PLC在抽风机控制系统的应用

摘 要：烧结厂一烧抽风机控制系统原采用70年代的设备，由于设备陈旧，备品备件不全，直接影响检测效果和设备的正常运行，本文陈述了PLC在抽风机电气控制系统技术改造中的应用。
关键词：操作、控制系统、诊断、监控

一、 抽风机控制系统技术概述
在烧结机系统中，抽风机的运行直接关系到烧结矿的产量和质量，我厂抽风机原控制系统繁锁，设备陈旧，备品备件难以组织，运行时故障环节多，缺乏对重点检测点的记录及关键性的故障判断功能，对生产存在有较大的隐患。随着PLC在一烧自动控制系统的应用，原抽风机的控制系统已经不能满足现代化生产的需要。
    原抽风机系统每台共有压力测试点2个，测温点8个，电流检测点全采用7段译码器数字器显示，灵敏度低，维护复杂。在运行生产过程中故障的时常出现，该系统不能满足生产的需要。用PLC取代势在必行，可编程序控制中是一种微处理器为核心器件的顺序控制装置，它可以按一定的逻辑关系实现对过程各阶段开关量的控制。为了更好地满足生产，确保设备的正常运行，将每台压力点设为6个，电流检测点1个，测温点9个，测震点为8个，为确保大型电机稳定运行，提供了较好的监控及诊断条件。选用可编程序器控制代替继电器，不仅因为它可以实现继电器的控制功能，更重要是因为有以下特点：
1、 由可编程序控制器构成的控制系统结构简单；
2、 容易实现控制功能的变更；
3、 编程方法简单；
4、 可靠性比原来高得多。

二、 控制原理及操作方式
    一烧抽风机共四台，电机容量为2000KW，供电电压为10KV的大型异步电动机，启动采用全压起动，是生产的主体设备。分别承担着一烧四台75m2烧结机的生产任务。四台抽风机、油泵、及其温度、电流等检测装置。全都是采用的7段数码显示，风门控制精度差，整个控制部分繁锁。设备陈旧，老化，设备备品备件短缺，故障环节多。同时也缺乏重点检测点的记录及关键性的故障判断功能，由于这些，使岗位工人劳动强度大，就是在风机启动运行时，还得采用人工看手表的原始计时方式来启动运转、控制，整个过程不适应于一烧自动控制的生产需要。
    油泵及风门是抽风机正常运行及启动的辅助设备，这两台设备的好坏，直接影响着抽风机的正常运行，原油泵及风门全都是采用人工手动控制，设备的电控部分用70年代的产品，线路混乱，备品、备件短缺，故障时有发生，加上检测部分的仪器、仪表全都是70年代设备，经常因检测不准失灵。造成设备故障停机，查不出问题的所在，严重威胁抽风机的正常生产，所有设备的监控记录，全部由岗位人员的操作和记录完成，给岗位人员增加了负担，鉴于这些情况，经我们提仪，要求解决一烧抽风机设备上PLC来解决这一问题，来适应于一烧自动化设备的需要。
    一烧1—4＃抽风机PLC改造是用2 套PLC来控制4台抽风机系统，并且保留原有的现场操作方式，本系统采用上位机实时监控画面是直接对现场设备进行控制的。当PLC控制时称为自动方式，当现场操作时称为手动方式。自动／手动方式通过现场操作箱上的选择开关进行选择。下面简要介绍PLC的控制、程序的编写部分。
三、PLC控制程序的编写
PLC程序是用梯型图编写的，分为13个部分：
1、 Initializtion故障报警部分
          这部分的程序包括2 台抽风机的故障报警输出。
2、 aaFan风机启动控制部分
         这部分的程序是控制第一台抽风机电机的启动条件满足以及启动、停止等。其中启动条件满足包括：风机电源开关合上、风门关到位、油压超过低限、风机启动强制开关断开。这些条件满足，现场操作箱上的启动具备指示灯才会亮。
      当风机操作方式选择在自动方式时，风机启动过程中，如果启动时间超过25秒，程序会自动发出风机停止信号，使风机停止，达到保护电机的作用。风机启动时间也会显示 在画面上。
     在风机运行过程中，如果油压达到低限，油泵又因为故障而无法启动时，程序也会发出停止风机的信号，以免风机的轴瓦因得不到润滑而烧毁。
3、 abFanDoor风门部分
     这部分的程序是控制第一台抽风机风门的开、关、停的。当风门操作方式选择在自动方式时，这部分程序可实现风门开口度的设定，在风门初始化完成后，可通过画面设定风门的开关角度。
4、 cPump油泵部分
     这部分的程序是控制第一台抽风机油泵的启动、停止的。当油泵操作方式选择在自动方式时，这部分程序控制油泵的启动和停止。当风机运行时，油压信号超过高限，油泵会自动停止，油压信号达到低限，油泵又会自动运行，并且运行25分钟，直到风机停稳后，油泵停止。
    但是在手动方式时，风机停止后油泵会一直运行，这时要想停止油泵，需要将现场的油泵选择开关选到中间位置，油泵便可以停止。
5、 adMNL1
   这部分的程序是第一台抽风机的模拟量信号值显示。包括：风机轴瓦油压、风机电流、多前多后吸力等。
6、 aeMNL2
这部分的程序是第一台抽风机的测振模拟量信号值显示。包括：风机轴瓦水平、垂直振动值。实时显示8个振动值及其趋势，以便观察振动情况，为电机稳定运行提供了条件。
7、 afTEM
这部分的程序是第一台抽风机的温度信号值显示。包括：风机的轴温、多前多后温度等。
8、 baFan部分
这部分的程序是控制第二台抽风机电机的启动条件满足以及启动、停止等。其中启动条件满足包括：风机电源开关合上、风门关到位、油泵运行、油压超过低限、风机启动强制开关断开。这些条件满足，现场操作箱上的启动具备指示灯才会亮。
当风机操作方式选择在自动方式时，风机启动过程中，如果启动时间超过25秒，程序会自动发出风机停止信号，使风机停止，达到保护电机的作用。风机启动时间也会显示在画面上。
在风机运行过程中，如果油压达到低限，油泵又因为故障而无法启动时，程序也会发出停止风机的信号。以免风机的轴瓦因得不到润滑而烧毁。
9、 bbFanDoor风机阀门部分  
这部分的程序是控制第二台抽风机风门的开、关、停的。当风门操作方式选择在自动方式时，这部分程序可实现风门开口度的度的设定，在风门初始化完成后，可通过画面设定风门的开关角度。
10、 bcPump油泵控制部分
这部分的程序是控制第二台抽风机油泵的启动、停止的。当油泵操作方式选择在自动方式时，这部分程序可控制油泵的启动和停止。当风机运行时，油压信号超过高限，油泵会自动停止，油压信号达到低限，油泵又会自动运行。在风机停止过程中，风机停止信号发出后，油泵就会马上启动，并且运行25分钟，直到风机停稳后，油泵停止。
但是在手动方式时，风机停止后油泵会一直运行，这时要想停止油泵，需要将现场的油泵选择开关选到中间位置，油泵便可以停止。
11、 bdMNL1
这部分的程序是第二台抽风机的模拟量信号值显示。包括：风机轴瓦油压、风机电流、多前多后吸力等。
12、 beMNL2
这部分的程序是第二台抽风机的测振模拟量信号显示。包括：风机轴瓦水平、垂直振动值。
13、 bfTEM
这部分的程序是第二台抽风机的温度信号值显示。包括：风机的轴温、多前多后温度等。

四、 风机故障诊断系统
设备故障诊断技术是上世纪八十年代迅速发展起来的一项技术。随着现代化大生产的发展和科学技术的进步，设备自动化连续化、大型化、复杂化程度不断提高，对设备的故障诊断提出了更高的要求。这次一烧抽风机PLC系统就广泛应用设备故障诊断的方法，主要从温度、油压检测及振动进行检测设备故障，实现设备故障自诊断，为抽风机的正常生产提供了可靠条件。
振动的应用极为广泛，如轴承状态的检测、设备安装状况的检测、设备运行状态趋势检测等，随着科学技术的飞速发展，大型高速旋转设备的相继出现振动检测、振动监视和保护，机械故障诊断技术应用也就变得十分重要，对我们及时掌握设备运行状态，准确判断事故提供了依据。
2、 测震器的选择：
振动检测器采用美国AB公司生产的，其型号为XM－120具有灵敏度高、检测准确等优点。
3、 测点安装及选择：
测量振动时，测点选择很关健，一般测点选择在电机和风机转子轴座上每个轴承座上将有两个（即水平、垂直）测点，测点分别安装电机负荷或非负荷共4个，风机南北轴座共4个，通过