水泥固化线辊道控制系统的设计

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1、水泥固化线辊道控制系统的设计　　摘要：传统的继电器-接触器装置电气控制系统在水泥固化线辊道控制系统中存在着控制精度低、检修不便、故障率高、抗干扰能力差、不稳定、通用性和灵活性差、修改控制时需要重新设计布线等缺点。针对水泥固化线辊道控制系统的要求，选择了具有一系列优点的PLC控制系统对水泥固化线辊道进行控制。该文简要分析了用西门子S7-300型PLC实现水泥固化线辊道控制的方法，设计了水泥固化线辊道控制系统。该系统提高了辊道的控制精度、节约了输入输出点数、大大提高了系统的抗干扰能力，又充分发挥了工控机良好的数据分析和处理的能力。实践表明，该系统可以保证辊道的安全、可靠、

2、准确运行。　　关键词：水泥固化线辊道控制PLC控制S7-300　　中图分类号：TP342+.3文献标识码：A文章编号：1674-098X（2017）01（c）-0124-03　　可编程控制器（ProgrammableLogicController，PLC）作为集三大技术（通信、自动控制、计算机）为一体，以微处理器为基础发展起来的电子控制系统，表现出了很多优点，如，具有较强的抗干扰能力、接口简单维护方便、控制精度高，特别由于其自身具有较高的可靠性并对恶劣的工业环境有很强的适用性，同时如今的PLC控制系统在处理开关量、模拟量、位置控制、系统集中控制、通信接口等方面都有了很

3、大提高，因而在工业控制领域占据重要地位[1]。而水泥固化工段是采用水泥固化工艺将反应堆运行过程中的放射性浓缩液进行预处理、整备并形成稳定的废物包，以便运输、暂存和处置的生产线。输送辊道是水泥固化工段的主要设备之一，用于将200L金属桶自动传输到各个指定的工位进行操作。在输送固化桶的过程中，需要确保固化桶的精确位置。因此，采用PLC对系统的可靠性和安全性进行特殊设计，具有十分重要的意义。　　1水泥固化系统　　辊道输送线贯穿7个工位，由9段辊道组成，分别编号为辊道01～辊道09。包括7段直线辊道和2段旋转辊道。其中空桶准备工位设置辊道01和辊道02（旋转辊道）、过渡工位设

4、置辊道03、?窳霞幼⒐の簧柚霉醯?04、水泥加注工位设置辊道05、封盖工位设置辊道06、剂量检测工位设置辊道07（旋转辊道）、吊运工位设置辊道08、搅拌桨清洗桶暂存工位设置辊道09。辊道的控制决定着整个固化生产线的成败。水泥固化系统流程图如图1所示。　　2辊道控制方案　　2.1主要参数　　（1）运行方式：间断运行，每年完成4000个200L满载桶的往复输送。　　（2）辊道传输速度为5m/min。　　（3）辊道输送线的操作对象为200L金属桶，空桶重量50kg，单桶装料后的最大重量为450kg。　　（4）辊道均需能实现金属桶的双向传输（电机能正、反转）。　　2.2控制功

5、能要求　　（1）桶在各工位需停下时，利用辊道电机适当提前停转，或提前减速的方式，以减小固化桶对定位挡桶装置的冲击，同时保证固化桶准确的定位。　　（2）采用光电装置实现固化桶的定位。　　（3）辊道分别采用手动控制和分段程序控制两种控制方式，通过控制电机的正反转，使固化桶产生前进或后退的定向直线位移。　　（4）手动控制时，可单独启动每台辊道电机正反转。　　（5）主要控制开关及其状态指示包括：每段辊道的前进、后退和停止手动按钮及其状态指示、分段程序控制的启动按钮、停止按钮和状态指示等。　　2.3电气控制系统　　水泥固化线系统采用一一对应的模式对辊道进行控制即固化线上的每段辊

6、道对应着一台单独的电动机，通过控制电机来实现辊道的运转，为了满足工艺要求保证精度，辊道2和辊道7采用变频装置对辊道进行控制。这种单独的传动控制模式可以保证辊道控制的可靠性、高精度、大大提高生产效率。在老式的水泥固化线设计中通常采用挡板来改变辊道方向或停止，所以固化线生产中挡板要一直与固化桶接触，故挡板是固化桶运输中的易损件。随着控制技术的不断进步，固化桶与挡板的接触已经从“硬碰硬”演变成了“软着陆”[2]。该固化生产线通过采用常规电机、光电传感器、限位开关、变频装置等，对辊道进行精确的定位与控制，实现固化桶的安装可靠运输。　　该水泥固化线电气控制系统包括中央处理器、开

7、关量输入输出模块、模拟量输入输出模块、定位模块、接口模块、通信模块、继电器、光电开关、限位开关、变频器等。在辊道上装有光电开关和接近开关来对固化桶的位置进行定位，生产线窥视窗附近上安装了就地操作箱，就地控制箱上装有辊道位置监测指示灯、辊道的正反转和停止按钮及状态指示、故障指示。辊道位置信号和工作状态检测信号通过输入模块送入控制器，控制器发出指令信号并通过指示灯显示。输入信号有正反转按钮、中间继电器的触点信号等。输出信号包括电磁阀、指示灯、继电器等，它们以PLC为核心组成PLC控制系统。PLC控制系统根据输入模块接收到的信号，执行相应的PLC程序，从而