前言

某公司5000t/d幹法窯熟料生産線始建于2002年，是水泥行業中首條規模最大100％采用無煙煤煅燒技術的水泥生産線。至今有17年的發展曆史。生産線上的設備經過十多年的使用，大部分可以經過維修更換備件來維持連續生産，但有些東西出現問題後比較難解決。公司的工程技術人員針對這些問題，深入生産現場，認真考察、分析，并依托新技術，解決了生産中的兩項難題。

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堆取料機無線控制改造

1.1 無線控制改造方案的提出

原材料石灰石及輔助材料的均化堆場的電纜是從建廠時一次性設計安裝投用的，設計時一、二次電纜是通過地下埋設跨過廠道送到距電力室1km左右的生産現場，再經過電纜卷盤送到堆、取料機上。剛投用時是正常運行的，使用十多年後動力電纜仍能正常供電，但二次控制線路是橡套電纜，電纜的外層保護層及各分支線芯的電纜外層出現了裂紋，使得各電纜互相之間有感應電壓，造成開、停機及各信号不正常，一度影響了正常的生産。因這些電纜是埋地敷設，又橫跨廠道，更換電纜的可能性很小，隻能另想辦法。針對此現象，公司工程技術人員多次進行共同探讨，多方面尋找解決的辦法，最終認為對于堆取料機這些多點控制(每套通過滑環的二次線有20多條)的設備，可以選擇無線控制的方式加以解決。于是堆、取料機采用了四套I-W系列雙向無線智能控制器進行了改造。I-W系列雙向無線智能控制器是一種遠距離無線數據傳輸設備，穩定性及可靠性極高，提供雙向的開關量信号和模拟量信号傳輸、檢測和控制，可點對點(一主一從)，或點對多點(一主多從)進行無線組網并實現網内數據的遠程無線多向傳輸。

1.2 堆取料機(選石取)改造後的相關無線傳輸點對應關系

石灰石取料機在DCS室的無線控制器上有4個DI輸入點：中控啟停控制(AQB-503DR)、換堆與堆料機連鎖(KA42/W2-4)、換堆與堆料機解鎖(KA41/W2-5)、05.04皮帶運行(KA31 3/1-12)，9個DO輸出點：取料機在堆1(AQA-503IN1)、取料機在堆2(AQA-503IN2)、取料機備妥(AQA-503RD)、取料機運行(KA6/W2-23)、取料機報警(KA18/W2-24)、換堆與堆料機解鎖(SSQ6/W2-6)、換堆與堆料機連鎖(SSQ5/W2-7)、取料機離開換堆區允許堆料機堆料(SSQ3/4W2-3)、自動(KA35/W2-14)，1個模拟量的點：括闆機電流(AI 、AI-)。在現場控制室的無線控制器上有9個DI輸入點：取料機在堆1(KA42/W2-16)、取料機在堆2(KA3/W2-17)、取料機備妥(KA7/W2-20)、取料機運行(KA6/W2-23)、取料機報警(SSQ6/W2-6)、換堆與堆料機解鎖(SSQ6/W2-6)、換堆與堆料機連鎖(SSQ5/W2-7)、取料機離開換堆區允許堆料機堆料(SSQ3/4/W2-3)、自動(KA35/W2-14)，4個DO輸出點：中控啟停控制(KA32/W2-28)、換堆與堆料機連鎖(KA42/W2-4)、換堆與堆料機解鎖(KA41/W2-5)、05.04皮帶運行(KA31 3/1-12)，1個模拟量點：括闆機電流(AI 、AI-)。這些輸入、輸出點在控制器的面闆上均有對應的指示燈，在日常巡檢時能一目了然當前的工作狀态。如果有故障，能很快判斷出是哪個點出了問題并迅速排除故障。

02

水泥包裝機無觸點接觸器及繼電器改造

2.1 無觸點接觸器及繼電器改造方案

在水泥銷售方面，公司采購5台八嘴包裝機，型号是BHLW-8.10A，灌包微機控制系統的元件，是傳統的繼電器、接觸器。接觸器、繼電器動作頻繁，電流大，使接觸器、繼電器的觸點很快碳化接觸不良，甚至觸點燒糊，造成故障率高，影響正常的生産。

針對包裝灌包微機原設計繼電器、接觸器、時間繼電器等元件均為分體開啟式的獨立元件，觸點容易粘粉塵碳化、燒糊的缺點，充分利用當今成熟的新的電子技術，選用密封型封裝式的無觸點接觸器及繼電器，選用PLC把時間繼電器及其他繼電器濃縮到程序裡面，進行解決。

2.2 包裝灌包微機控制原理

圖1是計量控制箱，原圖中使用了7個歐姆龍繼電器和1個ABB交流接觸器及一個24V電源模塊。每一包袋裝水泥從空紙袋到裝滿标準50kg的過程是：首先是輸送皮帶有運行信号使KS1繼電器動作，并作為掉包回路的聯鎖信号串入掉包回路，當空紙袋插到包裝嘴上時，SQ4插紙接近開關動作帶動KT1動作，觸點串人定點開閘回路。在灌包停止按鈕未動作時KS2繼電器吸合，為灌包啟動回路作準備。當按下灌包啟動按鈕時，灌包電機開始工作，且定點開閘接近開關SQ2動作，計量單元WIC-1開始計量袋重，當袋重達到45kg時粗／細流切換繼電器KA5動作使電磁閥YV2動作閘掉一半出料量進入到精細灌裝階段，當袋重達到50kg時繼電器KA1動作使繼電器KA2動作出料口全部關閉不再灌包。當裝滿标準50kg的水泥包到達掉包位置時，掉包接近開關SQ3動作帶動KA3動作，使掉包電磁閥動作使裝滿50kg的水泥包掉到接包皮帶上，完成了一包水泥的灌裝過程。因接觸器、繼電器動作頻繁，經常使這些接觸器、繼電器的觸頭接觸不良，造成灌包過程中某一環節出現故障，不能勝利完成一包水泥的灌包過程，需更換新元件後才能繼續工作，降低包裝效率，增大了材料消耗。

圖1 改造前的微機櫃

2.3 包裝灌包微機改造後的相關方案

改造方案：按原設計的工作原理，自行設計編寫對應的PLC程序，整合線路，原圖中皮帶機聯鎖繼電器KS1及灌包機停止繼電器KS2均為歐姆龍繼電器(受粉塵污染特别大)，現更換為無觸點繼電器，灌包電機接觸器KMl原為ABB接觸器，現更換為無觸點接觸器，其餘的繼電器集成到PLC内，并合理利用

PLC可自行提供24V電源的特點，省去原控制櫃内的24V開關電源模塊，這既節省了材料，又使控制箱空間放大，方便快捷地查找處理故障，改造後的微機櫃見圖2。

圖2 改造後的控制櫃

03

結語

此兩個項目改造後，有效解決了困擾該公司生産的瓶頸問題，而且根據生産的需要，充分利用這套無線控制系統的模拟量傳輸功能的特點(原來無電流傳輸電纜)，把刮闆機的電流傳送到DCS系統供中控操作員監控，并可以設定聯鎖保護。投用後廢除了原來的二次控制電纜及二次電纜卷盤系統，不再需要對二次電纜、滑環及相關的堵轉電機進行維護，為公司節省了一大筆維修費用。随着無線智能控制器技術的不斷成熟可靠，如果在新生産線設計時選擇無線智能控制器，則可以節省很多電纜的投資，降低投資成本。該公司利用2018年春節放假時間，對#1～5包裝機40台微機進行全面PLC改造，從投用運行到現在一年半來運行正常。改造後大大降低包裝微機故障，減少材料消耗，減輕員工的勞動強度，并提高生産效率，解決了包裝因灌裝微機高故障率而影響銷售的問題。成功的技改經驗得到了公司的認可，并在集團兄弟單位内得到了推廣、應用。

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