項目簡介

 實施地點：上海，建設(shè)單位：上海寶同實業(yè)有限公司

行業(yè)背景：分級、分選粉煤灰是實現(xiàn)粉煤灰資源化的關(guān)鍵，是有效利用各粒級特性的重要技術(shù)措施。粉煤灰的氣力分級和分選涉及到粉體的輸送、分級、收集、除塵等氣—固兩相流的多項粉體技術(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)量又要達到一定的工程指標，使分選工程帶來相當難度。因此，設(shè)計和選用先進的分級設(shè)備和自動控制系統(tǒng)是這一技術(shù)的關(guān)鍵。

項目的大致控制的設(shè)備：

1、分級機:

型    號：            SFX-I-40

數(shù)    量：            1套

出    力：            40t/h  超負荷能力不低于15%

電機功率：           15KW

分級效率：            ≥80%

氣流速度：            17.0~25m/s;

鎖氣閥卸料出力：      30t/h

電機功率：            2.2kw

防護等級：            IP44

灰氣比：             0.7-0.9KG/KG

整機重量：            5100kg

整機壽命：           ≥50000h

分選機磨損件壽命：   ≥25000h

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

2、旋風(fēng)分離器：

型    號：             SXF-I-40

數(shù)    量：             2臺

效    率：             ≥95%

鎖氣閥卸料出力：       25t/h

電機功率：             2.2KW

防護等級：             IP44

整機重量：             1700kg×2

3、耐磨分選風(fēng)機

型號：                 TM9-26

數(shù)量：                  1套

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

風(fēng)壓：                  11000~12100  Pa

風(fēng)機轉(zhuǎn)速：             1450　　　r/min

風(fēng)機總重：             2110　　kg  （未含電機重量）　

風(fēng)機葉輪材質(zhì)：         16Mn　　　                       

電動機型號：           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

防護等級：             IP55　

絕緣等級：             F級(溫升按B級)    

冷卻方式：             空冷式　

軸承冷卻方式：         空冷　　     

電動機總重：           2100　　kg

排入飛灰?guī)斓暮瑝m空氣量：2600　　m3/h

4、調(diào)速型電動鎖氣給料機

型號：                 YDJ-E-26

數(shù)量：                 2套

出力：                 40t/h

功率：                 2.2　　kW

5、GSB輸送泵

型號：                 GSB150-20

數(shù)量：                 2臺

出力：                 20～25t/h

6、羅茨鼓風(fēng)機（輸送用）

型號：                 ARD-145

數(shù)量：                 1臺

功率：                 45KW

氣量：                 24.1m3 /min

氣壓：                 58.8KPa

轉(zhuǎn)速：                 1750rpm

7、軟啟動器

型   號：              PSTB470/250KW

數(shù)    量：             1臺

電壓范圍：             200~690V

8、變頻器

型   號：              MM440

數(shù)    量：             2臺

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)進入1#原灰?guī)欤俳?jīng)下料器均勻進入混合器，在高壓離心風(fēng)機的作用下與空氣充分分散混合后進入分選機。分選機內(nèi)渦輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高速旋流，在分選機下部還配有二次風(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到最合適的粉料粒徑與收取率。分級后的粗顆粒自分選機下部錐斗經(jīng)鎖氣器進入2#粗灰?guī)熘校蛛x出來的細灰則從分選取機上部出口隨負壓風(fēng)抽入在細灰?guī)祉數(shù)男L(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器每套兩臺一組，對稱并列，在旋風(fēng)分離器內(nèi)灰氣分離，分離出來的細灰（即分選成品灰）從旋風(fēng)分離器下部出口往電動鎖氣器進入5#細灰?guī)臁?/span>3#細灰?guī)旌?/span>4#細灰?guī)欤鳛?/span>5#細灰?guī)斓难a充(圖上未顯)，當5#細灰?guī)炝衔桓邥r，用戶可選擇通過一臺羅茨鼓風(fēng)機把5#細灰?guī)斓募毣彝?/span>3#、4#細灰?guī)旆謩e輸送。

項目當中使用的西門子自動化產(chǎn)品：

實施項目控制系統(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)動器）

使用方案二的特點：

通信速度比較慢，依賴于PC Acess 軟件，擴展不方便。

所有協(xié)議允許同時有8個PLC連接

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

PC Access與Micro/WIN可以同時訪問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，擴展性（最大能擴展99個EM277），實時性都比方案二要好。

組態(tài)系統(tǒng)流程主畫面

 分選系統(tǒng)參數(shù)及控制

 （分選機和給料機的返回代碼注釋）

分選機與給料機采用USS協(xié)議與PLC通訊，而這兩臺設(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，第一時間給系統(tǒng)維護人員第一手資料，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。

1  驅(qū)動器不應(yīng)答。

2  檢測到來自驅(qū)動器的應(yīng)答中檢驗和錯誤。

3  檢測到來自驅(qū)動器的應(yīng)答中校驗錯誤。

4  來自用戶程序的干擾造成錯誤。

5  嘗試非法命令。

6  提供非法驅(qū)動器地址。

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)動器速度輸入超出范圍。

10 驅(qū)動器應(yīng)答長度不正確。

11 驅(qū)動器應(yīng)答第一個字符不正確。

12 驅(qū)動器應(yīng)答中的字符長度不受USS指令支持。

13 錯誤的驅(qū)動器應(yīng)答。

14 提供的DB_Ptr地址不正確。

15 提供的參數(shù)號不正確。

16 選擇了無效協(xié)議。

17 USS激活，不允許改動。

18 指定了非法波特率。

19 無通訊：驅(qū)動器未設(shè)為激活。

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

21 返回一個雙字數(shù)值，而不是請求的字數(shù)值。

22 返回一個字數(shù)值，而不是請求的雙字數(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幼冾l給料機，并給出一定的頻率，原灰進入分選系統(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入粗灰?guī)欤溆嘣覐念A(yù)處理器上部出口進入分選機，粗細灰在此分離，分離出來的粗灰由分選機下部出口往給料機進入粗灰?guī)欤环蛛x出來的細灰則從分選取機上部出口隨負壓風(fēng)抽入在細灰?guī)祉數(shù)男L(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器每套兩臺一組，對稱并列，在旋風(fēng)分離器內(nèi)灰氣分離，分離出來的細灰（即分選成品灰）從旋風(fēng)分離器下部出口往電動鎖氣器進入細灰?guī)臁；覛鈩t從旋風(fēng)分離器下部出口往回到氣灰混合器，形成負壓閉路特環(huán)。

控制系統(tǒng)完成的功能

1）分選機渦輪轉(zhuǎn)速可通過變頻器對分級機電機實現(xiàn)無級調(diào)速；

2）系統(tǒng)風(fēng)量可通過高壓離心風(fēng)機進口調(diào)節(jié)風(fēng)門進行調(diào)節(jié)；

3）可通過分級機的二次風(fēng)門進行調(diào)節(jié)；

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

5）下灰給料機進行變頻調(diào)節(jié)。

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

分選控制系統(tǒng)現(xiàn)具有以下功能：

1）計算機UPS斷電保護

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)級全自動化通信網(wǎng)PROFIBUS中。

3）變頻器通信控制系統(tǒng)的可擴展性。

4）全自動程控運行、遠方軟操、就地手操

5）分選機與給料機變頻器的制控、頻率設(shè)定、頻率輸出顯示

6）主風(fēng)機的電流、電壓上位機中顯示

7）對異常或事故狀態(tài)下通過聲光報警顯示，并相應(yīng)處理。

8）主要設(shè)備的運行狀態(tài)上位機顯示

9）灰?guī)斓牧衔粫r時顯示

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化控制系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試、試運行工作，無論是從系統(tǒng)工藝、還是自動化控制，都受到了業(yè)主的一致好評，并順利通過驗收，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)計和設(shè)備調(diào)試由我公司（長沙易控工業(yè)自動化有限公司）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業(yè)的大力支持，在此表示感謝！