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PLC及磁致位移傳感器對窯竄的改造

來源:拿度科技 瀏覽量: 時間:2022-02-07 14:48

  

       水泥生產線的窯竄系統是水泥回轉窯眼體位移偏差的測距裝置,該裝置在生產線中扮演著及其重要的角色,要求裝置定位準,誤差小,工作可靠。原有的窯竄測距采用從丹麥進口的機械限位測距開關,結構復雜,使用年月已經有15年,障率已經明顯增加,控制回路采用傳統繼電器控制,結構復雜觸點多,故障率高,可靠性差。綜合上述舊有設備特征已經不符合生產的需求,用磁致伸縮位移傳感器對其進行改造勢在必行。
一、系統的作用及控制原理
       統在水泥生產線中的作用。窯眼體在運行的過程中是做旋轉運動的,運行過程中會發生偏移,該偏移我們就稱之為窯竄,窯竄在窯眠體運行中是不允許的,偏移的結果就會造成眠體的漏料,并加劇眠體的變形對正常生產造成極大危害。窯竄系統的作用在于:對窯竄的偏差進行測量,然后根據偏差的具體情況對窯眼體進行矯正。
       窯竄系統的測距裝置及控制原理。開關動作波形來分析控制原理,當窯眠體位移五毫米時,如果是下竄那么Sl. S2開關動作接通繼電器回路,啟動油泵并且打開A閥門接通油路把窯眠體向上頂,糾正它的偏移。同理向上偏移則S6. S3接通繼電器回路,吸合啟動油泵打開B閥門接通油路把窯眠體向下頂,糾正其偏移。超過十毫米 S4.S7 動作接通繼電器回路 ,系統發出一 級報警,超過十五毫米S5. S8動作繼電器動作系統發出二級報警。
二、何要對窯竄系統進行改造
1.分析大窯故障率
       近年來窯竄系統故障頻繁,影響了大窯的正常運轉,因此我們根據記錄對2008年全年電氣原因造成大窯意外停窯的原因進行了分類統計,電氣方面影響窯系統正常運轉的故障率里面有兩個主要因素,窯竄系統故障和堆取料機故障,其中又以窯竄系統故障頻率最高,占了故障率的 40.53% 。由此我們詳細的分析了窯竄系統故障率較高的癥結所在,其一 ,測距裝置采用多達8對限位開關結構復雜,使用年月時間較長引發開關經常誤動作或者是不動作。該報警的時候沒有報警,不該報警的時候卻產生誤報。其二,控制回路采用了繼電器控制,其接線多而復雜,體積大,功耗大,故障率較高,成本較高。以上兩點即為窯竄系統故障率較高的主要原因。
2. 目標及其改造可行性分析
       目標即是降低窯竄系統的故障率,針對窯竄系統故障率較高的癥結我們決定對其測距裝置以及控制回路進行改造??尚行苑治觯捍胖律炜s線性位移傳感器和 PLC 可編程序控制器的普及運用及其在技術上的優勢已經可將原有的設備取代變為可能。下面將在方案的確定中對這兩種裝置進行詳細敘述。
磁致伸縮位移傳感器
三、系統方案的確定
1.致伸縮(超聲波)位移傳感器工作原理
       磁致伸縮的原理并不復雜,它利用兩個不同的磁場相交時產生的 一 個應變脈沖信號( Start Pluse)然后計算出這個信號被控測所需的時間周期,從而換算出準確的位置。這兩個磁場 一個來自活動磁鐵,另一個則來自由傳感器的電子部件產生的電流脈沖。這個被稱為 "詢問信號”的脈沖沿著傳感器內以磁致伸縮材料制造的波導管(Waveguide)以聲音的速度運行。當兩個磁場相交時,波導管發生磁致伸縮現象,產生一個應變脈沖。這個被稱為 "返回信號”的脈沖很快便被感測電路探測到。從產生詢問信號的 一 刻到返 回信號被控測到所需的時間周期乘以固定的聲音速度,我們便能準確的計算出磁鐵的位置變化。這個過程是連續不斷的,所以每當活動磁鐵被帶動時,新的位置很快就會被感測出來。由于輸出信號是 一 個真正的絕對值,而不是比例的或需要再放大處理的信號,所以不存在信號漂移或變值的情況,更不必象其他類型位移傳感器 一 樣需要定期重新標定。
2.選用產品NADO拿度位移傳感器
       NADO拿度磁致伸縮線性位移傳感器,適用于多種不同的工業自動化行業。能夠測量長達10米的機械行程。拿度的磁致伸縮線性位移傳感器利用非接觸技術監察著活動磁鐵的位移,由千磁鐵和傳感器并尤直接接觸,因此傳感器在及惡劣的工業環境下,如易受油漬、溶液、塵?;蚱渌奈廴?,并不構成問題。此外,傳感器更能承受高溫、高壓和高震蕩的環境。傳感器輸出信號為絕對數值,所以假使電源中斷重接也不會對數據接收構成問題,更無須重新歸回零位。
3.7-200可編程序控制器
(1)系列PLC發展概述
       德國的西門子 (SIEMENS)公司是歐洲最大的電子和電氣設備制造商,生產的 SIMATIC 可編程序控制器在歐洲處于領先地位。
(2)統基本構成 SIMATIC S7 -200 系統由硬件和工業軟件兩大部分構成。
四、改造程序設計窯下竄 一 級報警 :
程序解讀: PLC 開始工作掃描程序 SMO.O 吸合 ,磁致開關測距模擬量經過擴展模塊將4 -20MA 的標準儀表信號轉化為PLC 十進制 0 -32000。該位在程序中為 AIW O 經移位指令移動至VW4進行比較,在比較之前為了防止偏移在臨界點出現反復動作,我們設計了 一 個減法指令 ,當模擬置大于一 級下竄十進制4數值時, M6.0 動作 VW4 進行設定值比較,當達到一級窯竄下竄報警值時,計時器延時10秒后接通一級窯下竄報警輸出M2.0, 最后為報警指示燈,當出現報警時該報警電路反復閃爍。
窯下竄二級報警:
窯下竄二級報警程序和 一 級報警程序類似 ,將磁致開關送過來的模擬量轉化的 PLC 十進制量與下竄二級報警的設定值做一 個減法運算,該運算結果只要大于十進制值 4 時下竄二級報警的比較條件滿足,大千0而小千8000時延時10秒動作。最后為報警指示燈閃爍當報警出現是該報警程序不停的閃爍。
       油系統報警程序包含有兩個方面,其 一 是油位,其二是油壓。并相應的設計有指示燈報警程序。油位和油壓報警在油系統中起了至關重要的作用。整個系統的運轉如果有這兩個報警中的其中 一 個系統將停止運轉 ,直到將此故障排除為止。泵的運行直接取決千A閥和B閥的動作。其中一個閥門動作油泵將開啟。下限l和下限2為現場安裝的極限開關,當窯竄的運轉桿觸動到限位開關的時候系統出現報警。
五、結束語
        在系統改造中我們運用了現在運用范圍比較廣的 PLC 控制,代替了原有的繼電器控制,極大的降低了故障率,運用磁致開關測距提高了系統測距的精度同時減少了原來的誤報錯報,簡化了系統布線,使維護簡單,并提高了系統的可靠性和技術性能。通過實踐證明,我們的改造極大的提高了窯系統的運轉率,為企業提供了可觀的經濟效益。


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