PLC在焦化厂干熄焦提升机的应用.pdf

第 3 4卷第6 期 2 0 1 2年 1 2月 甘肃冶金 G ANS U ME T AL L U RGY Vo 1 ． 3 4 No ． 6 De e ． ， 2 01 2 文章编号 1 6 7 2 -．4 4 6 1 2 0 1 2 0 6 - 0 1 1 4 - 0 2 P L C在焦化厂干熄焦提升机的应用 张 宗睿 本溪市机电工程学校 ， 辽宁本溪1 1 7 0 0 0 摘要 主要介绍了焦化厂干熄焦提升机P L C系统的组成， 并给出了提升机 P L C 控制系统常见故障及处理方法， 具 有一定的借鉴价值。 关键词 P L C； 干熄焦； 提升机； 应用 中图分类号 T Q 5 2 2 ． 1 6 文献标识码 B Ap p l i c a t i o n o f P L C t o t h e C DQ C r a n e o f C o k i n g P l a n t Z HANG Z o n g - r u i B e n x l E l e t r o m e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g S c h o o l ， B e n x i 1 1 7 0 0 0， C h i n a A b s t r a c t T h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e c o m p o s i t i o n o f t h e P L C c o n t r o l s y s t e m f o r c o k i n g p l a n t C D Q c r a n e ， a n d p rov i d e s t o m - mo rt b r e a k d o wn f a u l t and p r o c e s s i n g me t h o d o f t h e P L C c o n t rol s y s t e m．I t h a s s o me ref e r e n c e v a l u e ． Ke y Wo r d s P L C； c o k e d r y q u e n c h i n g C D Q ； c r ane ； a p p l i c a t i o n 1 引言 提升机是焦化厂干熄焦 的重要设备 ， 它负责将 干熄车上装满红焦的满罐提升并运行到干熄炉顶， 再和装人装置配合 ， 将红焦装入干熄炉内， 然后将装 完红焦的空罐运送回干熄车上， 如此往复， 将焦炉生 产的红焦连续的装人干熄炉内， 保证干熄焦的连续 稳定运行。干熄焦的工艺特点要求提升机必须具有 安全、 连续、 稳定运行的性能特点， 而提升机的P L C 控制系统对提升机的安全连续稳定运行起到至关重 要的作用 。 2 提升机 P L C控制系统的组成 干熄焦提升机采用的是昆腾q u a n t u m 系列 P L C ， 控制系统的电气原理如图l 所示。 由图 1 可知， 干熄焦提升机 P L C控制系统主要 由冗余的 C P U站、 地面 I ／ O分站、 车上 I ／ O分站、 m o d b u s p l u s网络 、 远程 I ／ O通讯 网络等五部分组成 的。 2 ． 1 L ／ o分站 提升机 P L C控制系统有两个 I ／ O分站， 地面 L ／ O 分站位于提升机配电室 ， 主要负责采集配电室内 的变频器、 低压配电器等电气元件的信号以及输出 对变频器和接触器等的控制信号。地面 I ／ O分站还 有和E I 系统P L C的点对点的输入输出连接， 负责两 套 P L C系统间的信号传递。车上 I／ O分站位于提升 机司机室操作台内， 主要负责提升机位置接近开关信 号、 机械室开关信号、 操作台开关信号的输入和对辅 助配电箱控制信号、 操作台指示灯信号的输出。 2 ． 2 Mo d b u s P l u s网络 提升机的 Mo d b u s P l u s网络连接了提升机配电 室触摸屏、 司机室触摸屏和高速计数器。触摸屏通 过 Mo d b u s P l u s网络获取提升机的各种 限位信号 、 设 备状态信号， 方便操作工观察提升机运行状态。而 高速计数器通过 Mo d b u s P l u s网络将提升编码 器和 走行编码器的位置信号传送给 C P U， 再通过程序处 理， 控制提升机的加减速以及启停动作。 2 ． 3 热备配置 提升机采用 了冗余的 C P U站 ， 即除了基本控制 器外 ， 还有一个和它配置相同的备用控制器。因为 配置相同， 任一控制器都可作为主控制器 ， 另一控制 器作为备用控制器 ， 主从状态通过 1 4 0 C H S 1 1 0 0 0热 备模块上的滑动开关切换 。主控制器执行应 用程 序， 控制 R I O， 在每次扫描 程序周期 之后更新备 第6期 张宗睿 P L C在焦化厂干熄焦提升机的应用 l 1 5 用控制器。如果主控制器故障， 备用控制器在一个 扫描周期内将起控制作用， 这就避免了系统中断。 图 1 提升机 P L C电气原理图 2 ． 4 双缆 R I O配置 C P U主站与远程 I／ O分站之间采用两条同轴 电缆进行通讯连接。双缆配置的优点在于， 当其 中 一 条通讯线路上的电缆断裂或分支器损坏 时， 通讯 不会 中断 ， 另一条通讯线路将担负起通讯任务 ， 这就 减少了通讯的故障率， 也为修复损坏的通讯线路提 供了检修时间。 3 常见故障及处理方法 3 ． 1 远程 I ／ o通讯故障 远程 I ／ O通讯网络负责冗余的 C P U站和地面 I ／ 0分站、 车上 I ／ 0分站之间的通讯， 即将输人模块 采集的信号传送给 C P U， 将 C P U的输出命令传送给 输出模块 ， 所 以， 远程 I ／ 0通讯在 P L C控制系统 中 起到十分重要的作用， 一旦远程 I ／ 0通讯中断， P L C 将陷于瘫痪状态。对提升机而 言， 远程 L ／ O通讯 中 断将使提升机主接触器无法合闸。通讯发生故障 时 ， 一般可从两方面着手解决 ， 一是看是否存在电磁 干扰 ， 另一个是看通讯线路是否有 断裂或接触不 良 的地方。干熄焦的通讯电缆和其它电缆分开铺设， 并按要求接地， 使用中未发生过干扰引起的通讯故 障。而电缆小车段的通讯电缆由于运行过程中的反 复拉伸， 容易裂皮甚至断裂。 当远程 I ／ 0通讯线路出现故障时， 在通讯模块 1 4 0 C R P 9 3 2 0 0 上会有故障显示， 即有红色的 E r r o r A 或红色的E r r o r B出现。E r r o r A常亮或闪烁代表 A 通道通讯线路有故障， E r r o r B常亮或闪烁代表 B通 道通讯线路有故障。因为是双缆冗余配置， 所以当 其中一个通道出现故障时， 通讯并不会中断。这就 要求电气点检员每天观察通讯模块 1 4 0 C R P 9 3 2 0 0 ， 看是否有故障显示， 以便在其中一个通道出现故障 时及时处理， 消除隐患。需要注意的是 ， 应当在提升 机处于运行状态时， 观察通讯故障， 因为当电缆有接 触不 良的地方时， 可能出现当提升机不运行时， 通讯 不报故障， 而提升机运行时 ， 通讯却有瞬间中断的现 象发生。当两个通道同时报故障时， 通讯中断， 提升 机会跳电。一种情况是 E r r o r A和 E r r o r B都常亮 ， 可能是由于两条通讯 电缆都断裂造成 的， 需要更换 电缆。也可能是两条通讯线路上都有分支器损坏 ， 还有可能是车上 I ／ O分站供 电开关跳闸引起的。另 一 种情况是， E r r o r A和 E r r o r B都不常亮但都有闪 烁现象， 当两个通道同时中断时， 就会跳电。这种情’ 况有一定的隐蔽性 ， 因为当提升机跳电后 ， 还可重新 送电， 提升机运行一段时间后又出现跳 电现象。这 种情况多半是电缆小车处的通讯电缆由于长期拉伸 出现接触不 良的地方或是电缆接头接触不良造成 的， 需要更换电缆或重新处理接头。重新做接头时 ， 下转第 1 4 6页 1 4 6 甘肃冶金 第 3 4卷 拉裂 ， 形成结构裂缝 的可能。为了减少由此带来 的 不 良影响 ， 对混凝土结构做以下处理。 1 在水平施工缝之间插人竖向钢筋。钢筋截面 计算的方法为大于混凝土在该施工缝面积上的剪切 力。钢筋选择的原则为直径小 ， 间距密。同时钢筋 在二次浇筑 的混凝土 中各锚入规范规定 的锚 固长 度。这样使两次浇筑 的 昆 凝 土通过插人钢筋重新成 为一个整体 ， 减少了混凝土分段受力的不 良影响 ， 并 保证了混凝土在每个层面上整体的抗剪能力。 2 设置水平钢筋网。为了避免可能出现的第二 次浇筑的混凝土被拉裂的情况， 在第一次浇筑的混 凝土以上 5 0 mm的位置上 ， 设 置一层钢筋 网， 钢筋 网按构造配筋进行配置 ， 但纵横钢筋的间距必须小 于 2 0 0 m m， 以满足混凝土抗裂的需求 ， 同时增加混 凝土 自身的抗载荷能力。 7 混凝土浇筑 1 混凝土选择。为了减少油箱上部混凝土施工 中产生的冲击荷载和施工荷载， 采用塌落度较高的 泵送混凝土进行浇筑 。 2 混凝土浇筑方法。混凝土沿构件短方向分层 浇筑， 每层混凝土的浇筑高度小于3 0 0 m m 。油箱上 部混凝土尽可能采用振动棒拉入， 以减少混凝土对 油箱顶面支撑系统的冲击荷载。 3 二次浇筑混凝土前 ， 按施工缝处理的方法对 第一次浇筑 的混凝土表 面进行严格处理 ， 并提前进 行湿润。二次混凝土浇筑前采用高压风 根据现场 条件 将表面积水清理干净 ， 再进行 昆 凝土浇筑 。 4 第一次混凝土浇筑后 ， 在混凝土初凝前插 入 水平施工缝之间的竖向钢筋。 5 第一次浇筑混凝土的养护。由于水平施工缝 处钢筋较多 ， 采用整块覆盖物进行覆盖较为困难 ， 采 用草袋覆盖又清理 困难 ， 而基础施工时 ， 厂房 已建 成 ， 基础在室内进行施工， 给养护带来有利 的条件。 故对混凝土仅采用浇水养护的方法。养护派专人负 责， 养护期间混凝土表面必须保持潮湿。 8 结语 根据拆模后及设备安装 的情况 ， 油库顶板采用 二次混凝土浇筑的方法 ， 完全能够满足设计对混凝 土结构的要求， 同时保证了已安装油箱不被损毁， 满 足了建设单位提出的要求。从结果看， 单位面积荷 载较大的混凝土构件采用二次浇筑 的方法 ， 采取相 应的措施， 完全能够满足设计的要求， 同时可以解决 施工中的技术难题 ， 保证施工安全， 降低施工成本 。 建议设计部门在对类似特殊工程设计时 ， 考虑 二次} 昆 凝土浇筑的方法 ， 并对结构进行相应的设计 ， 减少施工难度， 对施工的可行性提供保障。 收稿 日期 2 0 1 2 - 0 5 - 2 4 作者简介 孙筱伟 ， 1 9 9 3年毕业于东北大学工民建专业。现主要从 事工程项目管理工作。 上接 第 1 1 5页 注意电缆的屏蔽层要按要求接好， 否则会降低电缆 的抗干扰性能。 3 ． 2 模块故障 P L C的各类模块都有 L E D指示灯， 可以通过查 看 相 应 的 指 示 灯 判 断 模 块 故 障。电 源 模 块 1 4 0 C P S 1 1 4 2 0的 P 、 v r 指示灯呈绿色表示 电源已送到 总线， 若不亮 ， 应更换模块。C P U模块 1 4 0 C P U 4 3 4 1 2 A 上的 R u n指示灯呈绿色表示 C P U正在运行， 若不亮 ， 应首先用 C o n c e p t 编程软件启动一下 ， 如启动不了， 应更换模块， 重新下载程序。C P U模块有红色的 B a t l o w指示等表示 电池需要更换。Mo d b u s P l u s接口模 块 1 4 0 N O M 2 1 1 0 0在通讯 正常时 M o d b u s 指示灯时 间间隔均匀的闪烁 ， 如出现闪烁几次又熄灭一秒的情 况表示通讯存在故障， 应查找通讯网络各节点排除故 障。热备模块 1 4 0 C H S 1 1 0 0 0在起备用控制器作用时， 应有琥珀色的 S t a n d b y指示灯显示 ， 如不显示则备用 控制器中的程序未被更新， 应将钥匙开关置于 X f e r 位置， 然后按 U p d a t e按钮进行程序更新。输入模块 1 4 0 D A I 7 4 0 0 0的输人通道指示灯在有输入信号时应 为绿色 ， 如模块仅是单个通道损坏 ， 可将线路改到备 用通道上， 再将程序中的地址更改成备用通道的地址 即可。 4结语 干熄焦提升机 P L C控制系统采用的热备配置 和通讯双通道配置有效的降低了设备的故障率， 在 维护过程中， 我们应充分发挥 P L C编程灵活、 查找 故障方便的优点， 确保干熄焦系统安全、 稳定、 高效 运行， 为企业创造更多的经济效益和社会效益。 参考文献 [ I ] 潘立慧， 魏松波． 干熄焦技术[ M] ． 北京 冶金工业 出 版社 ， 2 0 0 5 ． 收稿 日期 2 0 1 2 - 0 7 - 3 1 作者简介 张宗睿 1 9 8 1 - ， 女， 2 0 0 5 年 7月毕业于辽宁科技大学 自 动化专业 ， 本科 ， 助理讲师。 嚣