項(xiàng)目簡介

 實(shí)施地點(diǎn)：上海，建設(shè)單位：上海寶同實(shí)業(yè)有限公司

行業(yè)背景：分級(jí)、分選粉煤灰是實(shí)現(xiàn)粉煤灰資源化的關(guān)鍵，是有效利用各粒級(jí)特性的重要技術(shù)措施。粉煤灰的氣力分級(jí)和分選涉及到粉體的輸送、分級(jí)、收集、除塵等氣—固兩相流的多項(xiàng)粉體技術(shù)，其規(guī)模龐大、需與生產(chǎn)在線配套，分選生產(chǎn)的粉煤灰產(chǎn)品質(zhì)量又要達(dá)到一定的工程指標(biāo)，使分選工程帶來相當(dāng)難度。因此，設(shè)計(jì)和選用先進(jìn)的分級(jí)設(shè)備和自動(dòng)控制系統(tǒng)是這一技術(shù)的關(guān)鍵。

項(xiàng)目的大致控制的設(shè)備：

1、分級(jí)機(jī):

型    號(hào)：            SFX-I-40

數(shù)    量：            1套

出    力：            40t/h  超負(fù)荷能力不低于15%

電機(jī)功率：           15KW

分級(jí)效率：            ≥80%

氣流速度：            17.0~25m/s;

鎖氣閥卸料出力：      30t/h

電機(jī)功率：            2.2kw

防護(hù)等級(jí)：            IP44

灰氣比：             0.7-0.9KG/KG

整機(jī)重量：            5100kg

整機(jī)壽命：           ≥50000h

分選機(jī)磨損件壽命：   ≥25000h

結(jié)構(gòu)材料：主軸40Cr，葉輪葉片16Mn，分選機(jī)入口粘貼TMC-PS陶瓷耐磨片。

2、旋風(fēng)分離器：

型    號(hào)：             SXF-I-40

數(shù)    量：             2臺(tái)

效    率：             ≥95%

鎖氣閥卸料出力：       25t/h

電機(jī)功率：             2.2KW

防護(hù)等級(jí)：             IP44

整機(jī)重量：             1700kg×2

3、耐磨分選風(fēng)機(jī)

型號(hào)：                 TM9-26

數(shù)量：                  1套

風(fēng)量：                　45000~57000　　m3/h

風(fēng)壓：                  11000~12100  Pa

風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速：             1450　　　r/min

風(fēng)機(jī)總重：             2110　　kg  （未含電機(jī)重量）　

風(fēng)機(jī)葉輪材質(zhì)：         16Mn　　　                       

電動(dòng)機(jī)型號(hào)：           Y355M2-4

額定功率：              250kw

額定電壓：              380V

額定電流：             461　　A

額定轉(zhuǎn)速：             1485　r/min

防護(hù)等級(jí)：             IP55　

絕緣等級(jí)：             F級(jí)(溫升按B級(jí))    

冷卻方式：             空冷式　

軸承冷卻方式：         空冷　　     

電動(dòng)機(jī)總重：           2100　　kg

排入飛灰?guī)斓暮瑝m空氣量：2600　　m3/h

4、調(diào)速型電動(dòng)鎖氣給料機(jī)

型號(hào)：                 YDJ-E-26

數(shù)量：                 2套

出力：                 40t/h

功率：                 2.2　　kW

5、GSB輸送泵

型號(hào)：                 GSB150-20

數(shù)量：                 2臺(tái)

出力：                 20～25t/h

6、羅茨鼓風(fēng)機(jī)（輸送用）

型號(hào)：                 ARD-145

數(shù)量：                 1臺(tái)

功率：                 45KW

氣量：                 24.1m3 /min

氣壓：                 58.8KPa

轉(zhuǎn)速：                 1750rpm

7、軟啟動(dòng)器

型   號(hào)：              PSTB470/250KW

數(shù)    量：             1臺(tái)

電壓范圍：             200~690V

8、變頻器

型   號(hào)：              MM440

數(shù)    量：             2臺(tái)

功    率：             2.5/15KW

接    口：             485通訊接口

系統(tǒng)工藝主要流程圖

系統(tǒng)的簡要工藝：

粉煤灰原灰由灰斗經(jīng)輸灰系統(tǒng)進(jìn)入1#原灰?guī)欤俳?jīng)下料器均勻進(jìn)入混合器，在高壓離心風(fēng)機(jī)的作用下與空氣充分分散混合后進(jìn)入分選機(jī)。分選機(jī)內(nèi)渦輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高速旋流，在分選機(jī)下部還配有二次風(fēng)調(diào)節(jié)閥，按原灰品質(zhì)調(diào)整渦輪轉(zhuǎn)速與二次風(fēng)量，可借離心力與拖拽力的平衡以達(dá)到最合適的粉料粒徑與收取率。分級(jí)后的粗顆粒自分選機(jī)下部錐斗經(jīng)鎖氣器進(jìn)入2#粗灰?guī)熘?，分離出來的細(xì)灰則從分選取機(jī)上部出口隨負(fù)壓風(fēng)抽入在細(xì)灰?guī)祉數(shù)男L(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器每套兩臺(tái)一組，對稱并列，在旋風(fēng)分離器內(nèi)灰氣分離，分離出來的細(xì)灰（即分選成品灰）從旋風(fēng)分離器下部出口往電動(dòng)鎖氣器進(jìn)入5#細(xì)灰?guī)臁?/span>3#細(xì)灰?guī)旌?/span>4#細(xì)灰?guī)欤鳛?/span>5#細(xì)灰?guī)斓难a(bǔ)充(圖上未顯)，當(dāng)5#細(xì)灰?guī)炝衔桓邥r(shí)，用戶可選擇通過一臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)把5#細(xì)灰?guī)斓募?xì)灰往3#、4#細(xì)灰?guī)旆謩e輸送。

項(xiàng)目當(dāng)中使用的西門子自動(dòng)化產(chǎn)品：

實(shí)施項(xiàng)目控制系統(tǒng)組建（方案一）

在這套系統(tǒng)之后，筆者又采用了PC ACCESS作為接口軟件 ，實(shí)現(xiàn)了WINCC與S7-200的通訊，于是上面的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)又可以改進(jìn)為：（方案二）

其中的CP5611可用PC/PPI電纜代替，或者采用下表的硬件和相應(yīng)的協(xié)議來實(shí)現(xiàn)，WINCC面對的只是PC Acess，而PC Access所支持的協(xié)議如下，所以下表中的硬件都可以采用。

PPI（通過RS-232PPI和USB/PPI電纜）

MPI（通過相關(guān)的CP卡）

Profibus-DP（通過CP卡）

S7協(xié)議（以太網(wǎng)）

Modems（內(nèi)部的或外部的，使用TAPI 驅(qū)動(dòng)器）

使用方案二的特點(diǎn)：

通信速度比較慢，依賴于PC Acess 軟件，擴(kuò)展不方便。

所有協(xié)議允許同時(shí)有8個(gè)PLC連接

一個(gè)PLC通信口允許有4個(gè)PC機(jī)的連接，其中一個(gè)連接預(yù)留給Micro/WIN

PC Access與Micro/WIN可以同時(shí)訪問CPU

支持S7-200所有內(nèi)存數(shù)據(jù)類型

而方案一

傳送數(shù)據(jù)區(qū)域有限（最大64字節(jié)），在PLC中也必須進(jìn)行相應(yīng)的處理，且硬件成本高，需要的CP5611、EM277 Profibus-DP、Profibus總線等硬件，還需要配置虛擬PC STATION，較方案二而言，方案一的數(shù)據(jù)傳輸速度，擴(kuò)展性（最大能擴(kuò)展99個(gè)EM277），實(shí)時(shí)性都比方案二要好。

組態(tài)系統(tǒng)流程主畫面

 分選系統(tǒng)參數(shù)及控制

 （分選機(jī)和給料機(jī)的返回代碼注釋）

分選機(jī)與給料機(jī)采用USS協(xié)議與PLC通訊，而這兩臺(tái)設(shè)備在這套系統(tǒng)中的起著關(guān)鍵的作用，特設(shè)代碼反饋給上位機(jī)，第一時(shí)間給系統(tǒng)維護(hù)人員第一手資料，迅速的排除變頻器通訊這方面的故障，下面是代碼的說明：

0  無錯(cuò)。

1  驅(qū)動(dòng)器不應(yīng)答。

2  檢測到來自驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)答中檢驗(yàn)和錯(cuò)誤。

3  檢測到來自驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)答中校驗(yàn)錯(cuò)誤。

4  來自用戶程序的干擾造成錯(cuò)誤。

5  嘗試非法命令。

6  提供非法驅(qū)動(dòng)器地址。

7  未為USS協(xié)議設(shè)置通訊端口。

8  通訊端口正在忙于處理指令。

9  驅(qū)動(dòng)器速度輸入超出范圍。

10 驅(qū)動(dòng)器應(yīng)答長度不正確。

11 驅(qū)動(dòng)器應(yīng)答第一個(gè)字符不正確。

12 驅(qū)動(dòng)器應(yīng)答中的字符長度不受USS指令支持。

13 錯(cuò)誤的驅(qū)動(dòng)器應(yīng)答。

14 提供的DB_Ptr地址不正確。

15 提供的參數(shù)號(hào)不正確。

16 選擇了無效協(xié)議。

17 USS激活，不允許改動(dòng)。

18 指定了非法波特率。

19 無通訊：驅(qū)動(dòng)器未設(shè)為激活。

20 驅(qū)動(dòng)器應(yīng)答中的參數(shù)或數(shù)值不正確或包含錯(cuò)誤代碼。

21 返回一個(gè)雙字?jǐn)?shù)值，而不是請求的字?jǐn)?shù)值。

22 返回一個(gè)字?jǐn)?shù)值，而不是請求的雙字?jǐn)?shù)值。

輔助設(shè)備：渣庫設(shè)備的控制和狀態(tài)顯示

輔助設(shè)備：灰?guī)煸O(shè)備的控制和狀態(tài)顯示

 設(shè)備啟停順序表：

系統(tǒng)控制原理：

從原灰?guī)烊』遥瑔?dòng)變頻給料機(jī)，并給出一定的頻率，原灰進(jìn)入分選系統(tǒng)氣灰混合器。氣灰在氣灰混合器內(nèi)充分混合后，在系統(tǒng)負(fù)壓風(fēng)的作用下，被及入安裝在粗灰?guī)祉數(shù)念A(yù)處理器，10%左右的粗灰在此沉降進(jìn)入粗灰?guī)欤溆嘣覐念A(yù)處理器上部出口進(jìn)入分選機(jī)，粗細(xì)灰在此分離，分離出來的粗灰由分選機(jī)下部出口往給料機(jī)進(jìn)入粗灰?guī)?；分離出來的細(xì)灰則從分選取機(jī)上部出口隨負(fù)壓風(fēng)抽入在細(xì)灰?guī)祉數(shù)男L(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器每套兩臺(tái)一組，對稱并列，在旋風(fēng)分離器內(nèi)灰氣分離，分離出來的細(xì)灰（即分選成品灰）從旋風(fēng)分離器下部出口往電動(dòng)鎖氣器進(jìn)入細(xì)灰?guī)??；覛鈩t從旋風(fēng)分離器下部出口往回到氣灰混合器，形成負(fù)壓閉路特環(huán)。

控制系統(tǒng)完成的功能

1）分選機(jī)渦輪轉(zhuǎn)速可通過變頻器對分級(jí)機(jī)電機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速；

2）系統(tǒng)風(fēng)量可通過高壓離心風(fēng)機(jī)進(jìn)口調(diào)節(jié)風(fēng)門進(jìn)行調(diào)節(jié)；

3）可通過分級(jí)機(jī)的二次風(fēng)門進(jìn)行調(diào)節(jié)；

4）可通過系統(tǒng)設(shè)置的調(diào)節(jié)門進(jìn)行調(diào)節(jié)；

5）下灰給料機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)。

系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，只需通過對變頻器數(shù)字調(diào)節(jié)，即可確保成品灰細(xì)度（45μm方孔篩篩余）達(dá)到在3～25%范圍內(nèi)的任意粒級(jí)要求。

分選控制系統(tǒng)現(xiàn)具有以下功能：

1）計(jì)算機(jī)UPS斷電保護(hù)

2）支持PROFIBUS－DP通信協(xié)議，通過此協(xié)議可將設(shè)備延伸到工業(yè)級(jí)全自動(dòng)化通信網(wǎng)PROFIBUS中。

3）變頻器通信控制系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

4）全自動(dòng)程控運(yùn)行、遠(yuǎn)方軟操、就地手操

5）分選機(jī)與給料機(jī)變頻器的制控、頻率設(shè)定、頻率輸出顯示

6）主風(fēng)機(jī)的電流、電壓上位機(jī)中顯示

7）對異?；蚴鹿薁顟B(tài)下通過聲光報(bào)警顯示，并相應(yīng)處理。

8）主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)上位機(jī)顯示

9）灰?guī)斓牧衔粫r(shí)時(shí)顯示

10）完整、清晰的煤灰工藝流向顯示

結(jié)束語

本系統(tǒng)施工單位：長沙德比粉煤灰工程設(shè)備有限公司,建設(shè)單位:上海寶同實(shí)業(yè)有限公司，從2005年11月施工到2006年5月峻工，我公司協(xié)同德比公司全面完成上海寶同粉煤灰工程的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試、試運(yùn)行工作，無論是從系統(tǒng)工藝、還是自動(dòng)化控制，都受到了業(yè)主的一致好評(píng)，并順利通過驗(yàn)收，現(xiàn)已投產(chǎn)使用。本次系統(tǒng)工藝和設(shè)備均由長沙德比粉煤灰工程設(shè)備公司提供，電氣設(shè)計(jì)和設(shè)備調(diào)試由我公司（長沙易控工業(yè)自動(dòng)化有限公司）李紅、李先念、章武新完成，系統(tǒng)調(diào)試過程中得到了德比公司和寶同實(shí)業(yè)的大力支持，在此表示感謝！