KKK风机应用PLC检测与控制.pdf

2 1 6万元 ， 经 济效 益可 观 ， 耐火材料 国产化在第 三 、 四次挖修 中进行 了积极 、 稳妥 的试用 ， 在今后 工作 中， 探索风 口区等易损部位优质耐材选型， 在次要 部位或挖 修 中用 国产 耐火 材料 ， 进一 步 提 高诺 兰 达炉的使用寿命 ， 是重要的研究课题 。 KKK 风 机 应 用 P L C检 测 与 控 制 冯梦秋 大冶有色金属， 厶 ＼ 司 冶炼厂 ， 湖北 黄石 4 3 5 0 0 5 [ 摘要] 本文介绍 K K K风机应用 P L C控测 与控制风机参数 的状况及特点， 对运行中出现 的问题及 处 理进行 分析 。 [ 关键词 ] K K K 一； P L C ； 兰 南 鲡 ’ [ 中 圈 分 类 号] 梳 ； 一 ] - 文 ； 镇码 】 13 f 王 i 号 】 1 0 0 3 8 8 8 4 2 0 0 0 0 3 0 0 3 4 0 2 1 日 舌 我厂硫酸三系是 与诺兰达 炉冶炼 系统 的配套 工程 、 利用 冶 炼废 气制 酸 ， 年 产 量 2 3 t 。其 中制 酸 的关键 设备 s 02 风机是从德 国 KKK公 司引进的 。 KKK风机功 率 2 2 0 0 k W ， 转 速 3 3 9 3 r ／ ml n ， 出 口压 力 4 4 2 0 0 P a ， 最 大风量 F1 6 4 3 4 O r n 3 ／ h ， 与 其配套 的电机 ， 增速机 、 油箱 、 油泵 ， 以及 仪表全 部成 套 配 齐 ， 是机 电一体化 的典 型产 品。 KKK风机从 1 9 9 7年 1 1月与诺兰达炉 同步投 入运行 至今 ， 工作 状态 良好。其 检 测 与控制 系统 见 图 1 。 圈 1 KK K 风 机检 测控制 系统 图 从图 1可知 KKK风 机系 统 由电机 、 增速机 、 风机和润滑站四部分组成。电机检测参数为前轴 温度 T F A3 1 A， 后 轴 温度 TF A3 1 B， 定 子绕 组 温度 T E 4 3 0 A～TE 4 3 0 C。增 速 机 1 ～ 5 瓦 温 度 为 7 A～TE 4 2 7 E。风 机 检 测参 数 由后 瓦 温 度 T E 4 2 6 A、 前 瓦 温 度TE 4 2 6 1 3 及 止 推 瓦 温 度 1 1 2 6 C， 轴位 移量 Ⅻ l4 2 5和 轴振动量 vE4 2 4 ， 风 机人 口导 叶开度 L S 4 2 8 A、 B组 成 。还有 风机 与增 I - 速机人 口油 管油 压 P 4 1 9 ～4 2 O 。考虑 列在 控 制室 操作 风机人 口导 叶 ， 所 以用户增加 了 F T7 4 0 ， 作为 外给定信号。除风量信号送至硫酸三系控制室 D C S系统 外， 其余检 测控制参数均 由 P L C完成 还有很多 电气控制 信号本文不予介绍 。 2 P L C检测与控制 P L C是 当今 世界工业控 制 中应 用广 泛 的 自动 控制 设备 之 一 ， 品种 繁 多 ， 功 能齐 全 。KKK 风 机 中应用 的 P L C， 型号 为 s 59 5 U 是 德 国西 门子公 司产 品 ， 属 于小 型 的 检测 控 制 系统 。其 主 机 安 装 在一小 型柜 式仪 表盘 内， 显 示 器安 装 在仪 表 柜 正 面盘 上 ， 风 机 检测 参 数 可 以通 过显 示 器上 小 按 纽 调 出， 在 液晶显示器上读 出数值 。KKK 风机在 一 9 5 U 上 使 用 的 程 序 是 外 方 供 给 的， 并 固 化 在 ARM 中 ， 可以通过 计 算 机 连接 读 出程 序 ， 其语 言 是命令语 句 表达 式 编程 ， 其风 机 参 数报 警 值联 锁 值 已写入机 器 中 ， 由于工 作稳 定 ， 用户 没有必 要更 改。风机各参数检测回路见图 2 。 圈 2 KKK风 机参 数控 测原 理及 报警 图 2 ． 1 温度检 测回路 图 2 a为温度检测 回路。从 图 中可知 测 温传 有 色设备一2 0 0 0． 3 维普资讯 感器为 R 1 0 0即分度号为 P e l 0 0的铂电阻温度计 ， 经三线制 连 接送 人 温度 变进 器 中． ． 温度 变进 器 将 不同的温度信号变换成与之对应 的 4～2 0 m A 电 流信 号 ， 电流信号 流经 5 O O n精 密 电阻转 换成 1 5 VD c 电压 ， 此 电压经 A／ D转 换后 ， 即可在 P L c显 示器上读 出在线 的温度 数值 2 ． 2 风机轴位移检测 回路 图 2 b为风机轴 位移 量测 量 回路 ， 轴 位移 量传 感器 由一 磁性 体 固定 在 风 机 轴 向相对 位 置 ， 利 用 电磁感 应原 理产生测 量信号 ， 静 态安装 时 ， 用 4位 半数字万用 表 测 量前 置 放大 器输 出 电压 ， 调 整 传 感 器与轴 之间距 离 ， 直至 基准点 电压 为 1 0 VB c 时 ， 固定好探 头。当 风机运 行 时 ， 其 轴 位移 量 经 前 置 放 大器转 换成 1 0 --2 0 VB c 电压信号 ， 此信号经 电压 电流转换后 ， 输 出与 之对 应 的 4～2 0 mAo c 电流 信 号送人模数转换 ， 经 A ／ D转换后， 即可在显示器上 读 出在线 的轴位 移 量数值 。风 机 的轴振 动测量 方 式与轴位 移方 式相同 ， 只不 过安装 时 ， 其探 头是安 装在径 向位置 上。 2 ． 3入 口导叶测量回路 图 2 c 为人 口导叶测量与调节 回路 。风 机的人 口导叶是安装在风机人 口管道处， 根据工艺要求 而调节 风 机人 口导 叶 的角 度 ， 以控 制 S C h风 机。 人口导 叶驱 动 由 电动执 行 器 完成 ， 在现 场执 行 器 电机接线 盒 内有 一 开度 发 生 器 ， 通 过 开度发 生器 将不 同的导 叶 角 度转 换 成 与 之对 应 的 4～2 t 3 l mA 电流信号 ， 静态 时若 不 同步 ， 可以调整零 点或 量程 电位器校 正。人 口导 叶的不 同角度 量经开度 电流 变换 后 ， 送人 A／ D转 换 ， 即可在 显示 器上读出在线 风机 人 口导 叶 角度 。A 口导 叶 角度 操 作分 为 电 动 、 手动遥控 三种方 式 电动是 在仪表盘 上按钮 进 行 ， 手动一 般是 在 风机 静 态 时维 修 进行 。若 在 控 制室 内遥控人 口导 叶角度 时 ， 即通 过 DG S系 统读 出风机的人 口风量， 根据工艺要求 而改变输出信 号达到遥控风机人 口导叶 的角度 ， 此时操作方式 应选择在遥控位置上 。 2 ． 4报警 回路 图 2 d为风机 油压报 警 回路 。风 机运行 时 ， 增 速 机 、 风机 均有 油 路 循 环 润 滑 ， 防止 高 速 运 行 发 热 ， 故对油 压有 严格 的要求 。KKK 风机 运行 时油 箱 出 口油压低 于O， 1 2 MP a时 ， 副油泵启 动 ， 压 力控 制器触点接通 ， 电源 2 4 V加 到控制触点 上 ， 电位 由 低变 高 ， 此 时 电位跳变 信号送 人 P L C内． 发 出声 光 有 色设 备一2 0 o 0 ． 3 信号， 报警灯亮 ， 电铃响， 提醒操作人员采取相应 措施 。若油压低 于 O ． O 8 MP a时 ， 风 机停 车 。KKK 风 机检 测参 数 、 报警 点 、 联 锁 点很 多 ， 但 原理 基 本 相 同， 只不过有些是通过软 件实现 的。 3 KKK 风机 出现 的 问题 3 ． 1 安装调试期 内 P L C测 温量程小 于联锁值 KKK 风 机在安装调试 期 间 ， 外 方人员对 P L C 进行 了模拟 调 试 ， 以检 查报 警 与联 锁 功 能 为 了 证实 P L C控 制 的可信度 ， 我们 对 温度测 点加入 了 模拟信号进行校对， 其精度均在 0 ． 5 ％ 1 个字 内； 符合等级要求 ， 报警也满足要求。当信号加到 联锁值时 1 2 0 ℃ ， P L C投有输出反应 ． 显示器上 也读不出对应数值 此 时发 现 P L C测温量程小 于 1 5 0 ℃ 实 际只有 1 0 0 ℃ ， 为此 外 方人员 修 改 了测 温范 围 ， 并 重新 进行 了模拟 调试 和程序 修改 ． 直 至 满足设计要求 。 3 ． 2 人为因素造成风机轴位移量跳车 引起轴位移量跳车 原 因是风机 操作 工 打扫卫 生时 ， 用 棉纱 在风机轴 瓦箱上清 擦油 清和灰尘 ， 用 手拨动了轴位移量信号线 ， 因信号线外套 中蛇皮 管受机械应力造成信号线与前置放大器内接线端 松 动而跳车 ， 经现 场查找原 因处理后 ， 风机恢复 正 常运行 。 3 ． 3 温度变送器损坏 在 1 9 9 8年 7月后 的一年 内 ， 先后 发生 五处 温 度测点在显示 器上 读不 出 电机 与增速 机所 对应 的 温度值。经检查 问题出 自温度变进器 此时温度 变送器红色 信 号灯 亮 、 绿 色 灯熄 灭 ， 先 后 将 五 个 温度变送 器拆下检查 ， 将所有触 头用酒 精清洗 ， 确 保小功能开关接触 良好 ， 再接上 2 4 V 电源 ， 输入模 拟信号 ， 用数 字表 测量 变送器输 出值 ， 并 与输 入信 号相对应 ， 变送 器恢 复正常 。再装入 盘 内使 用 ， 一 切正常 ， 至今亦未 发生 故障。 4 结束语 K KK 风机 自投 入运行 以来 ， P L C检 测参 数准 确， 控制可靠， 操作方便； 为风机安全运行提供 了 保 障。其特 点如下 4 ， 1 仪 表 柜 几何 尺 寸 为2 0 0 0 8 0 05 0 0 ram． 显 示器 几何 尺寸为 1 6 81 2 0X4 0 mm 集仪表 和 电气 控制 器件 为一体， 且其信号线、 控制线均进入 柜 内， 若 用 国 产仪 表 、 电器 代替 ， 客 观地 说是 无法 容 纳 的。 4 ， 2 平时 维护量小 ， 仪表 传感 器 ， 前置 放大器 、 转 一 3 5 维普资讯 换器 I-2及 电气 元 件 等均少 损坏 ， 做 到 了无 维修 或 换器均未 损坏 ， 但 不等于不 坏 ， 若 有一天出现元 器 少维修。 件损坏情况 ， 备件供应周期长， 因此应有一定的备 虽然 湘前为 仪表 进器 、 转件储凯 ＼ ＼ 』／1 制 酸 S 02烟 气 电加 热 炉 的设 计 ～ ， 丘蛊 ， r ／ 『 ． f 6 大 冶 有 色 垒 属 套 司冶 炼 厂， 湖 北黄 石4 3 5 0 o 5 【 [ 摘要] 本文根据 自制 s o 2 烟气 电加热炉的设计 、 制作 、 运行实践， 介绍了该炉的工艺计算要点 、 结掏 特 点 璧 塑 堡 生 蛩 I [关 毽 词 ] 皇 茎 璧 塑 堡 生 譬 『c；l 。 [ 中囤分类号】T F S 0 6 ． 4 0 6 [ 文献标识码] B [ 文章编号]1 0 0 3 ～8 8 8 4 2 O O O O 3 一 0 3 6 0 2 铜冶炼烟气制酸 系统 由于原 料烟气 的气 量和 S O 2 浓度随冶炼周期变化而波动 ， 为保证制酸转化 工段的烟温， 使用电加热炉对 S O 2烟气进行补温 成为较 常用的手段。我 厂诺 兰达炉铜 冶炼 烟气 制 酸系统配置 了两 台外 购 电加热 炉。使 用中多次 出 现 电热带熔 断 ， 绝缘 瓷件大 量破 裂 等故 障， 其 中一 台使用不到一年就 被迫进 行 了更 新 。总 结现场 使 用经验 ， 我 厂设计 制作 了一 台 8 0 0 k W 电加热炉。 在设计制 作 中 ， 对 易 出故 障部 位及 不 合 理 的结 构 进行 了较 大的改进。 1 炉型选择 S O2 烟气 电加 热炉 有顶部 开 门及侧 壁 开 门两 种常见形式。顶开门型在长方形炉体上表面开设 一 带角钢 焊接 法 兰 的炉 门， 矩 形 炉盖 使 用螺 柱 与 法兰联接 炉体 内壁衬耐火砖 ， 各 电热组件框架 支承于 耐火 砖 上 ， 吊挂 在 炉体 内。它 的特 点 是结 构简单， 但检修时必须破坏炉盖及角钢法兰部分 外 保 温 层 ， 吊起 炉 盖 ， 吊起 电热 组 件框 架 才 可进 行 。而且 由于矩形法兰尺寸较大 ， 在 4 0 0 ℃ 以上温 度下工作 变 形 漏气 ， 密封 性 能差。 例 开 门炉 型在 炉体一侧 壁上 按 需要 设置 多个炉 门 ， 将 电热组 件 框 架多组 一 般 3组 支 承 在框 架 小车 上 ， 可 从 各 炉 门较 方便的推进 、 拉 出 ， 检 查 、 检 修方便 ， 由于 炉 门尺寸 较 小 ， 密 封性好 。经 比较 自制 电加 热 炉选 用侧开 门炉型。 2工艺计算 2 ． 1工艺条件 介 质 干燥 S O 2烟气 进 口烟气 量 5 ． 51 0 m3 ／ h 标况 进 口烟温 4 1 O ～4 3 O ℃ 出 口烟温 ～4 3 o ℃ 烟气 S O2 浓度 一6 ％ 2 ． 2 工艺计算 工艺计算 时 ， 选 电 加热 炉 烟 气 流速 较 高 为合 理 。我厂 电加 热炉 烟气 流速 稍 高 于管 道 流速 ， 传 热系较 高 、 阻力 台理 ， 炉 体尺 寸也较 紧凑。计 算 可 简单 进行 烟 气 与发 热 件 的热 平衡 ， 但 没有 进 行详 细的传 热计 算 可 靠。另 外 ， 为 保 证 电 热件 长 寿命 可靠工作， 校核 电热元件工作时的本身温度是必 要 的 。 计算 结果如下 烟气定压 比热 烟温 4 2 5 ℃ 时 Cp 3 0 ． 8 2 8 k J ／ k _ o 1 ． K 烟气升温 3 O ℃时的补 热量 Q2 ． 2 7 2 21 矿】 ‘ 『 烟气流速 v2 5 m／ s 传 热系数 K2 5 ． 2 4 W／ m2 ． ℃ 计算功率 N6 3 1 k w 电热元件工作温度 T8 1 7 “ 2 炉体保温计算厚度 82 0 0 mm 硅酸铝 纤 维 ， 外 壁温度≤6 O ℃ 额定功率 N1 0 O k w 8 8 0 0 k w 安全系数 1 ． 2 6 电热元件 1 吣k w 为 1组 ， 共 8组 ， 当 1组 电热 件出现故障时， 电加热还可以满足补温要求。 3结构设计 3 ． 1炉体 侧开 门 型 炉 体 的传 统 形 式 为 矩 形 ， 外 壳 为 Q 2 3 5 钢板及 薄不 锈钢内胆构成 。钢壳 与 内胆之 间 填充保 温 材料 ， 设计 制 作 时对 薄 不锈 钢 内 胆加 焊 有 色设备一 2 0 0 0． 3 维普资讯