PLC在球磨機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

郭天舒

摘 要：在球磨機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，電控系統(tǒng)是非常關(guān)鍵的一個(gè)部分，電控系統(tǒng)的質(zhì)量?jī)?yōu)劣以及運(yùn)行效率直接影響到球磨機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)行。因此在球磨機(jī)運(yùn)行的時(shí)候，要對(duì)其自動(dòng)化控制系統(tǒng)給予充分的重視。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，主要的元器件之一就是PLC控制元件。本文主要針對(duì)PLC在球磨機(jī)設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)改造過(guò)程中的主要應(yīng)用進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：PLC控制系統(tǒng)；球磨機(jī)設(shè)備；自動(dòng)化控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

在球磨機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，PLC控制系統(tǒng)是一種電控專用的電子裝置，這種電子裝置能夠在工業(yè)化的環(huán)境下進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算的實(shí)際運(yùn)行操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)球磨機(jī)設(shè)備的運(yùn)行控制。自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的PLC系統(tǒng)是帶有一種存儲(chǔ)器，這種存儲(chǔ)器能夠根據(jù)設(shè)備運(yùn)行特性進(jìn)行程序的編程，用來(lái)進(jìn)行控制系統(tǒng)內(nèi)部的順序運(yùn)算以及邏輯運(yùn)算。在運(yùn)算的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)計(jì)算，計(jì)數(shù)以及計(jì)時(shí)的功能指令。同時(shí)還能夠通過(guò)一定的數(shù)字模擬實(shí)現(xiàn)信號(hào)的輸出以及輸入，通過(guò)信號(hào)的輸入以及輸出來(lái)有效地實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。在球磨機(jī)設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，我們要想實(shí)現(xiàn)設(shè)備的穩(wěn)定并且安全運(yùn)行，就要通過(guò)相應(yīng)的編程器來(lái)對(duì)運(yùn)行控制程序進(jìn)行改變，通過(guò)這樣的控制方式來(lái)有效地改變?cè)O(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，讓設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)更加優(yōu)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)設(shè)備的高產(chǎn)以及優(yōu)產(chǎn)的效果。

1 球磨機(jī)設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

1.1 球磨機(jī)設(shè)備主機(jī)設(shè)備負(fù)荷對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

在球磨機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，運(yùn)行負(fù)荷的穩(wěn)定是非常關(guān)鍵的，因此我們?cè)谧詣?dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中要對(duì)設(shè)備的負(fù)荷控制進(jìn)行充分的考量，在物料生產(chǎn)中只有穩(wěn)定的負(fù)荷才能達(dá)到均衡的生產(chǎn)，因?yàn)橹鳈C(jī)負(fù)荷的變化直接影響主電機(jī)電流值的變化。這一要求在設(shè)計(jì)的過(guò)程中主要是通過(guò)電動(dòng)機(jī)電流的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.2 球磨機(jī)設(shè)備正負(fù)風(fēng)壓對(duì)于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

正壓風(fēng)風(fēng)力的大小與氧化鉛粉的視比重成正比，負(fù)壓風(fēng)主要滿足排料。在負(fù)荷穩(wěn)定的情況下，正壓風(fēng)量過(guò)大或過(guò)小都將導(dǎo)致氧化度過(guò)小或過(guò)大，從而引起產(chǎn)品視比重的下降，使之達(dá)不到生產(chǎn)要求。

1.3 球磨機(jī)設(shè)備機(jī)內(nèi)溫度對(duì)于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

球磨機(jī)機(jī)內(nèi)溫度的高低直接影響設(shè)備內(nèi)部物料氧化反應(yīng)的速度和氧化程度。只有采取疏導(dǎo)散溫的方法，使機(jī)內(nèi)鉛粉按工藝溫度值進(jìn)行氧化反應(yīng)，才能確保主機(jī)按工藝要求進(jìn)行穩(wěn)定生產(chǎn)。

2 球磨機(jī)設(shè)備PLC控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)以及功能

在球磨機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，主要的特點(diǎn)有6個(gè)，首先是PLC控制系統(tǒng)具有若干個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)回路，其次是PLC控制系統(tǒng)除了能夠控制球磨機(jī)設(shè)備運(yùn)行工藝之外，還能夠?qū)η蚰C(jī)運(yùn)行過(guò)程中的啟停以及延時(shí)進(jìn)行信號(hào)的控制；第三是PLC控制系統(tǒng)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)恢復(fù)的功能；第四是PLC控制系統(tǒng)能夠通過(guò)信號(hào)模擬量的反饋來(lái)有效地分析設(shè)備內(nèi)部的運(yùn)行狀態(tài)；再次是球磨機(jī)設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中，如果需要進(jìn)行設(shè)置數(shù)據(jù)的修改可以根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況進(jìn)行針對(duì)性的修改；最后是PLC控制系統(tǒng)在球磨機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

3 球磨機(jī)設(shè)備PLC控制系統(tǒng)對(duì)于設(shè)備有效控制的實(shí)現(xiàn)

PLC控制系統(tǒng)主要分布在生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)以及中央控制室內(nèi)，相互連接的方式主要是屏蔽信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)連接。

3.1 PLC控制系統(tǒng)能夠通過(guò)有效的連續(xù)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的穩(wěn)定負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行

在球磨機(jī)設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，設(shè)備加球量的數(shù)量，主要的取決方式為設(shè)備轉(zhuǎn)速的快慢。在這一過(guò)程中設(shè)備的主電機(jī)能夠通過(guò)電動(dòng)機(jī)功率的變化來(lái)進(jìn)行電壓信號(hào)的輸出，然后通過(guò)模擬量的接口I/O來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制?？刂葡到y(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)際的球量同標(biāo)準(zhǔn)的球量進(jìn)行對(duì)比，然后將電壓控制信號(hào)進(jìn)行輸出，電壓控制信號(hào)通過(guò)輸出進(jìn)入變頻器內(nèi)部，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)設(shè)備加球量的控制，控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)完成啟動(dòng)操作之后，交流控制調(diào)速回路以及主程序控制回路能夠分別進(jìn)行電動(dòng)機(jī)運(yùn)行回路的信號(hào)轉(zhuǎn)變。這一信號(hào)轉(zhuǎn)變主要是根據(jù)實(shí)際設(shè)備負(fù)荷同標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備負(fù)荷進(jìn)行對(duì)比來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，通常情況下，我們會(huì)設(shè)置一定量的延遲啟動(dòng)時(shí)間，例如5min作用的延遲時(shí)間設(shè)定。在延遲設(shè)定之后，控制系統(tǒng)能夠進(jìn)行一定比例的輸出電壓來(lái)對(duì)變頻器進(jìn)行工作頻率的改變，這樣就能夠自動(dòng)地完成設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中加球量的調(diào)節(jié)，讓球磨機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中保持一種穩(wěn)定負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)。

3.2 PLC控制系統(tǒng)能夠通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)正負(fù)風(fēng)壓來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備機(jī)內(nèi)的風(fēng)量穩(wěn)定

在球磨機(jī)設(shè)備穩(wěn)定負(fù)荷運(yùn)行的前提下，我們要通過(guò)設(shè)備內(nèi)部無(wú)量的比重來(lái)進(jìn)行正風(fēng)壓以及負(fù)風(fēng)壓的大小調(diào)節(jié)。當(dāng)球磨機(jī)設(shè)備在正常穩(wěn)定運(yùn)行的過(guò)程中，我們要保障正風(fēng)壓以及負(fù)風(fēng)壓在額定的設(shè)備風(fēng)壓值下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，然后根據(jù)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中設(shè)備出料口以及出風(fēng)口的風(fēng)壓差來(lái)進(jìn)行風(fēng)壓電流信號(hào)的調(diào)節(jié)。我們?cè)谡{(diào)節(jié)的過(guò)程中要通過(guò)數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行模擬信號(hào)量的收集和處理，將設(shè)備運(yùn)行信號(hào)同自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的運(yùn)行電流數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)對(duì)比形成一種反向的電壓信號(hào)，這種反向電壓信號(hào)能夠執(zhí)行電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行驅(qū)動(dòng)，通過(guò)自動(dòng)調(diào)整設(shè)備的風(fēng)壓值以及正負(fù)風(fēng)壓擋風(fēng)板的角度來(lái)實(shí)現(xiàn)正風(fēng)壓以及負(fù)風(fēng)壓的大小調(diào)節(jié)以及風(fēng)向調(diào)節(jié)，來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部物料的風(fēng)壓正常穩(wěn)定。

3.3 PLC控制系統(tǒng)能夠通過(guò)自動(dòng)記錄以及實(shí)時(shí)監(jiān)控來(lái)實(shí)現(xiàn)球磨機(jī)設(shè)備的動(dòng)態(tài)運(yùn)行控制

球磨機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的另一個(gè)作用就是要實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行全過(guò)程的動(dòng)態(tài)控制和監(jiān)控。我們?cè)趯?shí)現(xiàn)這一功能的過(guò)程中，通過(guò)安裝長(zhǎng)圖自動(dòng)記錄儀以及流程監(jiān)視圖的方式來(lái)進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行的動(dòng)態(tài)控制。設(shè)備的運(yùn)行記錄能夠有效的反映出設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的運(yùn)行參數(shù)，我們可以通過(guò)分析運(yùn)行參數(shù)來(lái)對(duì)設(shè)備的生產(chǎn)能力以及設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的故障進(jìn)行分析和對(duì)比，通過(guò)對(duì)球磨機(jī)設(shè)備的動(dòng)態(tài)監(jiān)控能夠進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)備的工藝參數(shù)，能夠及時(shí)的對(duì)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，讓設(shè)備的操作人員更加直觀地了解到設(shè)備的運(yùn)行情況，更加簡(jiǎn)便的操作球磨機(jī)設(shè)備。

3.4 PLC控制系統(tǒng)能夠通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備機(jī)內(nèi)的溫度穩(wěn)定

在球磨機(jī)設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，溫度的控制非常關(guān)鍵，在球磨機(jī)內(nèi)部發(fā)生材料的反應(yīng)主要是根據(jù)溫度的變化調(diào)節(jié)來(lái)進(jìn)行。球磨機(jī)設(shè)備在溫度控制的過(guò)程中，能夠通過(guò)旁路閥、冷卻水閥以及風(fēng)卻風(fēng)機(jī)等措施來(lái)進(jìn)行溫度的控制。通常情況下，球磨機(jī)設(shè)備在溫度控制的過(guò)程中，會(huì)分成若干個(gè)風(fēng)室進(jìn)行溫度的控制。我們?cè)谶M(jìn)行自動(dòng)化控制系統(tǒng)溫度控制的過(guò)程中要在設(shè)備筒體的內(nèi)部以及出料頭的位置進(jìn)行溫度檢測(cè)信號(hào)的安裝，將所檢測(cè)到的信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送至PLC中，PLC通過(guò)對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并結(jié)合控制程序來(lái)控制閥門的開(kāi)口量大小來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量和風(fēng)速，確保球磨機(jī)內(nèi)溫度能夠符合相關(guān)要求。

結(jié)語(yǔ)

球磨機(jī)作為機(jī)械行業(yè)中的重要應(yīng)用設(shè)備，我們需要在設(shè)計(jì)以及制造過(guò)程中給予質(zhì)量上的保障，在設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，電控系統(tǒng)能夠有效地控制設(shè)備的穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行。在球磨機(jī)設(shè)備改造的過(guò)程中，也能夠通過(guò)設(shè)備的控制系統(tǒng)的改變進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行的改造。由于PLC控制系統(tǒng)中的強(qiáng)化的自動(dòng)化程度以及科技含量，在實(shí)際的設(shè)備運(yùn)行中，應(yīng)用非常廣泛，不僅僅能夠有效的提升設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)還能夠提升設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。

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