堆料机减速机温控系统分析

谢尧

河北港口集团港口机械有限公司 河北秦皇岛 066000

1 控制分析

对现有设备器件进行统计和分析，在现有电气元件、线缆、控制网络的基础上，充分利用工控网络布局，将系统控制量和反馈量与工控网络结合，应用闭环控制法将给定量与反馈量对比，对减速机温度、减速机加热器工作状态、减速机加热器电源状态进行数据采集，实现对减速机加热器的实时控制与监控。增加断路器、辅助触点、继电器和接触器等电气元件，绘制PLC电气原理图，对控制方案检查分析，充分利用PLC的逻辑运算能力与控制网络传输特性，将减速机温度传感器采集到的数据与设定温度进行对比。调整PLC程序和司机室上位机操作界面，实现对减速机加热器的实时控制与监控[1]。

2 控制改进

原控制系统安装电气元件有减速机温度传感器、温控开关、加热器、PLC以及连接线缆，先将温度传感器测得的数据通过模拟量输入模块传到就近I/0站，再通过ControlNet网络将数据汇总到PLC[2]。利用PLC逻辑判断对加热器的启、停控制，由于原有温控开关起不到理想的控制效果，将温控开关从原控制线路中移除。原有电缆线路中缺少减速机加热器电路控制元件，电气室控制柜需要添加断路器、辅助触点、继电器、接触器等，将PLC控制线路与电源电路接线，选取PLC控制柜I/O站输出点作为PLC参与控制的输出，同时调整PLC程序和上位机界而程序，完成调整后的逻辑图如图1所示。

图1

图2

PLC、上位机、现场I/0站控制网络如图2所示，操作室PannelPC分别通过ControlNet网络与以太网双路冗余通讯，选取远程PLC模块数据采集接入点，代表皮带减速机油箱加热器电源和皮带减速机油箱加热器工作状态，同时对继电器、接触器、断路器的状态数据进行采集，温度传感器通过输入点将减速机温度通过模拟量信号传入PLC，在程序中通过模数转换公式将减速机内部温度计算得出，存储到相应变量标签中，根据设备技术规格设定减速机加热器工作温度和停止温度，采用比较指令、锁存指令、解锁指令等实现对减速机加热器启停控制。同时添加加热器电源故障、加热器工作状态、加热器接触器故障信息[3]。

3 闭环控制

采用闭环控制，将加热系统控制进行三级反馈控制，调整操作员操作控制台，完善人机交互体验，使操作人员更方便了解设备状态，保证设备稳定运行，可编程控制器作为闭环控制核心，承担逻辑运算与数据中心的作用，操作室上位机通过以太网络与PLC网络模块进行数据通讯，实时地将PLC数据传输到司机室上位机人机交互界而，操作员通过人机交互界而及时了解设备动态减速机齿轮油温度，闭环控制系统方框图如图3所示。

图3

可编程控制器通过ControlNet网络与分散在堆料机上不同部位的输入输出模块连接起来，现场信息与控制指令可以通过就近I/O站做好信息传输任务。I/O站通过24V电压的通断实现对接触器的控制，接触器辅助端子将断路器状态通过控制线缆反馈到PLC，将断路器添加辅助触点，确保减速机加热器电源状态准确反馈。保持减速机运转最好状态，使齿轮油温度保持在最佳之间，在减速机齿轮油温度低于低临界值时，启动加热器升高油温;在减速机齿轮油温高于高临界值时，加热器停止工作。采用性价比较高的PT100温度传感器作为检测装置，温度传感器通过模拟量反馈到PLC，再进行逻辑运算得出加热器工作状态，保证齿轮油温度在最佳工作区间内，延长设备使用寿命，保障生产稳定、人员安全。

4 结语

在对减速机加热器控制系统改进后，保证了设备安全稳定运行。解决了电气器件易损坏的问题，保证了减速机在冬季的稳定运行，减少了故障处理时间，延长减速机使用寿命，提高了生产效率，使系统稳定性增强，降低了系统的安全风险。同时对本码头取料机和装船机设备进行应用推广。

秦皇岛港作为大秦线煤炭的主要通道之一，承担着“北煤南运”的中枢纽带作用，是保障南方电力供应的重要保障，转运设备的稳定运行也有重要的社会意义。此外，该控制系统的改进对京唐港、秦皇岛港煤炭堆取料设备有重要参考价值。