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周子建
（北京和利时自动化驱动技术有限公司，100176）
摘 要 本文介绍了一种基于PLC的排渣机控制系统。在除渣过程中不需要停炉，该系统能够实现自动下灰，保证造气炉的连续正常运行。
关键词 排渣机；PLC控制系统
1 引言
液压排渣机是利用渣水密封，将完全燃烧后的煤渣通过挤压的方式排除炉外的设备。排渣机是肥料厂和煤气厂造气系统中灰渣排出的理想设备。利用排渣机除渣可充分利用煤炭资源，在除渣过程中不需要停炉，实现了自动下灰，保证造气炉的连续正常运行，降低了能源消耗，使用、维护和检修都很方便。
自动除渣系统采用一种新型的自动除渣工艺。该工艺利用水封保压的基本原理，通过破渣机与液压排渣机的合理组合，并辅以部分输送设备，成功实现造气炉的连续造气生产，彻底解决了造气炉排渣过程中的煤气泄漏难题，并以机械设备的自动运行替代老式除渣工艺中的大量劳务工。同时，因为集中容器内水浸冷渣，杜绝了冷却水泄漏现象，实现了现场的整洁生产。自动除渣系统是注重节能、环保、文明生产的化工企业的极好选择。
2 液压排渣机控制系统设计
2.1 液压排渣机的工作原理
初步破碎的煤渣落入液压排渣机挤压腔中，经水浸冷却后，通过液压力推动压头往复运动，将煤渣和水排出炉外，实现连续排渣。
2.2 电器控制部分及联锁设置
（1）破渣机
破渣机启动后有“过载保护”和“自动重启功能”。“过载保护”指当破渣机超过额定负荷、电机电流超过额定电流时，破渣机将会停止运行。“自动重启功能”是指当电机过载跳闸后，延时3min，电机会自动反转8s之后在恢复正转，从而达到自动重启功能。在正常启动破渣机时，电机首先反转8s后，再正转运行。停车检修破渣机时，停破渣机，切断电源，挂停机牌。
（2）排渣机
排渣机油缸有“故障”报警功能，当排渣机油缸停止往复运动后（提升超过30s，下压超过60s），报警灯会自动闪烁报警。
（3）联锁
排渣机与破渣机为联锁设置。当排渣机油缸故障报警后，破渣机自动停机。同时，液压排渣机正常运行才能启动破渣机。
2.3 温控补水装置
温控补水装置分为三部分：温度检测、温度控制、温度显示。
（1）煤渣温度检测点1点，温度范围0~1300℃。当温度低于温度下限时，温控补水球阀关闭。当温度高于温度上限时，温控补水球阀开启。
（2）温控设置。在设置的温度范围内，电动球阀根据温度的改变幅度呈PID调节。
（3）设置有温控显示器，用于显示煤渣温度。
2.4 PLC控制装置
根据控制要求，控制器采用和利时LM系列PLC，上位显示器采用和利时文本显示屏。PLC硬件配置如表1所示。显示屏和PLC的连接示意图如图1所示。
表1 PLC硬件配置清单
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序号 |
信号类型 |
输入输出信号说明 |
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1 |
DI |
阀检信号 |
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2 |
DI |
启动按钮 |
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3 |
DI |
电机正转 |
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4 |
DI |
电机反转 |
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5 |
AI |
温度信号输入 |
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6 |
DI |
紧急停止按钮开关 |
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7 |
DI |
手自动切换 |
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8 |
DO |
补水阀开 |
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9 |
DO |
补水阀关 |
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10 |
DO |
电磁换向阀动作 |
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11 |
DO |
报警故障 |
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12 |
DO |
破渣机正转输出 |
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13 |
DO |
破渣机反转输出 |
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14 |
DO |
破渣机再启动报警 |
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15 |
DO |
破渣机正转反转输出指示 |
图1 显示屏和PLC的连接示意图
3 液压排渣机控制系统的特点
基于和利时LM系列PLC的液压除渣机控制系统具有如下特点。
ì 稳定性和安全性
PLC和显示屏都通过了CE认证和EMC测试，可以在比较恶劣的工业生产现场工作，抵御各种恶劣条件的能力较强，这就为持续生产提供了必要的保障。此外，系统提供了一键紧急停止按钮，当现场发生事故或某个设备发生故障需要停车时，可以快速一键停止操作。
ì 操作简单
显示屏的操作界面非常人性化，每个设备环节的运行状态都有提示，每一步操作都有相应的说明，互锁的操作按钮都会相互锁定，增强了操作安全性、降低了操作门槛。
参考文献
[ 2 ] 方承远，工厂电器控制技术[M]，机械工业出版社.
作者简介：周子建，华中科技大学毕业，学士学位，研究方向为自动控制，现任北京和利时自动化驱动技术有限公司区域技术支持。
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