6ES7511-1TL03-0AB0性能参数

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基于PLC的汽车入场煤采样机自动化控制系统设计

      4 研发评估

采用带煤质在线分析的采制样机有以下优缺点。

4.1系统优点

从采制样到化验分析，完全是自动完成，排除了人为干扰因素，保了样品的真实性。正常工作情况下，从采制样到分析煤质结果只需一个工作人员，节省了劳动力。采集的煤样不必经过焦化厂化验室化学分析，其分析数据自动存入焦化厂信息管理系统的数据库，使数据在一定权限内共享，方便管理、查询和打印，减少了焦化厂二次制样和化学分析，提高了工作效率。采样机使用刷卡制，避免了漏采的可能性，便于焦化厂对车辆的管理。采样机采用plc与工控机共同控制的方式，维修量小，可靠性高。煤样分析数据自动存入信息管理系统的数据库，方便焦化厂其他工作人员的查询，提高了信息的快速性。采用plc控制，运用成熟的自动控制技术，使采样机的采样头能在*的三维空间内任意一点采样，自动完成旋转，下降，采样，上升，回位，卸样，破碎，缩分，分矿点收集子样、弃样等工作。该机器适应国内各种运媒或散状矿石的车型。该机的采样头采用安阳鑫达自控科技有限公司的专利产品，具有良好的水份适应性，公司自行研制的防止破碎机内腔粘煤和堵塞装置（已申请专利）应用于制样系统的破碎机，对提高制样系统的水份适应性起到了关键作用目前国外同类产品的水份适应性在12%左右，国内同类产品的水份适应性在10%左右，而我公司产品的水份适应性达到16%。

4.2系统缺点

目前国内的灰水在线分析仪发展还不十分完善，还主要依靠国外进口，因此造价较高，一次性投资大。由于灰水分析仪需要煤质的静态和动态的标定，且此工作较繁琐，因此调试标定工作需反复进行。

5结束语

原煤自动采制样装置是针对燃煤焦化厂对控制入厂煤的质量而研发的产品，采制样装置通过精心设计，具有结构简单、性能可靠、采样精度高、对煤中的难碎异物具有很强的适应能力等特点。采样系统的设计、制造完全符合有关国家标准和国际标准，可保证采样数据准确性，满足商业结算或正平衡计算发电煤耗的要求。该装置主要用于焦化厂、燃煤电厂及类似以煤作燃料的大型企业，也可用于冶金企业矿粉类采样。采用的自动化设备是提高我们工作效率的必由之路，也是社会发展的必然趋势。随着我国经济的发展，灰水分析仪的完善，计算机控制和灰水分析仪与自动化采制样设备的结合将是采制样设备的发展方向

1引言

热风炉是给高炉提供热风的炼铁设备。在燃烧期，热风炉燃烧高炉煤气，产生的废气流经蓄热室，使蓄热室的格子砖蓄热。在送风期，冷风反向流经蓄热室被加热后送往高炉，为高炉提供连续的、适宜温度的热风，以提高冶炼强度，降低焦比，达到高炉节能降耗的目的。由于种种原因，相当多的热风炉控制落后，运行状况并不令人满意，有的甚至是手动控制。操作者通常依据个人经验手动调节煤气量和空气量以控制热风炉拱顶温度和废气温度，通入其中的空气和燃气很难恰到好处。由于控制不当，送风温度一直偏低，造成资源的严重浪费，影响高炉的冶炼。热风炉采用自动控制，可以降低操作人员的劳动强度，确保系统安全稳定运行，在一定的程度上起到了降低能耗，提高风温的作用。

2热风炉的工艺概述

热风炉有燃烧、焖炉、送风三种状态，按燃烧、送风的周期循环工作。其过程为：热风阀、冷风阀关闭，烟道阀和助燃空气、煤气切断阀，调节阀打开时为燃烧状态。此时助燃空气和煤气按空燃比混合，在热风炉顶部燃烧，高温烟气从上向下经过球床体，将热量存储在热风炉内。当拱顶和烟道温度达到设定值，蓄热室储存足够热量，关闭煤气、助燃空气的调节阀、切断阀，关闭烟道阀，热风炉处于焖炉状态，等待送风。需要热风炉送风时，先打开冷风均压阀使冷风阀两端的差压减小，再打开冷风阀和热风阀，关闭冷风均压阀，热风炉处于送风状态。此时，冷风从下向上经过热风炉球床体，被加热成温度略低于拱顶的热风，将储存于热风炉内的热量送往高炉。随着送风时间的延长，风温逐渐下降，热风炉再转入燃烧状态，循环工作。

新1#高炉配备3座热风炉，设置有“两烧一送”、“一烧两送”（正常工作）、“一烧一送”（非正常）三种送风制度，由操作人员根据高炉送风需要选取。3座热风炉根据送风制度，遵循拱顶和烟道温度先达到设定值的热风炉先送风的优选原则，交替燃烧、送风，向高炉连续供风。除高炉休风外，系统中应至少有1座热风炉处于送风状态。

3系统设计

3.1系统结构设计

系统结构分工程师/操作员站、plc控制站2级，网络分上层管理网、下层控制网2层，见图1。上层管理网连接plc控制站和操作员/工程师站，符合tcp/ip协议，通信速率100mb/s，介质为双绞线。plc控制站通过140 noe 771 01以太网适配器与路由器连接，操作员/工程师站为工控机，通过网卡与路由器连接。plc控制站由四个机架组成，其中机架1为主站，其余3个机架为分站。主站和分站之间通过rio处理器接口，rio分支器以及f接头进行连接。采用该网络结构模式具有安装灵活、性价比高的特点。工程师/操作员站使用schneider编程软件concept和ifix软件完成plc的控制逻辑和人机界面的组态。热风炉控制系统配备2台操作员站，互为备用，接收plc控制站的实时数据，显示热风炉生产过程的流程图、设备运行状况和过程参数值；提供过程量设定值和控制参数的设定、修改画面；显示实时/历史趋势并形成历史数据库；显示设备故障和控制系统自身故障的报警画面；实现报表的生成和打印。另外，系统配备了脱离自动化控制系统的操作台，并将关键的工艺参数用二次仪表加以显示，以便在控制系统的非正常状态时进行手动操作，避免控制系统故障带来的损失。

3.2系统控制功能设计

热风炉主要是为高炉提供稳定高温的热风，主要检测项目有拱顶温度、废气温度、换热器助燃风出/入口温度、换热器废气入/出口温度、煤气和助燃风压力、流量、冷却水压力、流量等。控测信号进入plc后进行线性化计算，气体流量温度与压力补正，并在操作员/工程师站上显示所有数据。

（1）顺序控制。plc控制站检测各热风炉的阀门位置和拱顶温度等参数，分析热风炉状态，根据送风制度和送风优选原则，向热风炉发出送风、焖炉、燃烧的指令，使阀门按规定的顺序和连锁要求动作，完成热风炉的状态转换和热风炉之间的送风切换，实现向高炉连续送风的目的。此外，实现系统的安全保护，保证热风炉安全生产