MP170立式辊盘磨煤机自动控制系统

MP170立式辊盘磨煤机自动控制系统
张凤杰;颜世康
【摘要】本文主要阐述应用西门子PLC S7-300,组成MP170磨煤机的自动控制
系统.同时,对MP170磨煤机的设备结构和工艺特点进行分析,进而确定了以PLC为核心的自动化控制方案.项目经现场实施后,用户反映设备运行稳定、故障率低、生
产率达到设计要求.
【期刊名称】《现代制造技术与装备》
【年(卷),期】2016(000)007
【总页数】2页(P172,174)
【关键词】SIMATIC;S7-300;MP170
【作者】张凤杰;颜世康
【作者单位】辽宁轨道交通职业学院,沈阳 110023;北方重工集团有限公司,沈阳110000
【正文语种】中文
PLC通常称为可编程逻辑控制器，是一种以微处理器为基础，结合计算机理论和
技术，研究开发推出的适用于离散型输入输出控制的一种自动化控制装置。

它在硬件方面采用模块化设计，具有体积小、功能强、使用和维护简捷、绿色环保、可在恶劣环境下工作且运行稳定等优点；软件方面具有程序设计简单、执行指令周期短、故障报警和记录等功能。

随着当今工业的发展，PLC日趋大型化和集中化。

然而，工业自动化控制的进程也必须同步跟进。

因此，应用PLC组成自动化控制系统，
无论是在自动化工厂集中控制方面，还是设备的自动化运行上，PLC的核心价值
和作用都不可忽视。

近几年，MPF辊盘式磨煤机在水泥厂和电厂中被广泛应用，具有占地面积小，生
产效率高，且不污染环境环保等很多优点。

1.1 机械结构
MP170磨煤机的机械结构主要由上架体和下架体两部分组成。

上架体组成包括：提供旋转动力的旋转磨盘，等分角排列的三个轧辊，轧辊施加压力装置，入料口和出料口分离器；下架体组成包括：主机传动变速箱、润滑系统、主电机以及传动离合器。

1.2 运行原理
磨煤机运行原理：主电机输出转速与转矩通过主机传动变速箱，使旋转磨盘得到额定的工作转速，这时未被研磨的介子煤料通过入料口，进入上架体。

由于磨盘和轧辊同时转动，煤料被碾轧成粉末，粉末的粒度由轧辊施加压力装置调节。

出料口分离器的作用，就是将研磨粗细不均的煤粉进行过滤，并通过风送系统将较细的粉末从分离器出口排出；而较粗的粉末，重新落回磨到盘与轧辊之间的间隙进行碾磨。

如此循环过程，即是MP170磨煤机的运行原理。

2.1 主变速箱传动润滑装置
主变速箱传动润滑装置：对于机械传动而言，润滑装置是保证传动运行的安全保障，特别对是MP170磨煤机主机变速箱的润滑要求更高。

对于润滑装置的供油控制，必须满足不间断供油形式。

为此，两个低压油泵电机的运行采用一台运行和一台备用的控制方式，并且能实现两台油泵电机的工作方式互相切换。

对于润滑装置运行的监控，油温需满足温度低时加热，温度高时停止加热和油温冷却的功能；系统油压过低时，备用油泵电机自动投入运行；油路过滤器堵塞自动报警等。

2.2 轧辊施加压力装置液压站
轧辊施加压力装置的调节原理，是依据控制液压站压力油压力的变化，给轧辊施加压力装置中的三个分量的液压缸中的蓄能器蓄能。

当运行中磨煤机正常工作时，液压缸中的蓄能器的压力不变，磨盘与轧辊之间的工作间隙不变；当运行中磨煤机煤料投入过多超载或投入过少轻载时，液压缸中的蓄能器起到过载吸收能量、轻载释放能量的作用，从而使磨盘与轧辊之间的工作间隙变小或变大。

这对磨煤机的安全运行起到了决定性的作用。

2.3 分离器
分离器根据控制方式不同，分为静态分离器和动态分离器。

它的主要作用是对磨煤机加工的煤粉末粒度进行筛选。

由于静态分离器调节复杂，并且控制煤粉粒度质量差，所以我们的磨煤机多数采用动态分离器。

动态分离器电气设备的控制系统组成，一般都是由变频电机和变频器组成。

2.4 密封风机
密封风机的作用是电动机驱动鼓风机，将一定压力的空气吹入轧辊轴承和轧辊施加压力装置的气缸拉杆以及下架体的密封管道，目的是防止磨煤机工作腔内的煤粉颗粒进入磨辊轴承和气缸拉杆内部，造成元器件磨损；而下架体的密封，是防止煤粉颗粒外泄露造成资源浪费和污染环境。

鼓风机输出的压力，根据设备运行调试时整定，经验值在1800～2000Pa。

2.5 低速传动装置
低速传动装置作为磨煤机的辅助传动设备。

一是低速驱动磨煤机转动后，主电机驱动装置再投入运行，使磨煤机磨盘达到额定转速。

二是磨煤机维修过程中，低速驱动磨煤机磨盘，以便更换磨煤机内部的易损件。

磨煤机低速传动装置与主电机驱动装置之间的运行切换，通过离合器自动完成。

MP170磨煤机自动化系统设备组成包括低压动力控制柜、变频柜、自动化PLC柜等。

3.1 低压动力控制柜
作为功率单元，接受PLC柜输出信号，以控制各部分电动机运行停止。

3.2 自动化PLC柜
MP170磨煤机自动化系统组成中，硬件和软件部分分别选用的是SIMATIC、S7-300PLC，并将其作为组成自动化系统的核心。

同时，选用S7-300类别之中的CPU315-DP，作为现场通信总线。

软件选用的是SIMATIC、S7-300PLC专有软件。

根据现场离散型输入输出的特点，选用I/O数字量模块点对点采集。

针对现场模拟量输入输出信号的控制，选用模拟量模块处理。

3.3 人机界面HMI触摸屏
人机界面HMI触摸屏，就自动化控制而言，不但能方便快捷地设置和修改运行参数，还能显示报警，并能代替繁多复杂的按钮、指示灯和开关等。

作为磨煤机控制系统的智能元件，它和PLC通过RS232串口进行通信。

触摸屏的专用软件SIMATIC WinCC V13，就是利用人机界面操作监控系统，对PLC中的实时数据进行显示、处理记录，从而满足各种监控要求。

主传动装置启动运行前必须满足：密封装置运行、润滑系统电机、动态分离器装置运行和系统没有报警故障等。

磨煤机运行停止时，必须首先停止主传动装置。

待主传动装置停止后，方可依次停止动态分离器装置、密封装置运行和润滑系统电机。

MP170辊盘式磨煤机所采用的PLC自动化控制系统厂家投入生产运营后，用户反映其设备运行安全、稳定、可靠，生产产品的质量和数量达到了设计要求。

【相关文献】
[1]毛锁，郭常静.西门子PLC在磨煤机控制系统中的应用[J].陕西电力，2009，（6）：79-81.
[2]Deepen Sabnis.A Premium Sugar Mill Roller Shell Material for Conventional and High Performance Internal Bleeding Rollers[J].International Sugar Journal，（10）.
[3]刘锴，周海.深入浅出西门子S7-300 PLC[S].北京：北京航空航天大学出版社，2009.
[4]廖常初.S7-300/400 PLC应用技术[S].北京：机械工业出版社，2005.。