涟钢焦化厂煤场控制系统改造的设计与实现

1涟钢焦化厂煤场控制系统改造的设计与实现肖智杰涟源钢铁集团股份有限公司设计研究院娄底417009摘要结合焦化煤场扩容改造,用PLC对皮带机生产线控制装置进行改造,通过软件实现的方法在强化控制功能的同时简化了控制环节和元件数量,增加了可靠性和可维护性,方便了操作。关键词皮带机生产线改造PLC控制ThedesignandrealizationofthecontrolsystemmodificationofcoalstorageyardincokemakingplantofLianyuanSteelXiaoZhiJieDesignandResearchInstituteofLianyuanIronandSteelGroupCo.Ltd.Loudi417009Abstract:ThispaperfocusonthemodificationdesignofthePLCcontrolsystemoftheconveyorbeltaswellasthecoalstoragecapacityincreasement。Bymakinguseofthesoftware,thecontrolfunctionhasbeenstrengthenedbutthecontrolloophasbeensimplified,theelementquantityhasbeendecreasedwithhighreliabilityandconvenientmaintenanceandoperation。Keywords:conveyorbelt;modification;PLCcontrol0涟钢焦化厂煤场建于1986年，贮煤能力与二座42孔、年产焦56万吨的焦炉配套。限于当时的设备和控制水平,煤场生产线的连锁控制、操作指令、生产信号都通过继电器逻辑实现。由于煤场设备较多，流程较复杂，原设计中使用了大量的中间继电器和主令开关，二次接线多，且未能实现全线的自动联动控制。这些设备在灰尘多、腐蚀性强的环境中工作，故障率高，给生产造成了相当大的影响。根据涟钢的十五发展规划，在焦炉易地大修改造的同时必须扩大煤场的贮存和输送能力，因此涟钢决定对煤场进行改造，任务有两个：1扩大贮煤能力，形成与300万吨钢配套的规模；2用PLC控制代替继电器逻辑，提升生产线自动化和管理水平。1煤场工艺流程炼焦煤有三条工艺路线：1火车来煤经链斗卸车机、皮带运输机、卸料小车直接加入配煤仓；2来煤经皮带运输机、卸料小车、堆取料机堆入煤场；3堆取料机从煤场取煤经皮带运输机、卸料小车加入配煤仓。为了防止人身设备事故，提高操作的自动化水平，皮带运输机设置了跑偏开关、急停开关、行程开关及电铃。煤场工艺流程图如下：配仓卸料皮带机8#机1#链斗卸车机2#链斗卸车机3#链斗卸车机配煤仓卸料小车3#机1#机4#机6#机7#机5#a机5#机卸料小车2#机22设备选型及配置IPC610EPSON1600ⅢMB+PLC控制柜继电器柜现场元件操作台控制系统配置示意图操作站选用IPC610PⅢ工控机。基本配置为：内存256MB,硬盘20MB,主频866MB,21’纯平彩色显示器。内置AM-SA85-030接口通讯板，将工控机接至MB+网。根据输入输出类型及控制要求，选用施耐德公司的Quantum-PLC。CPU模板内置一个RS232串口和一个MB+网口，将PLC连接至MB+网。工控机软件平台为WINDOWS-NT5.0,采用372SPU47401V25和MPSVR1024、MPCAL软件作为PLC控制软件和上位机监控软件的开发工具.3控制功能设计说明：1）流程选择:配料仓炼焦煤既可直接由卸煤车通过皮带机加入,亦可通过堆取料机将煤场贮煤加入。堆取料机共有3台，既可堆煤又可取煤，因此总共有7种物流方向可供选择。设计中通过在操作台布置3个选择开关，分别设定那台堆取料机工作，堆料操作/取料操作、自动操作/手动操作，PLC根据接收到的外部指令即可控制相应的设备。2）开、停车控制：皮带机生产线的启动过程如下：在中央控制室操作台上选定流程、自动/手动操作方式后，PLC向相关流程上的转运站发出声光予告信号，操作人员根据转运站操作箱上信号灯颜色确定转换开关位置并给PLC回复信号，皮带机启动。停车时，中央控制室发出停车灯光予告信号，接到该信号，受料皮带机的操作工人停止加料，然后回复PLC允许停车信号，PLC根据皮带机的长度、速度计算延时后依次给出各皮带机停车信号。正常情况下为了防止带料启动，皮带机停车前必须将料全部放空。3）连锁控制:煤场皮带机生产线输送距离较长，电机数量及功率较大，为减少线路损失、满足电机启动要求、将运输线传动电机按区域分成两组，分别由1、2#变电所供电。胶带机的联锁控制包含两个方面的内容:1)胶带运输线起动和停止的顺序，保证逆料流启动，顺料流停止，运行中，任何一台联锁机械故障停车时，应使来料方向的联锁机械立即停车。2）胶带运输线中设置料流、胶带跑偏、打滑、纵向撕裂、断带、超速、堵料等检测装置并满足：断带、撕裂传感器动作，PLC控制运输线立即停车；其它开关动作，PLC发出声响信号。为适应维护、检修需要，还设置了机旁操作箱，可以解除联锁操作。4）信号联系:为防止人身设备事故发生，胶带运输线采取了下列安全措施：沿线设置起动预告信号；转运站设置事故信号、设备运行信号、允许起动信号。5）安全保护:皮带机为敞开式运输设备，通过卸料小车可以选择多种料线。为保证人身设备安全，设置了事故急停开关、跑偏开关、小车电气、机械双重限位开关。事故急停开关选用钢绳操作的断电开关，在皮带机运输线上任意地点都能进行操作并使皮带机立即停车,能够昀大限度地减少事故的危害。拉绳开关每隔3０～4０ｍ设置一个。皮带机在物料超重和分布不匀的情况下工作一段时间后容易发生跑偏现象，当偏移量超出允许范围时，极易发生设备事故甚至造成人身伤亡。跑偏开关在检测到皮带轻度偏移时发出报警信号，重度偏移时使生产线紧急停车。6）上位机功能:在上位机监控程序中,设计了系统流程的监控画面,工艺操作说明画面,参数修改画面、并有完备的报警处理及操作员管理功能。监控画面包括工艺流程图、启动条件图、3启动步进图、故障查询图等。工艺操作说明画面可以使操作员尽快熟悉操作，操作员管理功能则提供了一道安全屏障。4软件实现：停止始端皮带机启动/停止第二条皮带机启动/停止终端皮带机启动/停止自动启动允许自动自动手动选择堆取料机选择流程选择初始化允许自动允许手动手动启动故障报警\停止排除故障YesNoYes启动延时停止延时启动延时停止延时No皮带机控制程序结构框图：5应用效果：改造后的控制系统一次调试成功。自投运以来，控制系统运行稳定可靠，设备稳定运行明显加强；工艺操作比原来有较大改进，简便直观，维护强度大大降低，故障诊断和处理更加方便快捷。