PLC变频器组态软件WINCC在武钢烧结厂环冷小车系统自电路保护器

PLC、变频器、组态软件WINCC在武钢烧结厂环冷小车系统自

PLC、变频器、组态软件WINCC在武钢烧结厂环冷小车系统自 2011年12月09日 来源： [摘要>应用西门子S7-400PLC、WINCC组态软件及变频器通过对环冷小车系统的改进，实现环冷小车的自动定位、自动开阀、智能故障判断及报警，并通过人性化智能设置使操作方式灵活、方便。

一、武钢烧结厂四烧车间环冷小车的工艺简介及现状　　武钢烧结厂四烧车间环冷卸灰系统是将环冷工序中鼓风机吹出的小颗粒矿石和粉尘通过22个灰斗和22个双层卸灰阀卸到环冷小车上，然后再将小颗粒矿石和粉尘运至指定位置的皮带运输通道上。其工艺过程如下：　　环冷小车分别经过22个矿槽位置（从751至772），当到达某个矿槽位置时，环冷小车停止®打开上矿槽阀下料®打开下矿槽阀下料®完成一个矿槽的下料过程，然后到达另一个矿槽位置同上完成下料过程，当三个矿槽的下料过程完成后环冷小车返回750下料口。　　环冷小车改造前的状况：由于硬件、软件不合理，环冷小车自投运以来一直不能自动卸灰，而且在投运之初还烧了两块计算机模块，环冷小车的电气控制方式为手动定位、手动开阀、机械极限定位，故障率较高、作业率低，劳动强度大。这些问题一直困扰着武钢烧结厂四烧车间的生产，给武钢烧结厂四烧车间的生产组织带来了不利的影响。　　　　二、武钢烧结厂四烧车间环冷小车系统改造内容、硬件构成及硬件改进　　改造内容：将所有的小车位置机械极限更换成磁感应极限，既减少了日常的维护又增加了定位的可靠性，并将小车位置极限及上下阀极限引入PLC输入作为故障显示、报警及相关小车位置、阀门的控制，将变频器的二级速度控制改成八级速度并由PLC控制，同时将变频器的状态引入PLC输入，所有的阀门输出均由PLC控制，通过编写S7-400PLC程序、应用组态WINCC软件及设定变频器实现环冷小车系统的自动定位、自动开阀、智能故障判断及报警。　　环冷小车电气系统硬件构成：其硬件构成框图如图（一）：

本系统采用西门子S7-400系列PLC，CPU采用412-2 DP并通过CPU412-2 DP直接与上位机WINCC组态软件进行通讯，输入模块采用32点24V直流输入模块共计128点，输出模块采用32点24V直流输出模块共计64点，变频器采用富士G11通用型变频器。　　通过现场调查发现环冷小车不能自动卸灰有如下几种原因：1、计算机模块容易烧损：环冷小车改造，PLC采用的是SIMATIC S7-400系列产品，输入模块，接收的是24V电源信号，而在改造前现场用的是220V电源，而且现场的双层卸灰阀的动力电源也是220V，这样PLC的24V输入信号和卸灰阀的220V电源在一个现场操作箱内，就容易混线，从而致使计算机模块烧损。2、环冷小车轨道不规范，偏差较大，导致小车22个到位极限损坏的非常频繁，到位极限只要一个有问题则环冷小车就不能自动放灰。3、由于环冷小车电机在最初设计时马达容量过小，经常出现烧马达现象，马达容量为1.1KW、变频容量为1.5KVA。4、PLC程序编制不合理，致使小车不能正常运转。　　硬件改进：针对以上环冷小车不能自动卸灰的具体原因，我们进行了改造：　　1、彻底解决计算机模块烧损的问题，将现场的电压等级由24V转变为220V，也为下一步小车极限改型创造条件，具体改造方法是将现场的电压等级用220V，这样保持现场操作箱的电压等级相同，然后在电磁站PLC柜内做一块转换盘，把220V电压输入信号通过继电器隔离转变为24V输入计算机。　　2、环冷小车到位极限改型，由原来撞针式极限改为磁感应式极限，解决了小车到位极限容易损坏的问题。　　3、将马达和变频器增容，马达由原来的1.1KW现改为2.2KW，变频器容量由原来的1.5KVA改为5.5KVA，这样避免了马达烧损。　　4、PLC重新编制程序、组态软件WINCC结合PLC程序重新开发、实现自动定位、自动开阀、智能故障判断、人性化智能设置，满足了工艺要求。　　　　三、武钢烧结厂四烧车间环冷小车软件程序　　PLC程序：首先对整个系统故障复位，然后自检各极限、变频器故障并通过WINCC组态画面显示故障。对于下料过程只要不是同时打开上下阀形成堆料并且变频器没有故障，则可启动变频器使小车到达指定位置。　　按操作方式可划分成手动、半自动、全自动。手动操作方式保持原操作方式不变，只是环冷小车定位极限由机械极限改成磁感应极限，增加了小车定位的精度和可靠性。打开上下阀的控制由现场手动控制改为计算机画面控制，减轻了劳动强度及工作环境，其框图如图二。　　图片太大，上传不了，不好意思

本文重点论述如何实现环冷小车的自动定位、自动开阀、智能故障判断及报警，其框图如图三　　图片太大，上传不了，不好意思

其部分程序如图四

在全自动操作方式下，可根据现场料的多少通过上位机设定N（2—8）个矿槽的下料过程及起始点

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