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基于PLC控制的自动配料系统设计.pdf

基于PLC控制的自动配料系统设计

闷骚的年代
2013-06-20 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《基于PLC控制的自动配料系统设计pdf》,可适用于工程科技领域

基于PLC控制的自动配料系统设计付飞(首钢伊犁钢铁有限公司,新疆伊犁)摘要:根据钢铁烧结过程中配料系统的工艺要求,设计了基于PLC控制的自动配料系统,取得了良好的配料效果。关键词:烧结配料PLC控制中图分类号:TP文献标识码:A文章编号:()收稿日期:作者简介:付飞(),男,工程师,河北省廊坊市人,从事钢铁自动化研究。引言烧结是钢铁生产中的重要环节之一,包含原料、配料、混料、烧结和成品等子系统。其中,配料过程决定了烧结矿原料配比,对成品烧结矿的质量乃至高炉顺行和铁水质量有着重要影响。配料系统对控制系统的要求高,过去采用单回路仪表控制,难以有效地控制生产过程,本文采用PLC进行配料系统的控制,取得了较好的效果。配料系统工艺要求在烧结系统中,配料子系统非常关键,它的主要功能是按照烧结生产对各种物料的的需求量来计算、分配、控制各个原料矿槽的下料量,从而保证原料的物料平衡和烧结成品矿的化学成分符合要求。在配料过程中,对控制系统的主要工艺要求如下:()实现各个给料机、皮带秤和集料皮带的单机起停和联动起停,并实现故障联锁()控制各个配料矿槽下料量的配比()原料配比计算。根据总下料量和各个矿槽的配比来计算每个矿槽的流量设定值()流量计算。根据皮带秤的重量检测值皮带速度检测值,来计算一定时间段内的物料平均流量,并以此平均流量作为反馈值来进行PID调节()故障处理。对实际生产出现频率较高的故障(如堵料、皮带打滑、电机过载)等设置声光报警。要求出现堵料时自动启动料斗上的振动电机,恢复下料后应自动停止。如果长时间(启动震动电机后超过设定时间值)堵料,则应自动启动空气炮清堵()系统热备。要求系统上位机具有热备功能,即每台上位机可同时对系统的各PLC进行监控()打印报表。人工打印和定时自动打印报表,包括时报、班报、月报等()断电电保护。断电电后重新上电时,系统进行初始化复位,确保各台设备均处于停机状态,防止出现人身事故或设备事故。配料控制系统系统组成如图所示为控制系统组成的示意图。配料系统的上位机和PLC通过MPI或以太网进行连接。下位机采用SIEMENS公司的SIMATICS可编程控制器,上位机采用研华工控机(IPC)。图控制系统结构图系统配置的软件部分包括STEP编程软件和SIMATICWinCC人机界面监控软件。STEP用于PLC编程、调试和程序监控,而SIMATICWinCC则用于编写和运行人机交互界面。控制原理如图所示为控制系统的基本原理图。图控制系统原理图称重传感器对称量区域内的物料重量进行检))第卷第期年月北华航天工业学院学报JournalofNorthChinaInstituteofAerospaceEngineeringVolNoApr测,输出与重量成正比的直流毫伏信号,然后通过直流毫伏变送器变换为~mA直流信号,并送到模数转换(APD)模块。利用编码器测量皮带秤电机转速,并将输出的转速信号送入PLC。假设某一时刻皮带秤有效称量段中的物料重量为W,皮带的线速度为V,有效称量段的长度为L,则该时刻物料瞬时流量为F=PLWV()根据式(),可以计算出每一采样时刻某矿槽的瞬时下料量,并进一步计算出某一段时间内这一矿槽的平均下料量。将得到的平均下料量与操作员设定的下料量给定值进行比较,再进行PID调节运算,得到控制量,最后通过数模转换(DPA)模块输出~mA直流信号,送入变频器速度调节端子,控制变频器改变输出频率等参数,从而改变圆盘给料机电机转速,从而对下料速度进行控制。软件设计STEP系列指令系统功能强大,有丰富的控制的指令和运算、控制指令,数据类型包括整型、实数型等,使程控制程序的编写更加灵活、方便。为了便于操作人员理解和监控,控制软件主程序采用梯型图编写,子程序采用梯形图或SCL语言编写。在程序编写过程中遵循结构化、模块化原则,依据功能的独立性划分子程序进行,把功能相对独立的部分编写为一个功能(FC)或功能块(FB),尽量避免它们之间产生联系。而主程序则对各个子程序进行调用,依据不同条件完成相应的功能。PLC控制程序主要包括:()主程序()顺序控制()流量计算()配比计算()PID调节()故障处理。此外,CPU在上电复位时将自动调用故障例行子程序,完成上电保护。在配料控制程序中,流量计算中的数字滤波子程序在实际生产中起重要作用。由于圆盘给料机本身的特性,下料流量的瞬时值会一直存在波动,经常造成瞬时流量的大幅度变化。如果直接以瞬时流量作为反馈量来进行PID调节,会导致调节过程产生波动,不易平稳,严重时可能发生震荡甚至发散。因此,我们通过数字滤波子程序对一段时间内的下料量采样值取平均值,来计算这段时间内的平均下料,并以此作为反馈值。在上位机中采用WinCC编写控制界面,主要完成参数的设定、修改、监控和记录等功能。运行效果运行期间,配料系统工作状况良好。经标定测试,该系统计量准确,各圆盘给料机调节速度快,控制精度达到预期要求。生产实践表明,在物料状态(粒度、水分等)符合要求的条件下,精矿粉下料精度达到正负以内,其余物料下料精度达到正负以内,能够较好地满足烧结配料工艺要求。经过一段时间的运行证明,该系统操作简单直观,性能可靠。结语本系统在精度、稳定性及其他一些控制系统质量指标,尤其是配料总量自动跟踪、矿槽物料平衡控制方面,能够达到较好的效果,对保证工况正常,提高产品产量、质量发挥了良好的作用。参考文献:罗及红配料生产线控制系统的PLC自动控制J机电工程技术,,():牛秦洲,叶恒舟,吴一峰烧结厂烧结配料专家系统设计J桂林工学院学报,,():贺建峰烧结配料计算新方法J山东冶金,,():DesignofAutomaticBlendingSystemBasedonControlofPLCFUFei(SHOUGANGYILIIronSteelCo,Ltd,XinyuanCounty,YiliAutonomousPrefecture,Yili,China)Abstract:Basedontechnologicalrequirementsofmineblendingsysteminsteelsinteringprocess,theautomaticblendingsystembasedoncontrolofPLCisdesigned,andmineblendingeffectisgreatlyimprovedKeywords:sinteringblendingPLC))第期付飞:基于PLC控制的自动配料系统设计年月

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