【正文】 系統(tǒng)的輸入/輸出表。選用直流 I/O 模塊時，需要外設(shè)直流電源。輸入信號電源，一般利用 PLC 內(nèi)部提供的直流 24V 電源。6) 力、張力等變換成數(shù)字量，及把數(shù)字量變換成模擬量，進(jìn)行輸入、輸出。4) 通信聯(lián)網(wǎng)模塊：PLC 與 PLC 之間，或 PLC 與計算機(jī)之間的通信與聯(lián)網(wǎng)。2) 高速計數(shù)器模塊：當(dāng) PLC 內(nèi)部的高速計數(shù)器的最高計數(shù)頻率不能滿足要求時，可選擇使用。7) 調(diào)試過程結(jié)束，整理技術(shù)資料，投入使用。6) 程序調(diào)試。 5) 程序設(shè)計，繪制工作循環(huán)圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。3) 確定 PLC 的 I/O 點數(shù)，選擇 PLC 機(jī)型。② PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計步驟1) 分析被控對象，提出控制要求。5) 體積小，重量輕，能耗低以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。為不熟悉電子電路、不懂計算機(jī)原理和匯編語言的人使用計算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。2) 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。從 PLC 的機(jī)外電路來說，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列 PLC 平均無故障時間高達(dá) 30 萬小時。 PLC 硬件配置 PLC 基本知識①PLC 的特點1) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。正轉(zhuǎn)(或反轉(zhuǎn))接觸器線圈帶電后，通過主回路中相應(yīng)的主觸點 4KM1(或 4KM2)吸合，使電機(jī)帶電后正轉(zhuǎn)(或反轉(zhuǎn))。在正轉(zhuǎn)電路里加入了一個 4KM2 反轉(zhuǎn)接觸器的常閉觸點，這樣就保證了正轉(zhuǎn)時不能反轉(zhuǎn)。控制回路是一個典型的正反轉(zhuǎn)電路，當(dāng)正轉(zhuǎn)按鈕 4SB1 按下時，4KM1 接觸器線圈帶電吸合。當(dāng)按下停止按鈕 3SB2 時，接觸器 3KM 線圈失電，輔助電機(jī)停止運(yùn)行。3KM 常開觸點是為自保而設(shè)計的。LS 是主電機(jī)/輔助電機(jī)的限位器，當(dāng)它打在閉合端時，表示輔助電機(jī)處于工作狀態(tài)。輔助電機(jī)可通過兩條途徑啟動運(yùn)行：① 當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān) 3SA 處于現(xiàn)場操作位置時，通過輔助電機(jī)現(xiàn)場操作箱上的起停按鈕直接控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。輔助馬達(dá)與主減速機(jī)之間還設(shè)有一個輔助減速機(jī)。在砌磚或檢修時要用輔助電機(jī)進(jìn)行帶動。171。1163。Q161。171。TCL1 1163。20 V161。TCLN1L13N161。20 V161。QF2L134L1N1L12N161。 在下面的章節(jié)中將作詳細(xì)的介紹。② PLC 硬件配置。在配電回路中均加低壓斷路器 QFQFQF6進(jìn)行保護(hù)。AC 220V 經(jīng)一體化電源 Q 獲得 DC 24V，可供 PLC 輸出模塊 Z16TD2(接 DC 24 V 指示燈)使用。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，PLC 輸入模塊電壓為 AC 100V，PLC 輸出模塊需 DC 24V 的電壓，所以要求配電系統(tǒng)輸出以上幾種等級的電壓，以滿足不同的需要。 2) 來自主電機(jī)控制柜的主機(jī)運(yùn)行信號(因這部分圖紙省略，暫將其作為外部信號)。 ④ 擋輪液壓站、主減速潤滑站備妥信號、故障信號。② 輔助電機(jī)運(yùn)行信號。 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，這些連鎖都是從各自電控柜中的端子板上引入或引出的。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。217。212。228。198。161。214。184。232。164。224。174。228。216。231。171。228。216。231。171。228。216。231。171。241。216。231。171。241。216。231。171。178。185。191。188。179。217。204。182。210。198。191。208。167。220。187。203。198。216。181。164。 水泥窯三級操作方式示意圖見圖 。② 本柜/機(jī)旁操作。 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。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。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)，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)。 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 。 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 。 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 。 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 。 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 。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。 控制箱框圖及其相關(guān)參數(shù)如圖 所示：圖 回轉(zhuǎn)窯控制箱框圖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)。本套電控系統(tǒng)共設(shè)電控柜 2 個，電控箱 3 個。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(yùn)行。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。228。161。3245。208。2186。198。X184。216。243。176。190。185。210。1PC161。185。217。228。231。247。171。182。193。189。182。193。4 M179。207。214。191。179。208。201。AX2200。163。202。0191。AL1163。3163。207。191。168。171。214。179。213。243。217。188。228。198。191。187。M247。187。181。214。187。203。188。3 M214。231。184。213。209。210。194。181。210。196。 203。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。擋輪液壓站見圖 。：WTZK50C，1 件，溫度設(shè)定范圍 10～40℃，AC 380V：3A；DC 220V：(阻性負(fù)載)。：SRY2220/1，1 件，1kW，AC 220V。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。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。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。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。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。 圖 主減速機(jī)潤滑站⑤ 擋輪液壓站 TE326 的控制。：CSⅡ，2 件，AC 220V：；DC 24V：，△P=。 ：ZCS25P，1 件，AC 220V，650mA。：WTZ288，2 件，AC 24～38V，10μA。：SRY2220/2，3 件，AC 220V，2kW。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。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。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)。 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)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。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。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。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。② 主電機(jī)的變頻調(diào)速控制。主電機(jī)、輔助電機(jī)運(yùn)行的切換還應(yīng)由限位器的相應(yīng)位置決定。2 總體方案設(shè)計 設(shè)計任務(wù)要求① 回轉(zhuǎn)窯輔助電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)控制。④ 擋輪液壓站：型號為 TE326，液壓站的功能是利用液壓的作用驅(qū)動回轉(zhuǎn)窯筒體上下運(yùn)行，并保證擋輪液壓站具有正常的壓力、溫度和液位。稀油潤滑站是稀油循環(huán)潤滑系統(tǒng)的心臟，用來將潤滑油液強(qiáng)制地壓送到機(jī)械的摩擦部位，在相對運(yùn)動的機(jī)器零件間形成油膜，減少零件的摩擦、磨損，同時對摩擦部位進(jìn)行沖洗，并帶走摩擦產(chǎn)生的熱量，保證機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)，延長機(jī)械壽命。② 輔助電機(jī)：型號為 Y180L6，功率 15 kW，轉(zhuǎn)速 9000 r/min，制動開關(guān)型號為 YWE3315/，限位器型號為 LX2121。機(jī)械部分由筒體、支承裝置、擋輪、傳動裝置、減速器、活動窯頭、窯頭窯尾密封裝置、噴煤管裝置等部分組成。④ 作為輸送設(shè)備，它具有更大的潛力。② 作為熱交換裝備，它具有比較均勻的溫度場，可以滿足水泥熟料生產(chǎn)過程各個階段的換熱要求。 回轉(zhuǎn)窯的性能和特征 回轉(zhuǎn)窯作為水泥煅燒的關(guān)鍵裝備，它的功能特征如下：① 作為燃料燃燒裝置。② 水泥的整個生產(chǎn)工藝概括為“兩磨一燒” ，其中“一燒”就是把經(jīng)過粉磨配制好的生料，在回轉(zhuǎn)窯的高溫作用下燒成為熟料的工藝過程。 “只要大窯轉(zhuǎn)，就有千千萬”這句民謠就是對生產(chǎn)中回轉(zhuǎn)窯重要程度的生動描述?；剞D(zhuǎn)窯的發(fā)明，使得水泥工業(yè)迅速發(fā)展，同時也促進(jìn)了人們對回轉(zhuǎn)窯應(yīng)用的研究，很快回轉(zhuǎn)窯被廣泛應(yīng)用到許多工業(yè)領(lǐng)域，并在這些生產(chǎn)中越來越重要，成為相應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)的核心設(shè)備。煤粉噴入水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)后，再與大量來自于水泥熟料冷卻機(jī)的預(yù)熱空氣(二次風(fēng))相接觸，在二次風(fēng)的助燃下，煤粉實現(xiàn)完全燃燒，從而形成了一個具有一定長度、剛度和形狀的穩(wěn)定火焰。而燃料燃燒、傳熱及原料運(yùn)動三者間必須合理配合，才能使燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量能在原料通過回轉(zhuǎn)窯的時間內(nèi)及時傳給原料，已到達(dá)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗的目的。 回轉(zhuǎn)窯一方面是燃燒設(shè)備，煤粉在其中燃燒產(chǎn)生熱量；同時也是傳熱設(shè)備，原料吸收氣體的熱量進(jìn)行煅燒。熟料煅燒物料可分為：水分蒸發(fā)→生料預(yù)熱→生料分解→熟料煅燒→熟料冷卻五個功能單元。水泥回轉(zhuǎn)窯機(jī)械設(shè)備造型見圖 。242。247。204。188。242。247。198。178。193。164。224。174。180。228。207。236。226。224。165。196。203。187。245。226。207。236。180。180。209。213。231。178。224。175。186。165。186。179。202。181。190。187。164。161。252。180。209。191。193。201。213。231。178。165。207。201。187。245。193。179。210。175。176。249。252。204。187。193。185。205。207。191。 178。經(jīng)包裝機(jī)打包后，制成水泥成品。一般采用的主要原料是石灰石、粘土和鐵粉，將這些原料按一定的比例配合在一起，經(jīng)粉磨、均化后，用回轉(zhuǎn)窯鍛燒制成熟料。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(yùn)轉(zhuǎn)與故障報警等控制功能。結(jié)論控制方案包括: 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(yùn)行。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。②主電機(jī)的變頻調(diào)速控制。水泥回轉(zhuǎn)窯由機(jī)械、電氣、液壓等部分組成。摘 要在建材、冶金、化工、礦物加工和環(huán)保等許多行業(yè)中，廣泛地使用回轉(zhuǎn)圓筒型設(shè)備對散裝或漿狀物料進(jìn)行物理或化學(xué)處理，這種回轉(zhuǎn)圓筒設(shè)備被稱為回轉(zhuǎn)窯。水泥生產(chǎn)是由原料預(yù)處理(均化、破碎、烘干等)、生料制備(配料、粉磨、均化)、熟料鍛燒(分解預(yù)熱、鍛燒、煤磨)、水泥制成(水泥配料、粉磨、包裝)四大部分組成，其中水泥熟料的煅燒是水泥生產(chǎn)中最重要的過程，所用的設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯，常被稱為水泥廠的心臟。通過研究設(shè)計主要用PLC為核