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周子建
（北京和利時自動化驅動技術有限公司，100176）
摘 要 本文介紹了一種基于PLC的排渣機控制系統。在除渣過程中不需要停爐，該系統能夠實現自動下灰，保證造氣爐的連續正常運行。
關鍵詞 排渣機；PLC控制系統
1 引言
液壓排渣機是利用渣水密封，將完全燃燒后的煤渣通過擠壓的方式排除爐外的設備。排渣機是肥料廠和煤氣廠造氣系統中灰渣排出的理想設備。利用排渣機除渣可充分利用煤炭資源，在除渣過程中不需要停爐，實現了自動下灰，保證造氣爐的連續正常運行，降低了能源消耗，使用、維護和檢修都很方便。
自動除渣系統采用一種新型的自動除渣工藝。該工藝利用水封保壓的基本原理，通過破渣機與液壓排渣機的合理組合，并輔以部分輸送設備，成功實現造氣爐的連續造氣生產，徹底解決了造氣爐排渣過程中的煤氣泄漏難題，并以機械設備的自動運行替代老式除渣工藝中的大量勞務工。同時，因為集中容器內水浸冷渣，杜絕了冷卻水泄漏現象，實現了現場的整潔生產。自動除渣系統是注重節能、環保、文明生產的化工企業的極好選擇。
2 液壓排渣機控制系統設計
2.1 液壓排渣機的工作原理
初步破碎的煤渣落入液壓排渣機擠壓腔中，經水浸冷卻后，通過液壓力推動壓頭往復運動，將煤渣和水排出爐外，實現連續排渣。
2.2 電器控制部分及聯鎖設置
（1）破渣機
破渣機啟動后有“過載保護”和“自動重啟功能”。“過載保護”指當破渣機超過額定負荷、電機電流超過額定電流時，破渣機將會停止運行。“自動重啟功能”是指當電機過載跳閘后，延時3min，電機會自動反轉8s之后在恢復正轉，從而達到自動重啟功能。在正常啟動破渣機時，電機首先反轉8s后，再正轉運行。停車檢修破渣機時，停破渣機，切斷電源，掛停機牌。
（2）排渣機
排渣機油缸有“故障”報警功能，當排渣機油缸停止往復運動后（提升超過30s，下壓超過60s），報警燈會自動閃爍報警。
（3）聯鎖
排渣機與破渣機為聯鎖設置。當排渣機油缸故障報警后，破渣機自動停機。同時，液壓排渣機正常運行才能啟動破渣機。
2.3 溫控補水裝置
溫控補水裝置分為三部分：溫度檢測、溫度控制、溫度顯示。
（1）煤渣溫度檢測點1點，溫度范圍0~1300℃。當溫度低于溫度下限時，溫控補水球閥關閉。當溫度高于溫度上限時，溫控補水球閥開啟。
（2）溫控設置。在設置的溫度范圍內，電動球閥根據溫度的改變幅度呈PID調節。
（3）設置有溫控顯示器，用于顯示煤渣溫度。
2.4 PLC控制裝置
根據控制要求，控制器采用和利時LM系列PLC，上位顯示器采用和利時文本顯示屏。PLC硬件配置如表1所示。顯示屏和PLC的連接示意圖如圖1所示。
表1 PLC硬件配置清單
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序號 |
信號類型 |
輸入輸出信號說明 |
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1 |
DI |
閥檢信號 |
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2 |
DI |
啟動按鈕 |
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3 |
DI |
電機正轉 |
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4 |
DI |
電機反轉 |
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5 |
AI |
溫度信號輸入 |
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6 |
DI |
緊急停止按鈕開關 |
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7 |
DI |
手自動切換 |
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8 |
DO |
補水閥開 |
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9 |
DO |
補水閥關 |
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10 |
DO |
電磁換向閥動作 |
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11 |
DO |
報警故障 |
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12 |
DO |
破渣機正轉輸出 |
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13 |
DO |
破渣機反轉輸出 |
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14 |
DO |
破渣機再啟動報警 |
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15 |
DO |
破渣機正轉反轉輸出指示 |
圖1 顯示屏和PLC的連接示意圖
3 液壓排渣機控制系統的特點
基于和利時LM系列PLC的液壓除渣機控制系統具有如下特點。
ì 穩定性和安全性
PLC和顯示屏都通過了CE認證和EMC測試，可以在比較惡劣的工業生產現場工作，抵御各種惡劣條件的能力較強，這就為持續生產提供了必要的保障。此外，系統提供了一鍵緊急停止按鈕，當現場發生事故或某個設備發生故障需要停車時，可以快速一鍵停止操作。
ì 操作簡單
顯示屏的操作界面非常人性化，每個設備環節的運行狀態都有提示，每一步操作都有相應的說明，互鎖的操作按鈕都會相互鎖定，增強了操作安全性、降低了操作門檻。
參考文獻
[ 2 ] 方承遠，工廠電器控制技術[M]，機械工業出版社.
作者簡介：周子建，華中科技大學畢業，學士學位，研究方向為自動控制，現任北京和利時自動化驅動技術有限公司區域技術支持。
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