自動配煤系統(tǒng)的核心部分。犁煤器是自動配煤系統(tǒng)控制的主要對象。程序通過控制犁煤器的抬落實現(xiàn)對目標倉加煤, 犁煤器跟煤倉之間是一一對應(yīng)的關(guān)系, 煤倉皮帶機頭部的最后一個煤倉由皮帶機直接加煤, 可以看作是安裝了一個始終處于落犁狀態(tài)的犁煤器。雖然煤倉是條皮帶分別從兩側(cè)給煤倉加煤, 但是對于自動配煤,兩側(cè)的配煤完全是相互獨立的, 可以各自獨立進行。自動配煤控制程序主要包括犁煤器控制程序、煤倉煤位檢測比較程序、加倉狀態(tài)記憶鎖定程序等幾個主要部分另外, 還有包括一些輔助程序, 如自動配煤啟動停止程序、煤倉剩余空間統(tǒng)計程序、自動停煤源程序、換倉失敗判斷程序、當前實際加倉倉號和尾倉倉號指示程序等。如圖所示, 自動配煤控制程序的核心任務(wù)是控制犁煤器在合適的時機抬起或落下。圖36 犁煤器自動配煤程序流程圖工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中料位是主要測量參數(shù)之一，隨著工藝要求的提高，料位作為一個重要的過程參數(shù)日益引起大家的關(guān)注。料位測量方法：進行高、低位檢測的稱之為料位開關(guān)，有：阻旋式、電容式。進行連續(xù)料位測量的有：超聲波式、雷達式、γ射線料位計。這些方法都有各自的適用范圍。根據(jù)不同環(huán)境及物位檢測方法的適用性來作為選用的依據(jù)。（1）阻旋式料位計利用傳動軸與離合器相連接，在未接觸物料時，馬達保持正常運轉(zhuǎn)。當葉片感到物料阻力時，馬達停止轉(zhuǎn)動，機構(gòu)同時輸出一節(jié)點信號而測出料位高度。隨后另一個微動開關(guān)動作，切斷電動機電源使其停轉(zhuǎn)。只要此料位不變，該狀態(tài)便一直保持下去。當料位下降至葉片失去阻擋時，檢測機構(gòu)便依靠彈簧拉力使其恢復(fù)原始狀態(tài)，一個微動開關(guān)先動作，接通電動機電源使其旋轉(zhuǎn)，隨后另一個微動開關(guān)動作發(fā)出無料信號，只要沒有物料阻擋檢測葉片的轉(zhuǎn)動，其狀態(tài)也將一直保持下去。該料位計多用作粉狀物料料倉的料滿開關(guān)。安裝使用時應(yīng)注意：，庫側(cè)安裝時應(yīng)在檢測葉片上方料倉內(nèi)壁的上方安裝防護板；，則應(yīng)在軸套外安裝保護套筒。 （2）電容式料位開關(guān)利用感應(yīng)棒（電極），以物料為介質(zhì)，感應(yīng)棒與桶壁（對地電極）間之電容量，當感應(yīng)棒被物料覆蓋，則電容漸增，當達到開關(guān)內(nèi)部設(shè)定線路匹配值時，線路產(chǎn)生高頻諧振，檢出諧振信號，轉(zhuǎn)成開關(guān)信號。注意：避免粘、附料情況，否則會產(chǎn)生誤動作。（3）超聲波物位計由換能量將功率脈沖轉(zhuǎn)換為超聲波，射向料面，經(jīng)料面反射后進入超聲波檢測裝置，再由換能量將超聲波轉(zhuǎn)換為電信號。二次儀表根據(jù)發(fā)射脈沖與接受脈沖之間的時間差和介質(zhì)中傳播速度，計算出料位。適用性：由于其傳播速度受傳播介質(zhì)振動噪音影響較大，并且其元件受溫度影響大，故不能在粉塵、高溫場合使用，往往用于明渠、水處理較多。（4）雷達料位計利用回波測距原理，其喇叭狀或桿式天線向被測物料面發(fā)射微波，微波傳播到不同相對介電率的物料表面時被反射，并被天線接收。發(fā)射波和接收波的時間差與物料面和天線的間距成正比，測出傳播時間即可得知距離。注意：測量固體物料，易產(chǎn)生干擾回波，降低測量效果，故不適用于固體物料的測量。（5）γ射線料位計工作原理是在料庫一側(cè)設(shè)置同位素源，另一側(cè)設(shè)置探測器，同位素源向探測器定向發(fā)射γ射線，若庫內(nèi)料面低于它，探測器檢測料空信號；若料面高于它，則物料遮擋、吸收γ射線，得出料滿信號。該料位計常用作料位開關(guān)，因非接觸式測量，特別適用于工作環(huán)境惡劣的大型混凝土料庫，此時要求所用同位素源比較強。由于放射源污染環(huán)境等因素，此料位計在使用上受限制。優(yōu)點：日常運行維護工作量小，操作簡單；依據(jù)料倉形狀和工藝要求，γ射線料位計可安裝在不同位置。缺點：放射源污染環(huán)境；放射源衰減使料位控制不可靠。首先，對于阻旋式料位計，優(yōu)點是開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，易于現(xiàn)場維護人員維護與使用，并且價格較低。但是，不適合在高溫下工作。關(guān)于電容式料位計，優(yōu)點是無機械磨損，安裝維修方便；依據(jù)量程大小和控制方式不同，電極設(shè)計成桿（棒）式或鋼纜（重型鋼纜）式，可應(yīng)用于各種料倉；價格較低。但若電極（探頭）上或倉壁粘有物料，往往會導(dǎo)致控制器誤動作，從而影響測量效果，應(yīng)定期檢查探頭和料位開關(guān)動作情況并校驗。雷達料位計由于微波是電磁波，以光速傳播且不受介質(zhì)特性影響，故在一些有溫度、壓力、蒸汽等場合，而雷達料位計可使用；此料位計大多為二線制的一體化產(chǎn)品，節(jié)省大量電纜；軟件調(diào)試方便。但缺陷同樣明顯：二線制雷達料位計要求24VDC電源質(zhì)量較高，交流諧波一般不能超過177。30VAC；雷達料位計內(nèi)部電源模塊易受其他大電流干擾而損壞，故應(yīng)把料位計停電拆除；測量固體物料，易產(chǎn)生干擾回波，降低測量效果，故不適用于固體物料的測量。還有γ射線料位計，優(yōu)點：日常運行維護工作量小，操作簡單；依據(jù)料倉形狀和工藝要求，γ射線料位計可安裝在不同位置。缺點：放射源污染環(huán)境；放射源衰減使料位控制不可靠。鑒于本系統(tǒng)，與電廠現(xiàn)場人員關(guān)系密切，放射性污染必將對人體健康造成極大的危害，本人認為，γ射線料位計一般不宜采用。隨著我國選煤自動化水平的不斷提高，選煤廠對集中控制有了更高的要求，其中包括各類煤倉料位的檢測。作為我國自行設(shè)計施工的安家?guī)X選煤廠(2006年全年外運商品煤量達到了150 萬t以上)。在其倉位的控制中要求來料高于或低于某個料位時輸出開關(guān)量報警信號，防止煤流溢出或煤倉被清空，同時要求儀表能對煤倉料位連續(xù)監(jiān)控以達到正常儲存、管理的目的。眾所 周 知 煤倉結(jié)構(gòu)相當復(fù)雜，外部條件也不盡相同，如溫度、濕度、噪音等。傳統(tǒng)煤倉給料方式各異，諸如帶式輸送機、刮板機等。被測物料也各不相同，如密度、粒度的不同都給檢測造成困難。綜合上述倉位的測量難度，在經(jīng)過大量的實驗和應(yīng)用后，目前在選煤廠廣泛采用的是超聲波料位計，該料位計在對固體顆粒和塊狀物料的檢測功能得到肯定。使用超聲波料位計檢測的優(yōu)點：(1)與介質(zhì)不接觸，無可動部件，電子元件只以聲頻振動，振幅小，儀器壽命長。(2) 超 聲 波傳播速度較穩(wěn)定，光線、介質(zhì)粘度、濕度、介電常數(shù)、電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率等參數(shù)對檢測幾乎無影響，因此適用于有毒、腐蝕性或高粘度等特殊的料位測量。(3)既可連續(xù)、定點測量，又能提供遙測或遙控信號。 超聲波式料位計的使用超聲波料位計的檢測原理及概述(1)超聲波料位計的檢測原理。超聲波料位計基于回波測距原理:即利用波在物料中的傳播特性，在傳播中遇到相界面時，一部分反射回來，另一部分則折射入相鄰介質(zhì)中。但當它由氣體傳播到固體或液體中，或由固體、液體傳播到空氣中時，因介質(zhì)密度相差懸殊幾乎全部發(fā)生反射。因此，在容器的頂部或底部安裝超聲波發(fā)射器和接收器，發(fā)射出的超聲波在相界面被反射，并由接收器接受，測出超聲波從發(fā)射到接收的時間差，便可測出料位的高低。(2) 超聲波料位計的分類。超聲波料位計按探頭的工作方式可分為自發(fā)自收的單探頭方式和收發(fā)分開的雙探頭方式，按處理信號元件結(jié)構(gòu)又可分為一體式和分體式，等等。單探頭料位計使用一個換能器，由控制電路控制它按時交替作發(fā)射器與接受器。雙探頭式則使用兩個換能器分別作發(fā)射器和接收器。(3)超聲波料位計的盲區(qū)。在超聲波脈沖發(fā)射過程中因機械惰性占了輸出時間，使得靠近換能器的一小段區(qū)域內(nèi)反射波不能被接受。該區(qū)域成為盲區(qū)。盲區(qū)的大小與超聲波料位計的型號有關(guān)。安家?guī)X選煤廠使用的是AIRagner系列單探頭超聲波料位計。其主要特點是采用了較高的頻率、聲阻匹配、陣列式系統(tǒng)等目前領(lǐng)先的技術(shù)，克服了固體料面的散射和少量粉塵引起的超聲波能量衰減的影響，保證了超聲波料位計測量系統(tǒng)的高精度性能。安家 嶺 選 煤廠根據(jù)需要在低硫倉和中硫倉合用了一個AIRangerDPLPlus型雙點超聲波料位計。在精煤倉則使用了AIRangerXPLPlus型多點超聲波料位計的應(yīng)用實例作詳細介紹。AIR an ge rXPLPlus+點料位計可精確、可靠地監(jiān)測最多十點料位(安家?guī)X精煤倉用了十個點)，可掃描測量任意一個至十個不同尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)的容器中的液、固料位，深達60 m (安家?guī)X精煤倉深為4Om)。AIRangerXPLPlus型多點超聲波料位計線路板上的通訊口自動設(shè)置為RS一232，RS一485接口或雙極性電流環(huán)，采用SmartLinx通訊模塊連接到選煤廠中央集控室的PLC模塊并且連接至計算機內(nèi)，從而實現(xiàn)遠距離通訊及全部參數(shù)輸入。極大地實現(xiàn)了選煤廠生產(chǎn)自動化并有效降低了成本。安家 嶺 選 煤廠選出的精煤由7001帶式輸送機經(jīng)由7002A、7002B行走小車落入精煤倉。在實際料位測量中，由于精煤