前言

某公司5000t/d干法窯熟料生產(chǎn)線始建于2002年，是水泥行業(yè)中首條規(guī)模最大100％采用無煙煤煅燒技術(shù)的水泥生產(chǎn)線。至今有17年的發(fā)展歷史。生產(chǎn)線上的設(shè)備經(jīng)過十多年的使用，大部分可以經(jīng)過維修更換備件來維持連續(xù)生產(chǎn)，但有些東西出現(xiàn)問題后比較難解決。公司的工程技術(shù)人員針對這些問題，深入生產(chǎn)現(xiàn)場，認(rèn)真考察、分析，并依托新技術(shù)，解決了生產(chǎn)中的兩項難題。

1.1 無線控制改造方案的提出

原材料石灰石及輔助材料的均化堆場的電纜是從建廠時一次性設(shè)計安裝投用的，設(shè)計時一、二次電纜是通過地下埋設(shè)跨過廠道送到距電力室1km左右的生產(chǎn)現(xiàn)場，再經(jīng)過電纜卷盤送到堆、取料機上。剛投用時是正常運行的，使用十多年后動力電纜仍能正常供電，但二次控制線路是橡套電纜，電纜的外層保護(hù)層及各分支線芯的電纜外層出現(xiàn)了裂紋，使得各電纜互相之間有感應(yīng)電壓，造成開、停機及各信號不正常，一度影響了正常的生產(chǎn)。因這些電纜是埋地敷設(shè)，又橫跨廠道，更換電纜的可能性很小，只能另想辦法。針對此現(xiàn)象，公司工程技術(shù)人員多次進(jìn)行共同探討，多方面尋找解決的辦法，最終認(rèn)為對于堆取料機這些多點控制(每套通過滑環(huán)的二次線有20多條)的設(shè)備，可以選擇無線控制的方式加以解決。于是堆、取料機采用了四套I-W系列雙向無線智能控制器進(jìn)行了改造。I-W系列雙向無線智能控制器是一種遠(yuǎn)距離無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，穩(wěn)定性及可靠性極高，提供雙向的開關(guān)量信號和模擬量信號傳輸、檢測和控制，可點對點(一主一從)，或點對多點(一主多從)進(jìn)行無線組網(wǎng)并實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程無線多向傳輸。

1.2 堆取料機(選石取)改造后的相關(guān)無線傳輸點對應(yīng)關(guān)系

石灰石取料機在DCS室的無線控制器上有4個DI輸入點：中控啟停控制(AQB-503DR)、換堆與堆料機連鎖(KA42/W2-4)、換堆與堆料機解鎖(KA41/W2-5)、05.04皮帶運行(KA31 3/1-12)，9個DO輸出點：取料機在堆1(AQA-503IN1)、取料機在堆2(AQA-503IN2)、取料機備妥(AQA-503^RD)、取料機運行(KA6/W2-23)、取料機報警(KA18/W2-24)、換堆與堆料機解鎖(SSQ6/W2-6)、換堆與堆料機連鎖(SSQ5/W2-7)、取料機離開換堆區(qū)允許堆料機堆料(SSQ3/4W2-3)、自動(KA35/W2-14)，1個模擬量的點：括板機電流(AI+、AI-)。在現(xiàn)場控制室的無線控制器上有9個DI輸入點：取料機在堆1(KA42/W2-16)、取料機在堆2(KA3/W2-17)、取料機備妥(KA7/W2-20)、取料機運行(KA6/W2-23)、取料機報警(SSQ6/W2-6)、換堆與堆料機解鎖(SSQ6/W2-6)、換堆與堆料機連鎖(SSQ5/W2-7)、取料機離開換堆區(qū)允許堆料機堆料(SSQ3/4/W2-3)、自動(KA35/W2-14)，4個DO輸出點：中控啟停控制(KA32/W2-28)、換堆與堆料機連鎖(KA42/W2-4)、換堆與堆料機解鎖(KA41/W2-5)、05.04皮帶運行(KA31 3/1-12)，1個模擬量點：括板機電流(AI+、AI-)。這些輸入、輸出點在控制器的面板上均有對應(yīng)的指示燈，在日常巡檢時能一目了然當(dāng)前的工作狀態(tài)。如果有故障，能很快判斷出是哪個點出了問題并迅速排除故障。

2.1 無觸點接觸器及繼電器改造方案

在水泥銷售方面，公司采購5臺八嘴包裝機，型號是BHLW-8.10A，灌包微機控制系統(tǒng)的元件，是傳統(tǒng)的繼電器、接觸器。接觸器、繼電器動作頻繁，電流大，使接觸器、繼電器的觸點很快碳化接觸不良，甚至觸點燒糊，造成故障率高，影響正常的生產(chǎn)。

針對包裝灌包微機原設(shè)計繼電器、接觸器、時間繼電器等元件均為分體開啟式的獨立元件，觸點容易粘粉塵碳化、燒糊的缺點，充分利用當(dāng)今成熟的新的電子技術(shù)，選用密封型封裝式的無觸點接觸器及繼電器，選用PLC把時間繼電器及其他繼電器濃縮到程序里面，進(jìn)行解決。

2.2 包裝灌包微機控制原理

圖1是計量控制箱，原圖中使用了7個歐姆龍繼電器和1個ABB交流接觸器及一個24V電源模塊。每一包袋裝水泥從空紙袋到裝滿標(biāo)準(zhǔn)50kg的過程是：首先是輸送皮帶有運行信號使KS1繼電器動作，并作為掉包回路的聯(lián)鎖信號串入掉包回路，當(dāng)空紙袋插到包裝嘴上時，SQ4插紙接近開關(guān)動作帶動KT1動作，觸點串人定點開閘回路。在灌包停止按鈕未動作時KS2繼電器吸合，為灌包啟動回路作準(zhǔn)備。當(dāng)按下灌包啟動按鈕時，灌包電機開始工作，且定點開閘接近開關(guān)SQ2動作，計量單元WIC-1開始計量袋重，當(dāng)袋重達(dá)到45kg時粗／細(xì)流切換繼電器KA5動作使電磁閥YV2動作閘掉一半出料量進(jìn)入到精細(xì)灌裝階段，當(dāng)袋重達(dá)到50kg時繼電器KA1動作使繼電器KA2動作出料口全部關(guān)閉不再灌包。當(dāng)裝滿標(biāo)準(zhǔn)50kg的水泥包到達(dá)掉包位置時，掉包接近開關(guān)SQ3動作帶動KA3動作，使掉包電磁閥動作使裝滿50kg的水泥包掉到接包皮帶上，完成了一包水泥的灌裝過程。因接觸器、繼電器動作頻繁，經(jīng)常使這些接觸器、繼電器的觸頭接觸不良，造成灌包過程中某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，不能勝利完成一包水泥的灌包過程，需更換新元件后才能繼續(xù)工作，降低包裝效率，增大了材料消耗。

圖1 改造前的微機柜

2.3 包裝灌包微機改造后的相關(guān)方案

改造方案：按原設(shè)計的工作原理，自行設(shè)計編寫對應(yīng)的PLC程序，整合線路，原圖中皮帶機聯(lián)鎖繼電器KS1及灌包機停止繼電器KS2均為歐姆龍繼電器(受粉塵污染特別大)，現(xiàn)更換為無觸點繼電器，灌包電機接觸器KMl原為ABB接觸器，現(xiàn)更換為無觸點接觸器，其余的繼電器集成到PLC內(nèi)，并合理利用

PLC可自行提供24V電源的特點，省去原控制柜內(nèi)的24V開關(guān)電源模塊，這既節(jié)省了材料，又使控制箱空間放大，方便快捷地查找處理故障，改造后的微機柜見圖2。

圖2 改造后的控制柜

此兩個項目改造后，有效解決了困擾該公司生產(chǎn)的瓶頸問題，而且根據(jù)生產(chǎn)的需要，充分利用這套無線控制系統(tǒng)的模擬量傳輸功能的特點(原來無電流傳輸電纜)，把刮板機的電流傳送到DCS系統(tǒng)供中控操作員監(jiān)控，并可以設(shè)定聯(lián)鎖保護(hù)。投用后廢除了原來的二次控制電纜及二次電纜卷盤系統(tǒng)，不再需要對二次電纜、滑環(huán)及相關(guān)的堵轉(zhuǎn)電機進(jìn)行維護(hù)，為公司節(jié)省了一大筆維修費用。隨著無線智能控制器技術(shù)的不斷成熟可靠，如果在新生產(chǎn)線設(shè)計時選擇無線智能控制器，則可以節(jié)省很多電纜的投資，降低投資成本。該公司利用2018年春節(jié)放假時間，對#1～5包裝機40臺微機進(jìn)行全面PLC改造，從投用運行到現(xiàn)在一年半來運行正常。改造后大大降低包裝微機故障，減少材料消耗，減輕員工的勞動強度，并提高生產(chǎn)效率，解決了包裝因灌裝微機高故障率而影響銷售的問題。成功的技改經(jīng)驗得到了公司的認(rèn)可，并在集團(tuán)兄弟單位內(nèi)得到了推廣、應(yīng)用。

作者：丘濟(jì)平

來源：《廣東省梅州市塔牌集團(tuán)》

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