周建軍新疆德勤互利有限公司特種設備運營部

LOGO在起重電磁鐵系統(tǒng)中的應用

周建軍
新疆德勤互利有限公司特種設備運營部

在鋼鐵冶金企業(yè)中，從廢鋼鐵料的準備到成品鋼材的銷售過程中，行車起重電磁鐵廣泛地運用在各個生產環(huán)節(jié)中，在鋼鐵物料的起重裝卸和短距離運輸中發(fā)揮著重要作用。然而，由于傳統(tǒng)的起重電磁鐵整流控制系統(tǒng)元件多、線路復雜、故障率高，出現故障后查找修復費時費力，對生產的影響很大。為改變這種狀況，行車維護采用SIEMENS超小型可編程序控制器plc系統(tǒng)中的LOGO，對傳統(tǒng)的起重電磁鐵整流控制系統(tǒng)進行了改造，實踐表明該系統(tǒng)工作可靠，自動化程度高。

強勵磁；反向消磁；微型化；編程

在鋼鐵冶金企業(yè)生產過程中，隨著鋼鐵冶金行業(yè)的飛速發(fā)展，生產組織越來越嚴密，其節(jié)奏也越來越快，廣泛采用行車起重電磁鐵來完成鋼鐵物料的起重裝卸，以及廠房內的短距離運輸作業(yè)。在寶鋼集團八鋼公司范圍內，煉鋼系統(tǒng)有18臺天車配備了電磁鐵控制系統(tǒng)，為繁忙的煉鋼生產準備廢鋼原料；軋鋼系統(tǒng)有13臺行車配備了停電保磁電磁鐵控制系統(tǒng)，為軋鋼廠原料的供應和成品的發(fā)運發(fā)揮著巨大的作用。

1.電磁鐵強勵磁控制系統(tǒng)概述

隨著煉鋼產能的增加，對廢鋼的需求進一步擴大，檢修中心行車維護對煉鋼起重電磁鐵行車采用了強勵磁控制設備。此控制系統(tǒng)在吸料時對電磁盤供電電壓為DC290V，采用強勵磁吸料，可以提高10%左右的吸料重量；吊運過程中對電磁盤供電電壓為DC200V，采用弱勵磁保持。整個設備由自動開關、整流變壓器、整流元件、強弱勵磁切換回路、直流接觸器、時間繼電器、中間繼電器、指示儀表、放電、限流電阻等元件組成。

2.電磁鐵具體操作過程如下

吸料操作：將電磁鐵放到被吸物料上，把操作開關K置于吸料位置，接觸器G1、G2、CJ1和時間繼電器SJ2吸合，電磁鐵強勵磁吸料（電壓290V）。時間繼電器SJ2的給定時間為強勵磁時間（強勵磁時間不得超過10s）。調整時間為電磁盤電流達到最大值維持2s。SJ1延時時間到后，中間繼電器ZJ2吸合，強勵磁接觸器CJ1斷電，弱勵磁磁接觸器CJ2吸合，對電磁鐵進行弱磁保持（電壓200V）。

吊運操作：在電磁鐵達到最大電流時，時間繼電器SJ1動作前，將已經吸料的電磁鐵提起，此時電磁鐵的吸力最大。

放料操作：把操作開關K置于放料位置，接觸器G1、G2和時間繼電器SJ2斷電，去磁接觸器Q吸合，對電磁鐵進行反向消磁，使電磁鐵的剩磁急劇減小，物料迅速釋放，去磁接觸器Q是通過時間繼電器SJ2的斷電延時來控制的。時間繼電器SJ2的延時時間（2-3s）根據電磁鐵的放料情況調整，以達到放料干凈利落的最短時間為準。放料完畢后，時間繼電器SJ2控制去磁接觸器Q斷開，去磁接觸器Q斷開后，維持接觸器CJ2也斷開，電磁鐵完成一個吸料和卸料工作周期。

注意事項：操作時開關K置于放料位置后，必須等電磁鐵卸料完畢后才能再置于吸料位置，此時間間隔應大于5s；電磁鐵的在一個工作周期內連續(xù)通電時間應小于10min；操作人員離開天車時，必須確保開關K置于放料位置，否則電磁鐵會因長時間通電而損壞。

3.存在問題

（1）元器件品種較多、控制線路復雜、出現故障幾率高；

（2）時間繼電器的時間調整很粗，控制精度差；

（3）工作狀態(tài)提示及保護功能差，易發(fā)生因人員誤操作損壞設備事故等。

4.改造方案

針對以上問題，天車維護采用SIEMENS超小型可編程序控制器PLC-230RCL加長型對傳統(tǒng)的起重電磁鐵整流控制系統(tǒng)進行了改造。

PLC 230RCL是將編程器和主機一體化，其體積雖然只有126nmm×90mm×55mm，但功能強大。它能替代傳統(tǒng)的繼電器，如定時器、計數器、時鐘等，而且具有RS閉鎖繼電器、脈沖繼電器等功能。利用面板上的6個按鍵將所用電氣線路編程輸入PLC中并在液晶顯示屏顯示，用集成的內部軟件替代過去大量的外部硬接線，從而將復雜的控制線路轉化為簡單的控制回路。在設計控制程序之前，首先要確定電路的輸入量和輸出量，根據系統(tǒng)的工作流程和技術要求編寫程序。西門子PLC-LOGO用功能塊和邏輯圖來編寫程序，簡單方便，通過控制器面板上的按鈕直接編程、編輯、讀取數據或輸入數據。對于具體的編寫操作方法請參見西門子LOGO手冊。

在改造中采用5個輸出中間繼電器控制原有系統(tǒng)的2臺交流接觸器和3臺直流接觸器，用LOGO 230RCL內部功能替代原有的中間繼電器和時間繼電器，簡化了線路。編制程序在完成原有系統(tǒng)控制功能外，還將電磁鐵操作注意事項編制在程序中，同時增加了保護功能，當操作工操作電磁鐵通電時間接近最大通電時間，系統(tǒng)會發(fā)出聲光報警，提醒操作工采取措施，當電磁盤超過最大通電時間5min時系統(tǒng)自動斷電，防止發(fā)生因人員誤操作損壞設備的事故。

改造后的控制系統(tǒng)具有以下特點：

（1）拆除了部分元器件，使控制線路簡單明了，降低了故障幾率；

（2）采用LOGO完成時間控制，極大地提高控制精度；

（3）增加了工作狀態(tài)提示及保護功能；

（4）各元件的工作狀態(tài)可以在液晶顯示屏顯示，查找故障一目了然。

結束語

經過一年多的運行狀況記錄對比，改造后的控制系統(tǒng)運行良好，故障率和故障處理時間大幅度降低，說明整個系統(tǒng)設計改造先進、合理，可靠性高，達到了預期的要求，使用LOGO改造電磁鐵強勵磁控制系統(tǒng)是非常成功的。