技术 | 某公司5000t/d熟料生产线两项电气小改造介绍

前言

某公司5000t/d干法窑熟料生产线始建于2002年，是水泥行业中首条规模最大100％采用无烟煤煅烧技术的水泥生产线。至今有17年的发展历史。生产线上的设备经过十多年的使用，大部分可以经过维修更换备件来维持连续生产，但有些东西出现问题后比较难解决。公司的工程技术人员针对这些问题，深入生产现场，认真考察、分析，并依托新技术，解决了生产中的两项难题。

1.1 无线控制改造方案的提出

原材料石灰石及辅助材料的均化堆场的电缆是从建厂时一次性设计安装投用的，设计时一、二次电缆是通过地下埋设跨过厂道送到距电力室1km左右的生产现场，再经过电缆卷盘送到堆、取料机上。刚投用时是正常运行的，使用十多年后动力电缆仍能正常供电，但二次控制线路是橡套电缆，电缆的外层保护层及各分支线芯的电缆外层出现了裂纹，使得各电缆互相之间有感应电压，造成开、停机及各信号不正常，一度影响了正常的生产。因这些电缆是埋地敷设，又横跨厂道，更换电缆的可能性很小，只能另想办法。针对此现象，公司工程技术人员多次进行共同探讨，多方面寻找解决的办法，最终认为对于堆取料机这些多点控制(每套通过滑环的二次线有20多条)的设备，可以选择无线控制的方式加以解决。于是堆、取料机采用了四套I-W系列双向无线智能控制器进行了改造。I-W系列双向无线智能控制器是一种远距离无线数据传输设备，稳定性及可靠性极高，提供双向的开关量信号和模拟量信号传输、检测和控制，可点对点(一主一从)，或点对多点(一主多从)进行无线组网并实现网内数据的远程无线多向传输。

1.2 堆取料机(选石取)改造后的相关无线传输点对应关系

石灰石取料机在DCS室的无线控制器上有4个DI输入点：中控启停控制(AQB-503DR)、换堆与堆料机连锁(KA42/W2-4)、换堆与堆料机解锁(KA41/W2-5)、05.04皮带运行(KA31 3/1-12)，9个DO输出点：取料机在堆1(AQA-503IN1)、取料机在堆2(AQA-503IN2)、取料机备妥(AQA-503^RD)、取料机运行(KA6/W2-23)、取料机报警(KA18/W2-24)、换堆与堆料机解锁(SSQ6/W2-6)、换堆与堆料机连锁(SSQ5/W2-7)、取料机离开换堆区允许堆料机堆料(SSQ3/4W2-3)、自动(KA35/W2-14)，1个模拟量的点：括板机电流(AI+、AI-)。在现场控制室的无线控制器上有9个DI输入点：取料机在堆1(KA42/W2-16)、取料机在堆2(KA3/W2-17)、取料机备妥(KA7/W2-20)、取料机运行(KA6/W2-23)、取料机报警(SSQ6/W2-6)、换堆与堆料机解锁(SSQ6/W2-6)、换堆与堆料机连锁(SSQ5/W2-7)、取料机离开换堆区允许堆料机堆料(SSQ3/4/W2-3)、自动(KA35/W2-14)，4个DO输出点：中控启停控制(KA32/W2-28)、换堆与堆料机连锁(KA42/W2-4)、换堆与堆料机解锁(KA41/W2-5)、05.04皮带运行(KA31 3/1-12)，1个模拟量点：括板机电流(AI+、AI-)。这些输入、输出点在控制器的面板上均有对应的指示灯，在日常巡检时能一目了然当前的工作状态。如果有故障，能很快判断出是哪个点出了问题并迅速排除故障。

2.1 无触点接触器及继电器改造方案

在水泥销售方面，公司采购5台八嘴包装机，型号是BHLW-8.10A，灌包微机控制系统的元件，是传统的继电器、接触器。接触器、继电器动作频繁，电流大，使接触器、继电器的触点很快碳化接触不良，甚至触点烧糊，造成故障率高，影响正常的生产。

针对包装灌包微机原设计继电器、接触器、时间继电器等元件均为分体开启式的独立元件，触点容易粘粉尘碳化、烧糊的缺点，充分利用当今成熟的新的电子技术，选用密封型封装式的无触点接触器及继电器，选用PLC把时间继电器及其他继电器浓缩到程序里面，进行解决。

2.2 包装灌包微机控制原理

图1是计量控制箱，原图中使用了7个欧姆龙继电器和1个ABB交流接触器及一个24V电源模块。每一包袋装水泥从空纸袋到装满标准50kg的过程是：首先是输送皮带有运行信号使KS1继电器动作，并作为掉包回路的联锁信号串入掉包回路，当空纸袋插到包装嘴上时，SQ4插纸接近开关动作带动KT1动作，触点串人定点开闸回路。在灌包停止按钮未动作时KS2继电器吸合，为灌包启动回路作准备。当按下灌包启动按钮时，灌包电机开始工作，且定点开闸接近开关SQ2动作，计量单元WIC-1开始计量袋重，当袋重达到45kg时粗／细流切换继电器KA5动作使电磁阀YV2动作闸掉一半出料量进入到精细灌装阶段，当袋重达到50kg时继电器KA1动作使继电器KA2动作出料口全部关闭不再灌包。当装满标准50kg的水泥包到达掉包位置时，掉包接近开关SQ3动作带动KA3动作，使掉包电磁阀动作使装满50kg的水泥包掉到接包皮带上，完成了一包水泥的灌装过程。因接触器、继电器动作频繁，经常使这些接触器、继电器的触头接触不良，造成灌包过程中某一环节出现故障，不能胜利完成一包水泥的灌包过程，需更换新元件后才能继续工作，降低包装效率，增大了材料消耗。

图1 改造前的微机柜

2.3 包装灌包微机改造后的相关方案

改造方案：按原设计的工作原理，自行设计编写对应的PLC程序，整合线路，原图中皮带机联锁继电器KS1及灌包机停止继电器KS2均为欧姆龙继电器(受粉尘污染特别大)，现更换为无触点继电器，灌包电机接触器KMl原为ABB接触器，现更换为无触点接触器，其余的继电器集成到PLC内，并合理利用

PLC可自行提供24V电源的特点，省去原控制柜内的24V开关电源模块，这既节省了材料，又使控制箱空间放大，方便快捷地查找处理故障，改造后的微机柜见图2。

图2 改造后的控制柜

此两个项目改造后，有效解决了困扰该公司生产的瓶颈问题，而且根据生产的需要，充分利用这套无线控制系统的模拟量传输功能的特点(原来无电流传输电缆)，把刮板机的电流传送到DCS系统供中控操作员监控，并可以设定联锁保护。投用后废除了原来的二次控制电缆及二次电缆卷盘系统，不再需要对二次电缆、滑环及相关的堵转电机进行维护，为公司节省了一大笔维修费用。随着无线智能控制器技术的不断成熟可靠，如果在新生产线设计时选择无线智能控制器，则可以节省很多电缆的投资，降低投资成本。该公司利用2018年春节放假时间，对#1～5包装机40台微机进行全面PLC改造，从投用运行到现在一年半来运行正常。改造后大大降低包装微机故障，减少材料消耗，减轻员工的劳动强度，并提高生产效率，解决了包装因灌装微机高故障率而影响销售的问题。成功的技改经验得到了公司的认可，并在集团兄弟单位内得到了推广、应用。

作者：丘济平

来源：《广东省梅州市塔牌集团》

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