西门子PLC在500t/d石灰窑上料系统中的应用

1、概述

　　该系统采用STEP7-400系列可编程控制器，用Profibus挂ET200和STEP7—300功能模块。系统是具有快速处理能力的专用计算机系统，500t／d石灰窑所有设备进行自动控制和计算机监控，主要实现了上料系统生产工艺设备的自动／手动启停，工艺画面动态显示等功能。

2、工艺简介

　　窑前料仓下设有电机振动给料机，根据套筒窑装料要求，定时将仓内贮存的合格粒度石灰石给至胶带机转运装入称量料斗，经称量斗称量后装入料车内，4t卷扬机将料车提升至环形套筒竖窑窑顶，将料车内的石灰石加入窑顶布料系统，通过旋转布料器进入窑内。在窑顶设一料位探尺显示窑内的料位。布料系统设有密封闸门，它与旋转布料器下部的料钟互锁，可以避免在向窑内加料时外界空气的进入。

3、控制技术方案

　　3.1 网络结构

PLC系统网络结构图 

　　3.2 系统结构

　　500t／d套筒窑分二个系统进行控制。I系统为窑体上料、出料部分；II系统为窑的燃烧部分。现只就I系统得上料部分加以说明。

　　I系统包括的设备有：

　　(1)料车卷扬，在风机房内；
　　(2)料位探测器，在窑顶；
　　(3)窑液压站，在窑下。控制的设备有：窑顶有密封闸门、旋转布料器、料钟；窑下有称量斗闸门、石灰出料推杆、灰仓出料闸门及废气三通阀。

　　3.3 控削功能

　　(1)料位探测器．窑顶设料位探测器(行程0～3m)，其料位通过小卷扬上的主令控制器、编码器在控制室内显示和控制。窑的加料周期只受料位探测器的控制，当料位探测器探得窑内料面已降到规定的需要加料高度(即低料位)时，发出装料信号。将测杆提升到最高位，再开始加料(即为加料周期开始)，加料完成后，将探测杆放至料面。

　　(2)石灰石称量斗．当装满2.5t料时，便发出料满信号。由于电气联锁关系，相继称量斗前的胶带机、给料机等都将依次停止。

　　(3)旋转布料器．旋转布料器向窑内卸料有6个不同的位置(后附旋转布料器的转停位置说明)，每个位置与下一个位置成60。，每个加料周期相当于向料车和旋转布料器加料六斗料量共15t(即在窑内铺了一层料)。旋转布料器首次向窑内加料的第一个位置与料车卸到旋转布料器的位置相同，料车将第二斗料卸到旋转布料器后，便转到下一个位置，而料车向旋转布料器卸料位置总是第一个加料位置。每加一斗料，由计数器和储存设备将其记录下来。在将旋转布料器中的第六斗料卸到窑内之后，整个加料系统须待料位探测器发出新的加料周期指令，等待过程中，旋转布料器、料车以及石灰石配料称均应保持满料，当料位探测器发出下一个加料指令时，旋转布料器立即将料卸入窑内，然后再从料车中装第二斗料。

　　3.4 操作连锁系统

　　(1)I系统中的液压站油泵为长期工作，其余的设备均为短时、反复工作。其控制过程如下：PLC接到启动信号后当料位探测器探得窑内料面已降至规定的最低料位时，立即将探尺提升到最高位。原料仓下的振动给料机开始给料，胶带机向称量斗内加料(此时称量斗闸门关闭)，当料重达到2.5t时，胶带机停止向称量斗加料，称量斗闸门打开(此时料车在窑下待料位置)将石灰石卸入料车内，称量斗闸门关闭，卷扬机启动(先是慢速运行10秒，然后快速运行67秒，碰到减速限位开关后又变为慢速行驶10秒停车)将料车提升至窑顶，在旋转布料器上面有一个密封闸门，在料车上行时，密封闸门已打开；石灰石倒入旋转布料器内，密封闸门关闭，然后旋转布料器开始旋转，当转至卸料位时，料钟打开，石灰石加人窑内，料钟关闭，必须与密封闸门互锁。一批料加完后，探尺再下降放在料面，直至下一个加料周期开始。

　　卷扬机在四个地方设置紧急停车按钮，即卷扬机旁、窑顶、称量间和控制室。不论是机旁单机操作还是PLC控制，该紧急按钮均参与控制。

　　(2)窑加料系统联锁．液压站→4#胶带机→5#胶带机一探料尺上提→称量斗闸门开→称量斗闸门关→料车上升→向旋转布料器加料→料车下降→称量斗闸门开→称量斗闸门关；料车上升→上料闸门开→旋转布料器转到受料位→料车卸料；向旋转布料器加料→旋转布料器转到卸料位→上料闸门关→料钟下降→料钟关闭→上料闸门开→旋转布料器转到受料位→向窑内加料；完成→次加料。

　　附：旋转布料器的转停位置说明

　　第1位置：料车向旋转布料器内的加料位置，即布料器向窑内的卸料位置，布料器不转；第2位置：料车向旋转布料器内的加料位置不变，即布料器向窑内的卸料时，转60°，卸完料转300。回到料车加料位置；第3位置：料车向旋转布料器内的加料位置不变，即布料器向窑内的卸料时，转120°，卸完料转240°回到料车加料位置；第4位置：料车向旋转布料器内的加料位置不变，即布料器向窑内的卸料时，转180°，卸完料转180°回到料车加料位置，第5位置：料车向旋转布料器内的加料位置不变，即布料器向窑内的卸料时，转240。，卸完料转120°回到料车加料位置；第6位置：料车向旋转布料器内的加料位置不变，即布料器向窑内的卸料时，转300°，卸完料转6o°回到料车加料位置。

4、结语

　　本控制系统在富伦钢铁中已实际应用，自投运以来运行稳定、安全、可靠，满足工艺要求，能够节省人力并产生较大的经济效益，本文对类似生产线有一定的参考作用。