技師論文初稿

1、技 師 專 業(yè) 論 文工種：電工題目：淺談自動(dòng)化控制在多功能天車的應(yīng)用姓 名：身份證號(hào)：等 級：技師培訓(xùn)單位：水電七局職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)中心鑒定單位：四川省第二水電建設(shè)國家職業(yè)技能鑒定（電力-095）站水電七局技工學(xué)校國家職業(yè)技能鑒定（川-042）所 日 期：201年7月2日淺談自動(dòng)化控制在多功能天車的應(yīng)用摘要：本文介紹的是，以AB公司的SLC借助其RSLOGIX、EMULATE編程軟件為技術(shù)平臺(tái)的PLC控制系統(tǒng)，在多功能天車電氣控制方面的作用。簡要介紹了兩個(gè)控制系統(tǒng)構(gòu)成、工作原理以及系統(tǒng)的使用效果。如何滿足焙燒多功能天車的各種工藝要求，保證了長期的安全生產(chǎn)。關(guān)鍵詞： 變頻器；AB PLC；自動(dòng)化

2、淺談自動(dòng)化控制在多功能天車的應(yīng)用一、概述啟明星鋁業(yè)焙燒車間自2003年投產(chǎn)運(yùn)行以來到今年已經(jīng)安全生產(chǎn)13年。自動(dòng)化控制在車間的幾個(gè)崗位，爐面燃燒管理、多功能天車、編解組、堆垛天車的流水線生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用?？删幊炭刂破?Programmable Logic Controller，簡稱PLC)作為工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱(機(jī)器人、CADCAM、PLC)之一，以其可靠性、靈活性、優(yōu)良的性能價(jià)格比、使用方便等特點(diǎn)在工業(yè)控制領(lǐng)域迅猛發(fā)展，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文介紹的碳素焙燒車間，以美國AB公司的可編程控制器(SLC系列)借助RSLOGIX500編程軟件、RSLINX通訊軟件EMULATE仿真軟件

3、為技術(shù)平臺(tái)， 解決爐面燃燒和多功能天車運(yùn)行效率問題。焙燒車間共有4個(gè)火焰系統(tǒng)和2臺(tái)陽極焙燒多功能天車，火焰系統(tǒng)是有36個(gè)敞開式環(huán)形焙燒爐按168為升溫周期，28一次火焰系統(tǒng)移動(dòng)的陽極焙燒過程。燃燒控制系統(tǒng)對整個(gè)周期進(jìn)行控制。多工能天車是陽極焙燒爐的專用操作設(shè)備，陽極焙燒多功能天車執(zhí)行下列操作：焙燒爐與編、解組站之間的陽極輸送；用陽極夾具將陽極裝入焙燒爐坑；用填充料管將填充料加入爐坑；用氣力輸送設(shè)備的吸料管將高溫填充料從爐坑中吸出；用陽極夾具將陽極從焙燒爐坑中取出；用輔助吊鉤搬運(yùn)車間內(nèi)其它設(shè)備 （燃燒架、熱電偶架、排煙架、煙氣測量架、冷卻架、爐墻等）。二、多功能天車上的自動(dòng)化應(yīng)用1 天車的工作環(huán)

4、境天車為3班工作制，每班8小時(shí)，每年工作365天。工作環(huán)境中含有大量的碳粉塵、碳?xì)浠锖蜑r青物，環(huán)境溫度最高可達(dá)55.5攝氏度。2 天車的組成：焙燒天車主要由大車、小車及電氣控制系統(tǒng)三大部分組成。 大車為焙燒多功能天車的橋架，沿車間縱向軌道運(yùn)行，并配有8電動(dòng)葫蘆，承擔(dān)專門吊運(yùn)任務(wù)。小車是焙燒多功能天車的核心，其上配置焙燒多功能天車的主要作業(yè)工具、操作室及電氣控制系 統(tǒng)等，小車可沿大車主梁頂面的軌道橫向運(yùn)行。電氣控制系統(tǒng)采用可編程序控制器，在操作室內(nèi)的聯(lián)動(dòng)臺(tái)上集中操作，聯(lián)動(dòng)臺(tái)上還配有彩色觸摸屏，觸摸屏上可實(shí)時(shí)顯示各電氣元件及系統(tǒng)的使用狀態(tài),顯示故障報(bào)警部位及原因,采用無線信號(hào)交換裝置對地面設(shè)備進(jìn)

5、行控制。3 電氣系統(tǒng)主要配置3.1 電機(jī)起升電機(jī)30kw1臺(tái)，小車電機(jī)22kw1臺(tái)，大車電機(jī)30kw1臺(tái)。3.2 變頻調(diào)速柜大車變頻器： AB 1336plusII配有制動(dòng)斬波器，脈沖編碼器模塊及通訊板及主從光纜2套。小車變頻器：AB 1336plusII配有制動(dòng)斬波器 ，脈沖編碼器模塊及 通訊板及主從光纜。起升變頻器：AB 1336plusII配有電抗器、制動(dòng)單元 套；： 1 1 0 0 0， 5 4 0可編程序控制器4臺(tái)，輸入點(diǎn)，輸出點(diǎn) （公司產(chǎn)品，通過配套軟件用筆記本電腦編程）人機(jī)界面：Panelview1000型觸摸屏DC24V電源：AB開關(guān)電源其它控制元件：包括斷路器 、接觸器、繼電

6、器傳感、器等元件，采用ABB公司產(chǎn)品。三、功能實(shí)現(xiàn)多功能天車電氣系統(tǒng)整車用多套PLC控制，大車、小車行走及吸、卸料管的提升采用變頻器調(diào)速；在天車駕駛室安裝人機(jī)界面，有語音提示和報(bào)警功能、能夠及時(shí)、準(zhǔn)確診斷故障，便于狀態(tài)量及參數(shù)的監(jiān)控；天車與車間的陽極編組站控制通訊采用無線遙控技術(shù)；電氣柜和操作室選配了新型的柜式空調(diào)，電氣柜的防護(hù)等級達(dá)到65。1. 大車拖動(dòng)大車為雙梁橋式結(jié)構(gòu)，由兩根平行的大梁通過高強(qiáng)度螺栓固定在兩個(gè)端梁上，每個(gè)端梁車與兩個(gè)小端梁通過聯(lián)桿鉸接而成。大車的傳動(dòng)裝置采用直聯(lián)式的斜齒輪 “三合一 ” 減速機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，承載能力大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音低，壽命長，性能可靠。該

7、系統(tǒng)大車變頻調(diào)速 采用主從無級調(diào)速，既可滿足天車快速進(jìn)行陽極運(yùn)送或快速達(dá)到工作位置的需要，又能滿足對位準(zhǔn)確和作業(yè)安全的需要，使大車運(yùn)行更加平穩(wěn)。大車電機(jī)拖動(dòng)采用變頻器 “一拖一” 控制，變頻器選用工程系列變頻器。在天車行走同步控制方式中，主要將兩個(gè)變頻器的功能進(jìn)行劃分，對電機(jī)進(jìn)行一主一從控制，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，盡可能地消除兩臺(tái)電機(jī)轉(zhuǎn)速差。電機(jī)同步 的實(shí)現(xiàn)應(yīng)以大車行走電機(jī)速度的同步為準(zhǔn)，兩端主動(dòng)輪之間的差異比較小可以認(rèn)為主動(dòng)輪相同，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)電機(jī)的準(zhǔn)同步運(yùn)行。同步控制原理見圖1。變頻調(diào)速采用閉環(huán)控制（裝設(shè)編碼器）提高了整套系統(tǒng)的控制精度。系統(tǒng)大車采用主從控制，有效地提高兩臺(tái)電機(jī)速度的同步性。圖1

8、大車電氣控制原理圖2 小車拖動(dòng)小車在大梁頂部軌道上運(yùn)行，其上設(shè)置有天車的主要結(jié)構(gòu)：填充儲(chǔ)倉、旋風(fēng)除塵器、空氣冷卻器、布袋冷卻器、吸料裝置、填料裝置、粉塵卸料裝置、真空泵機(jī)組、雙聯(lián)陽極夾具及提升裝置、操作室及電控系統(tǒng)等。系統(tǒng)小車變頻調(diào)速采用三檔控制，各檔速度平穩(wěn)過渡，控制小車的左右運(yùn)行。控制原理見圖2、圖3。3 吸、卸料管的提升 吸、卸料管的提升采用AB變頻器驅(qū)動(dòng)。該變頻器具有起動(dòng)力矩大、提升平穩(wěn)的特點(diǎn)，適合于提升機(jī)構(gòu)運(yùn)行圖2 小車電氣控制原理圖3 小車梯形圖4狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)采用遠(yuǎn)程方式。小車上裝有本地組和中央處理器，承擔(dān)小車上的設(shè)備控制和型號(hào)采集，大車上由遠(yuǎn)程組承擔(dān)，本地與遠(yuǎn)程之間的通訊僅需要一

9、根雙絞線屏蔽電纜即可，減少故障發(fā)生率。 狀態(tài)監(jiān)測圖見圖4。圖4 多功能天車PLC狀態(tài)監(jiān)測配備了操作員終端觸摸式模擬和監(jiān)控顯示器，可對整車的工作狀態(tài)和故障情況實(shí)時(shí)顯示，并可進(jìn)行控制參數(shù)的設(shè)定和修改，方便操作和檢修。操作室采用語音提示和報(bào)警，能夠及時(shí)準(zhǔn)確地診斷故障。天車與車間的陽極編組站控制通訊采用無線遙控技術(shù)，大大簡化了車間電氣控制系統(tǒng)的配置，減少故障環(huán)節(jié)，信號(hào)傳輸更加可靠。5 其它輔助部分（副鉤、鼓風(fēng)機(jī)、吸卸料、除塵等）控制原理保持不變。6軟件與控制采用公司的配套軟件，實(shí)現(xiàn)程序的編寫、調(diào)試、梯形圖和語句表編程的轉(zhuǎn)換、并通過筆記本電腦與通訊傳輸程序。編程簡單易學(xué)，用戶維護(hù)方便。是該系統(tǒng)的控制中心

10、，保護(hù)及檔位等開關(guān)信號(hào)均由 控制，控制精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。控制方框圖見圖5。圖5 控制方框圖該系統(tǒng)PLC作為下位機(jī)，人機(jī)界面作為上位機(jī)，兩者通過 電纜進(jìn)行通訊，完成數(shù)據(jù)的處理和信息交換，實(shí)現(xiàn)對多功能天車的信息控制和管理。天車觸摸屏組成畫面見四、結(jié)論系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開關(guān)量控制為其特長；也能進(jìn)行連續(xù)過程的PID回 路控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如DDC和DCS等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動(dòng)化。 使用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境，

11、抗干擾能力強(qiáng)，可靠性強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其他各種機(jī)型。PLC的日常維護(hù)和保養(yǎng)比較簡單，主要是更換保險(xiǎn)絲和鋰電池, 基本沒有其它易損元器件。由于存放用戶程序的隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）、計(jì)數(shù)器和具有保持功能的輔助繼電器等均用鋰電池保護(hù)，鋰電池的壽命大約為5年，當(dāng)鋰電池的電壓逐漸降低到一定程度時(shí)，PLC基本單元上電池電壓跌落到指示燈亮，提示用戶注意有鋰電池所支持的程序還可保留一周左右，必須更換電池，這是日常維護(hù)的主要內(nèi)容多功能天車采用變頻調(diào)速技術(shù)對大、小車的行走速度，吸、卸料管的提升速度進(jìn)行控制，使之調(diào)速平滑，接線簡單，調(diào)速性能可靠。變頻調(diào)速具有調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等突出特點(diǎn)；具有明顯的節(jié)能功能；具有靈活性高的功能，各檔速度可根據(jù)用戶要求隨時(shí)修改；具有保證在零速時(shí)提供滿轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩記憶及故障自診 斷的功能；具有直流制動(dòng)功能，減小了機(jī)械的磨損和沖擊；具有力矩限制功能，有效地保護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行：具有過電流、過電壓、欠電壓和輸入缺相保護(hù)等功能；具有變頻器超溫、超速、超載、制動(dòng)單元過熱、I/O故障保護(hù)、電機(jī)故障保護(hù)等完善的保護(hù)功能。電氣設(shè)計(jì)使大車、小車的行走方向與天車操作員的工作方位隨時(shí)保持一致，避免操作人員因工作方位的改變而引起大車、小車行走的誤動(dòng)作。變頻柜內(nèi)采用成熟的控制線路，可靠地控制 電機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速、換向和制動(dòng)。焙燒車間