[技术]白灰竖窑上料和出灰系统控制自动化改造--上海自动化仪表公司产品选购平台

0 引言
石灰是炼铁、炼钢生产中必不可少的原料之一。石灰品质的好坏直接影响着钢铁的质量，因此，采用先进的自动控制系统，对于提高炼铁炼钢的产量和质量，有十分重要的意义。石灰窑生产系统的原料主要是石子（石灰石），成品是生石灰。即窑的入口加入石灰石，经过煤气燃烧，煅烧成石灰，输出到成品料仓。主要控制系统包括石灰石上料系统，煤气燃烧系统，成品运输系统等。
1改造需求
原白灰三个竖窑采用操作台手动控制，存在问题包括：（1）每个窑需专人操作和监视，劳动环境恶劣并且劳动强度大，浪费人力；（2）由于采用手动控制，操作慢，容易出错，不易实现规范操作，为了提高控制水平，迫切要求实现自动化控制。改造系统下位PLC采用SIEMENS S7-300，上位监控软件采用WINCC组态软件，实现白灰三个竖窑上料和出灰系统的自动监控。其中自动上料系统主要包括包括探尺、给料机、料车和卷扬设备；出灰系统包括星型出灰机、螺锥出灰机、链板、斗提机、皮带、反击磨和振动筛。
2 自动化控制要求
（1）自动上料系统
根据探尺料位控制器上设置的料位，低于设置料位作为自动上料初始运行条件之一，高于设置料位作为上料停止条件。切换到自动以后，按钮启动自动程序，探尺自动探料位。首先料车在低位, 低于设置料位后，给料机开始自动振料（时间控制，时间可由岗位工调整），振料完成延时5s，plc输出料车上行信号，料车上行。上完指定车数料后，料车放到底，探尺自动下放探料位，料位没有到设置料位，间隔？s后（改时间可以在上位机调整）继续进行上料，达后设置料位后停止上料。
（2）出灰系统
先启动公共设备，包括振动筛、反击磨、成品皮带、链板、斗提机和链板；再根据要求启动相应的星型出灰机、螺锥出灰机，可设定出灰时间自动停止出灰。要求每次至多只能有两个窑同时出灰。
（3）统计要求
要求统计每日上料车数和每日出灰时间。
3 控制的难点和解决方法
（1）由于上料系统没有称重系统，采用振料延时控制，时间可根据现场原料及设备情况可调。在PLC内采用定时器，时间变量采用整型，在程序内将整形变量转换为PLC可识别的时间变量，可根据时间范围采用不同的基值。例如若采用1S，最大可控时间范围为16M_39S
L "time1".shangliao1.Ttanchi
ITB
OW W#16#2000
SD T 10
若时间可调范围大，则可采用10S，最大可控时间范围为2H_46M_30S，程序该为：
L "time1".shangliao1.Ttanchi
ITB
OW W#16#3000
SD T 10

（2）探尺探料要求可随料面连续探测。为了实现自动上料，探尺要求可跟随料面自动下移，因此在提尺时给电机正转信号，在下尺时，不给电机加电，即自由落体下降，靠自身重量随料面移动，当到达下限时，给电机正转信号，则实现自动提尺，提到待料点限位后失电，并给抱闸信号，则实现自动停尺。
（3）卷扬料车在不需上料时，不能在下限位等待，需离开下限位。因若在下限位，料钟不能封口，造成环境污染并不符合生产要求，浪费了热量。因此，需将卷扬上提一点，保证料钟在入料后封口，当需要上料时，先使料车下行到下限位，然后开始振料。解决方法在完成指定车数上料后，触发上提命令，并在上变限位停车；在探尺探到低料位后，料车下行到下限位停车，并开始振料。
（4）定时出灰并显示起始出灰时刻。在每个窑启动出灰后，计时开始，在PLC程序内使用定时器，并在启动时刻，获取PLC当时的时、分的数值，在WINCC 画面显示。其中获取时刻方法如下：
L LB 14
BTI
T "day"
L LB 15
BTI
T "hour"
L LB 16
BTI
T "minute"
（5）每次至多两个要出灰。由于出灰系统设备共用，若三个窑同时出灰，会造成淤料，因此每次至多两个窑出灰。其实现方法为在WINCC画面上的使能特性，在有两个窑出灰时，第三个窑的出灰操作为不可操作状态，从而确保满足工艺要求。
（6）统计功能的实现。上料车数在料车到卷扬上限后累计加1，并在每日零点将总累计值更新。出灰系统的出灰时间累计根据经历的分钟数累计求和，并在每日零点将总累计值更新。
（7）安全要求。在卷扬不在下限时，给料机不可振料，同时，在卷扬有运行信号时，给料机不可振料，防止振料在外面；皮带和磨启动时增加响玲警示；金属探测仪有脉冲信号后，所有出灰系统停止，在确认复位后方可再启动；出灰、破碎系统设备在正常运行过程中，如果其中一台设备出现故障停机，该设备以前的所有设备自动停机。（如：反击磨故障停机，它以前的所有设备成品皮带机、斗提机、链板输送机、星型出灰机、螺锥出灰机则自动停机）。
4调试
由于改造过程不能影响正常生产，因此所有工作必须协调，并有条不紊，在调试过程中又结合现场实际做了相应调整，如废石皮带由全自动该为半自动，增加插板控制和金属探测仪信号全停复位确认等，为了满足现场生产要求，方便操作工的控制需求，从而进一步提高生产效率，对程序做了多处修改，达到生产厂最终满意。
5总结
总之，通过白灰自动化改造，减少了劳动力，减轻了劳动强度，改善了劳动环境，提升了控制水平，并且便于维护和查找故障，完全满足了生产要求，此次改造完满实现预期要求。

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