粉煤灰中转库电气控制系统

　　以公司粉煤灰中转库控制系统为例，对罗茨风机、空压机、链式输送机等主要生产设备的中控控制系统及安装施工技术进行了阐述。

　　关键词：粉煤灰中转库;电气控制系统;安装施工

　　1概述

　　电气控制系统主要是指由若干电气原件按照一定原理组合而成，实现对控制设备远程进行启停、参数调整、监测等操作，同时起到安全联锁、报警、急停等功能，从而保证被控设备安全、可靠地运行。以公司粉煤灰中转库电气控制系统为例进行介绍。

　　2电气控制系统简介

　　粉煤灰中转库主要用于粉煤灰的储存、中转、散装等，设备主要包含库底充气系统、罗茨风机、空压机、给料机、链式输送机、斗式提升机、收尘器及散装系统等部分。电气控制系统包括库内流化充气系统--库底下料系统(包含叶轮下料机，气动开关阀)--库底链式输送机--廊道链式输送机--斗式提升机--散装系统，各设备运行过程有相应的控制要求。

　　2.1各用电设备控制要求

　　(1)提升机的控制：配有电流采集回路;提升机尾部、头部配置跑偏开关，尾部设有速度传感器，用来检测是否跑偏、打滑;及配置料位开关可调节来料速度，避免发生堵料。(2)链式输送机的控制：配有电流采集回路;料位检测，可与库底下料连锁，根据料位信号调整库底下料阀门开度。(3)流化棒：库底分区控制，管道压力与库底下料连锁，实时调节下料情况。(4)罗茨风机：采用变频器控制，根据管道内压力调整电机频率，达到与管道压力连锁。(5)收尘器：由动力控制柜提供电源，就地控制箱送备妥、应答、运行、故障信号给PLC系统(可编程控制器)，PLC系统在根据操作输出驱动信号。

　　2.2连锁保护要求

　　电气控制系统正常运行时可根据设计需要实现自动连锁控制，并对各关联设备的运行情况进行监控、反馈、保护，达到安全可靠控制目的。电气控制系统主要连锁保护应包含，启动联锁、运行联锁、停车联锁、启动故障、运行故障、延时保护等。

　　2.3远程就地控制方式

　　控制系统需采用远控、就地两种相结合的控制方式。远程控制即通过控制系统在控制界面上对相应的设备对象进行启停和修改等操作，就地控制即在运行设备旁通过机旁按钮盒对设备进行操作。调试设备时需先进行现场手动调试，待设备运行正常后将转换开关调至中控位置，但在设置检修维护及应急事故时就地操作还是为优先手段。转换开关调至中控位置后，PLC控制柜就会接收到安全备妥信号，操作人员可根据现场操作指令对设备进行远程启停，设备正常运行会将信号实时反馈给PLC;如有故障，信号无法反馈，设备通过动力控制柜会将该故障送至PLC控制柜，启动报警程序。

　　3自动控制系统

　　自动控制系统主要由监控软件、编程软件及PLC主机、功能输入/输出(I/O)单元和外部设备等组成，可分别实现自动控制系统的网络监控、各系统和内部系统的PLC逻辑控制功能、外部数据接口。自动控制系统主要使用西门子公司的上位机监控软件WINCC及S7-300系列CPU模块。

　　3.1可编程序控制器(PLC)

　　(1)模件均为模块化设计、标准化制作，同时元器件需清晰地标注所有信息，如显示的LED诊断指示等。(2)项目靠近海边，环境较为闷热、潮湿，因此所有配套硬件要均能在温度0～50℃及相对湿度为5%～95%的环境下连续运行，不会发生结露等现象。(3)中央处理单元模块CPU315-2PN/DP。CPU冗余配置，CPU频率不低于700M，内存不低于10M。其配置功能应有过程控制、监视和应用所需的故障诊断等，同时存储容量和程序框架具有中等规模，对处理二进制和浮点运算能力较高，集成了相对丰富的接口。

　　3.2输入/输出(I/O)模块

　　I/O模块应能收集控制设备的运行和故障状态，控制运行设备的启动和停止，模块采集的开关量信号(开或关)，输出也同样为开关量信号(开或关)。且每个出入通道都是隔离的，输入、输出之间增加中间继电器隔离，并带有指示灯，保证模块和接线端子能够自由接入和分开。同时配置开关量I/O模块，电压等级为220VAC(或选择24VDC)。

　　3.3自动控制系统现场I/O信号数量

　　根据设计方案，现场主要设备包含库底充气系统(电动执行器68台)、罗茨风机2台、空压机2台、给料系统34套、链式输送机8台、斗式提升机2台、收尘器8台及散装系统2套等。I/O数量设计时需考虑各种类的I/O模件及模件插槽均应配置不低于15%的备用量，具体现场I/O信号数量见表1。

　　3.4AI模拟量

　　输入模块：采用标准4～20mA信号系统应用于模拟AI模块，实现采集运行设备的电流、转速、粉煤灰库料位、散货库料位等信号。

　　3.5普通电机的测点布置

　　备妥：DI点，控制设备是否具备安全启动条件;应答：DI点，控制设备是否正常运行;故障：DI点，控制设备是否出现运行故障;驱动：DO点，PLC系统是否驱动控制设备;电流：AI点，控制设备电机电流(配置在15kW以上的电机)。

　　3.6控制界面简介

　　控制界面分别将中转库生产设备以工艺流程图的形式集中显示在电脑上，操作人员只需在电脑上即可操作现场设备的启动和停止，并且实时查看设备运行情况，确保生产的正常运行。在控制界面上可以比较直观地查看设备的实时运行数据，方便操作人员随时查阅，大大提高自动化水平。粉煤灰中转库控制界面见图1。

　　4硬件设备要求

　　4.1主要设备启动方式选型

　　提升机、链式输送机、给料机等设备因运行过程无需对转速进行调节，功率小于75kW，故均采用接触器直接或星三角等启动方式。罗茨风机运行过程因需根据库顶充气量进行调节，故选择变频器控制设备，功率为55kW，容量选用75kW通用型，具有PID(指能进行比例、积分、微分控制等)调节功能。

　　4.2电机过载保护方式

　　一次配电系统中电机过热继电器保护是经过电流互感器变换后接入，二次配电系统是采用与电机功率相匹配的热继电器直接接入主回路的方式。

　　4.3电源要求

　　电源要求有2路来自厂用电不同母线段，AC220V、50Hz电源，电源装置应有防浪涌保护。同时配有二套冗余直流电源，并具有足够容量和适当电压，满足设备负载要求，容量应保证不间断运行时间不少于30min。且任一路电源故障都应报警，并保证任何一路电源的故障均不会导致系统的任一部分失电。

　　5电气安装施工技术要求

　　5.1配电设备安装

　　(1)配电柜安装前，基础底座应用10#槽钢加固，确保机座平稳。(2)配电设备入厂时，应做好设备开箱检查，并记录相关验收数据。安装过程，首先调整各个配电柜大致在同水平位置，接着按照规范要求细调第一柜，后面逐一以前面一柜为基准进行调节，调整后垂直方向误差应不超过1.5mm/m，水平方向不超过5mm，最后用螺栓将配电柜固定在型钢基础底座上。

　　5.2电缆安装

　　电缆安装前要先依据规范要求编制电缆布置图，保证电缆敷设线路在电缆沟、桥架内不出现交叉、零乱等现象。水平三萜皂苷类，这说明针对本文自产机制砂，H-7更为适用。(4)分别以四型引气剂复配所得外加剂，测试了混凝土拌和物的含气量、泌水率、倒置坍落度筒排空时间、坍落度、扩展度以及各指标的1h经时变化，在自产机制砂的不良级配和复杂成分条件下，H-7复配的外加剂混凝土试配各项结果经时变化是最小，对工作性能的改善效果明显。(5)H-7配制的混凝土试件抗压强度(28d)达到39.3MPa，对混凝土强度无不利影响。以接触法测试试件收缩率，收缩率(28d)三萜皂苷类>601>AE>H-7，说明H-7对防止混凝土收缩开裂是有帮助的。

　　作者：蔡彦煌

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