天車(chē)電氣控制系統改造
天車(chē)電氣控制系統改造【1】
摘 要：針對天車(chē)使用過(guò)程中，繼電器-接觸器控制系統的可靠性差、故障率高、維護困難、電器元件損耗大的問(wèn)題進(jìn)行分析，通過(guò)采用了PLC代替繼電器-接觸器控制，將變頻器代替電動(dòng)機轉子串頻敏電阻器的調速方式，對天車(chē)進(jìn)行改造，效果顯著(zhù)，解決了實(shí)際問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：天車(chē) PLC 變頻器 電動(dòng)機
前言：天車(chē)是一種用來(lái)起吊、放下和搬運重物、并使重物在一定距離內水平移動(dòng)的起重、搬運的設備，在生產(chǎn)過(guò)程中有著(zhù)重要應用。
它是由大車(chē)、小車(chē)、減速機、電動(dòng)機、控制系統等設備構成。
它的運轉情況直接影響到正常生產(chǎn)，甚至涉及到工人的人身安全。
一、 天車(chē)常見(jiàn)問(wèn)題
1、起動(dòng)時(shí)電流對電網(wǎng)沖擊大，電能浪費嚴重。
2、設備使用壽命縮短，安全系數較差，運行可靠性低。
3、容易造成電能的浪費。
4、起重機工作量大，切換十分頻繁，觸頭容易燒壞。
同時(shí)因工作環(huán)境惡劣，轉子回路串接的銅電阻經(jīng)常燒壞、斷裂。
設備故障率比較高，維修工作量比較大。
5、升降電動(dòng)機有時(shí)會(huì )受力不均勻，易過(guò)載，直接造成電機損壞或者鋼絲繩斷裂。
6、起重機經(jīng)常性的反復操作，終處于大電流工作狀態(tài)，降低了電器元件和電動(dòng)機的使用壽命。
7、起重機工作的協(xié)調性主要靠操作人員的熟練程度。
勞動(dòng)強度大，容易疲勞和誤操作。
針對以上不足，本次改造的起重機采用PLC和繼電器----接觸器控制，電動(dòng)機調速方式采用變頻調速，可實(shí)現了起重機的電氣自動(dòng)化控制。
二、改造方案
交流電動(dòng)機的調速方式很多，綜合各種性能最佳者為變頻調速方式。
(一)拖動(dòng)系統
1、電動(dòng)機選型：
大車(chē)與小車(chē)所用電動(dòng)機選用普通的籠型轉子異步電動(dòng)機即可， 升降用電動(dòng)機，應選用變頻專(zhuān)用的籠型轉子異步電動(dòng)機。
2、調速方法
目前國際上最先進(jìn)的就是變頻調速。
變頻后轉速可以分檔控制，改進(jìn)中對主鉤電動(dòng)機可采用分幾段速度運行，從低到高逐步切換，這樣，就能有效的防止了電動(dòng)機的全矩啟動(dòng)。
3、制動(dòng)方式
(二)采用再生制動(dòng)、直流制動(dòng)和電磁機械制動(dòng)相結合的方法。
1)首先，通過(guò)變頻器調速系統的再生制動(dòng)和直流制動(dòng)把運動(dòng)中的大車(chē)、小車(chē)和起重機的速度迅速而準確地降到0;
2)對于起重機，常常會(huì )有重物在半空中停留一段時(shí)間，而變頻調速系統雖然能使重物靜止，但因設備容易受到外界因素的干擾，因此，利用電磁制動(dòng)器進(jìn)行機械制動(dòng)仍然是必須的。
(三)變頻調速系統的控制要點(diǎn)
天車(chē)拖動(dòng)系統的控制動(dòng)作包括：大車(chē)的左、右行走及速度檔位;小車(chē)的前、后行走及速度檔位;起重機的升、降及速度檔位等。
所有這些，都可以通過(guò)程序PLC進(jìn)行無(wú)觸點(diǎn)控制。
天車(chē)控制系統中需要引起注意的是關(guān)于防止溜鉤的控制。
在電磁制動(dòng)器抱住之前和松開(kāi)之后的瞬間，極易發(fā)生重物由停止狀態(tài)下滑的現象，稱(chēng)為溜鉤。
防止溜鉤控制需要注意的是：
1)電磁制動(dòng)器在通電到斷電(或從斷電到通電)之間是需要時(shí)間的，因此，變頻器如過(guò)早地停止輸出，將容易出現溜鉤。
2)變頻器必須避免在電磁制動(dòng)器抱閘的情況下輸出較高頻率，以免發(fā)生“過(guò)流”而跳閘的誤動(dòng)作。
三.采用變頻調速的優(yōu)點(diǎn)
1.變頻器調速系統的保護功能強
1)變頻調速以其體積小、通用性強、動(dòng)態(tài)響應快、工作頻率高、保護性能完善、可靠性好、使用方便等卓越的性能而優(yōu)于以往的任何調速方式;
2)使用變頻器，可以進(jìn)行電機的軟啟動(dòng)，而讓電機具有很快的動(dòng)態(tài)響應并且實(shí)現無(wú)級調速;另外對電機的一些參數做到補償;對電源|穩壓器的缺相、欠壓、過(guò)壓、過(guò)流等都能做到很及時(shí)很準確的檢測而自動(dòng)采取應變措施保護電機;
2.工作可靠性顯著(zhù)提高
1)電磁鐵的壽命可延長(cháng)
原拖動(dòng)系統是在運動(dòng)的狀態(tài)下進(jìn)行抱閘的，采用變頻調速后，可以在基本停住的狀態(tài)下進(jìn)行抱閘，閘皮的磨損可減小;
2)操作手柄不易損壞
原系統的操作手柄因常常受力過(guò)大，易損件。
采用變頻調速后，操作手柄的受力將大大的減小，不容易損壞;
3)控制系統的故障率大為下降
原系統是由于十分復雜的接觸器、繼電器系統進(jìn)行控制的，故障率較高。
采用了變頻調速控制系統后，控制系統可大大簡(jiǎn)化，可靠性大為提高。
4)節能效果十分顯著(zhù)， 轉子回路的采用變頻調速系統后，非但外接電阻內消耗的大量電能可以完全節約，并且在起重機放下重物時(shí)，還可將重物釋放的位能反饋給電源。
5)調速質(zhì)量明顯提高 ，并且調速平穩，能夠長(cháng)時(shí)間低速運行，具有很高的定位精度和運行效率。
6)可簡(jiǎn)化傳動(dòng)鏈 能進(jìn)行無(wú)級調速，可省去減速箱，使傳動(dòng)鏈結構簡(jiǎn)單，設計標準化。
3.PLC的特點(diǎn)：
PLC按控制程序來(lái)對起重機各種工況進(jìn)行協(xié)調，并決定其工作狀態(tài)。
工作可靠，掃描速度快，控制靈活。
具有體積小，結構緊湊;硬件資源豐富，執行速度高;獨特的抗干擾設計，數據的掉電保護功能;板件嚴格的三防處理，適應惡劣現場(chǎng)環(huán)境。
四、效果
針對原控制系統中的不足，經(jīng)過(guò)改造后的變頻調速控制系統具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
1.變頻器調速控制系統的保護功能強
2.工作可靠性顯著(zhù)提高，
3.節能效果十分可觀(guān)
4.調速質(zhì)量明顯提高，具有很高的定位精度和運行效率。
5.可簡(jiǎn)化傳動(dòng)鏈，實(shí)現進(jìn)行無(wú)級調速，
五、結束語(yǔ)
通過(guò)對天車(chē)電氣控制系統的改造，解決了原設計中存在的問(wèn)題，實(shí)現了安全生產(chǎn)和節能降耗。
電氣控制系統改造施工技術(shù)【2】
摘要：隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統機床的應用已經(jīng)難以滿(mǎn)足現代工廠(chǎng)的需求，機床的改進(jìn)迫在眉睫，而通過(guò)使用PLC設計機床電氣控制系統，可以提高電氣控制系統的穩定性和可靠性，從而提高產(chǎn)品的良品率和生產(chǎn)效率。
本文主要解析萬(wàn)能銑床電氣控制系統的改造技術(shù)，為機床設計人員提供參考。
關(guān)鍵詞：電氣控制系統，改造施工，技術(shù)解析
一.前言
隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟水平的不斷發(fā)展，機床作為現代工業(yè)加工不可缺少的一部分，需要謀求更多的創(chuàng )新和改良，才能適應社會(huì )的不斷進(jìn)步。
PLC具有可靠性高、抗干擾能力強、擴展性好、組態(tài)靈活、維修方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，在機床電氣控制系統改造具有重要的作用意義。
下面將進(jìn)一步介紹關(guān)于PLC在萬(wàn)能銑床電氣控制系統中的改造技術(shù)。
二.萬(wàn)能銑床的電氣控制要求及其改造原則
1.萬(wàn)能銑床的電氣控制要求
萬(wàn)能銑床的電氣控制應滿(mǎn)足以下要求：
(一)X62W萬(wàn)能銑床的主運動(dòng)和進(jìn)給運動(dòng)之間沒(méi)有速度比例協(xié)調的要求，各自采用單獨的籠型異步電動(dòng)機拖動(dòng)。
(二)為了能進(jìn)行順銑和逆銑加工，要求主軸能夠實(shí)現正反轉。
(三)為了提高主軸旋轉的均勻性，并消除銑削加工時(shí)的振動(dòng)，主軸上裝有飛輪。
這使主軸轉動(dòng)慣量較大。
因此，要求主軸電動(dòng)機有停車(chē)制動(dòng)控制裝置。
(四)為適應加工的需要，主軸轉速與進(jìn)給速度應有較寬的調節范圍。
X62W銑床采用機械變速的方法，為保證變速時(shí)齒輪易于嚙合，減小齒輪端面的沖擊，要求變速時(shí)有電機瞬時(shí)沖動(dòng)。
(五)進(jìn)給運動(dòng)和主軸運動(dòng)應有電氣連鎖。
為了防止主軸未轉動(dòng)時(shí)工作臺將工件送進(jìn)，損壞刀具或工件，進(jìn)給運動(dòng)應在銑刀旋轉之后才能進(jìn)行。
為了降低加工工件的表面粗糙度，必須在銑刀停轉前停止進(jìn)給運動(dòng)。
(六)工作臺在6個(gè)方向上運動(dòng)要有連鎖，使工作臺在上、下、左、右、前、后6個(gè)方向上，只能有一個(gè)方向的進(jìn)給運動(dòng)。
(七)為了適應工作臺在6個(gè)方向上運動(dòng)的要求，進(jìn)給電動(dòng)機應能正反轉。
快速運動(dòng)由進(jìn)給電動(dòng)機與快速電磁鐵配合完成。
(八)圓工作臺運動(dòng)只需一個(gè)轉向，且與工作臺進(jìn)給運動(dòng)要有連鎖，不能同時(shí)進(jìn)行。
(九)冷卻泵電動(dòng)機M3只要求單方向轉動(dòng)。
(十)為操作方便，應能在兩處控制各部件的啟動(dòng)和停止。
2.萬(wàn)能銑床的改造原則
(一)控制系統的電氣操作方法不變。
(二)電氣系統的控制元件不變。
(三)控制線(xiàn)路熱繼電器控制不變。
(四)指示燈接線(xiàn)不變。
(五)變速箱結構和操作方法不變。
(六)銑床工藝不變。
(七)原繼電器控制中的硬件接線(xiàn)用軟件來(lái)實(shí)現。
三.萬(wàn)能銑床的電氣控制系統改造
1.改造規劃
保留原有電氣控制主電路，所有輸入、輸出設備不變。
2.PLC的選擇
X62W銑床經(jīng)PLC改造后，PLC輸入、輸出端口的總個(gè)數為22個(gè)。
依據工程經(jīng)驗，要預留端口總數的10%作為備用端口，同時(shí)還要預留報警電路和故障顯示電路端口，功能擴展端口和工藝控制等問(wèn)題所需的端口，選用I/O總端口數為48個(gè)的三菱FX2N一48MR型號的PLC比較合適。
其輸入端口數為24個(gè)，輸出端口數為24個(gè)。
3.硬件電路設計
根據萬(wàn)能銑床電氣控制要求，輸入輸出均為開(kāi)關(guān)量，需要PLC檢測的輸入信號有6個(gè)按鈕，2個(gè)選擇開(kāi)關(guān)，8個(gè)行程開(kāi)關(guān)，共計l6個(gè)。
PLC輸出控制信號有：3個(gè)電磁離合器，3個(gè)繼電器，共6個(gè)。
因此，選用FXlS一30MR(繼電器輸出，整體式)PLC能滿(mǎn)足控制要求。
PLC的FX1S～30MR通道分配是根據其控制對象的特點(diǎn)和控制要求，將I/O的輸入輸出口與相應的電氣設備相連，達到控制和檢測的目的。
4.PLC的控制軟件設計
根據機床控制要求，進(jìn)行PLC控制軟件設計。
在應用PLC進(jìn)行設計過(guò)程中，運用了1個(gè)輔助繼電器，用來(lái)簡(jiǎn)化程序的設計，在編制程序的過(guò)程中，充分考慮了系統的安全性，運用了具有互鎖功能的設計，如串聯(lián)了Y001、Y002常閉觸點(diǎn)，用來(lái)完成對KM2、KM3的保護控制，從而提高了整個(gè)機床控制系統運行的可靠性，在程序設計中，將不同控制方式的程序分別編寫(xiě)，這樣使程序結構清晰，編程方便。
四.PLC改造過(guò)程中需注意的問(wèn)題
1.t/O點(diǎn)的合理分配
PLC的I/0點(diǎn)地址應根據輸入設備和輸出設備的數量和型號來(lái)分配，以便繪制接線(xiàn)圖和編寫(xiě)程序。
特別是PLC的輸出點(diǎn)，獨立輸出時(shí)不同輸出點(diǎn)需要獨立的電源供電，并且各輸出點(diǎn)之間必須做好相互隔離，而分組輸出時(shí)不同輸出點(diǎn)則可以共用電源供電。
另外，選購PLC時(shí)一般要在實(shí)際需要點(diǎn)數的基礎上留有至少10%～15%的裕量，以方便系統的升級和擴展使用。
2.PLC輸出類(lèi)型的匹配
在改造中要保證外圍設備與PLC的輸出類(lèi)型相匹配。
根據PLC輸出端所帶的負載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等，可確定輸出端是采用繼電器輸出，晶體管還是晶閘管輸出。
不同的負載選用不同的輸出方式，對系統的穩定運行尤為重要。
對于機床控制系統的改造，多數情況下系統的輸出頻率在6次/min以下，應首選繼電器輸出，因其電路設計簡(jiǎn)單，抗干擾和帶負載能力強。
3.必要的硬件保護措施
為實(shí)現更有效、更穩妥的保護。
繼電器、接觸器的觸點(diǎn)應進(jìn)行必要的硬件互鎖保護。
比如：在PLC的梯形圖程序中，雖然電動(dòng)機正反轉控制已經(jīng)進(jìn)行了軟件互鎖保護，但主電路中的交流接觸器主觸點(diǎn)常因通過(guò)電流大、使用時(shí)間長(cháng)而發(fā)生熔焊，以致不能有效斷開(kāi)，這就可能造成電動(dòng)機電源端短路情況發(fā)生，所以增加接觸器正、反轉主觸點(diǎn)之間的硬件互鎖是避免電源端短路的有效方法。
4.在重要的安全保護部分直接作硬件處理
在某些重要的安全保護部分，忽略PLC輸入端，不經(jīng)過(guò)軟件程序控制，而采用直接在PLC的輸出端設置急停按鈕和緊急限位開(kāi)關(guān)等元件來(lái)保護負載電路。
五.結束語(yǔ)
總之，PLC的應用對傳統機床電氣控制系統的改造十分重要，改造后可以充分發(fā)揮PLC的重大優(yōu)點(diǎn)，提高機床的安全性和可靠性，減少機床故障的產(chǎn)生，大大提高機床的生產(chǎn)效率。
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球磨電氣控制系統改造【3】
摘要：電氣控制系統運行過(guò)程中不可避免地會(huì )產(chǎn)生故障，對故障的排除一方面是臨時(shí)性處理，將現有故障現象消除;另一方面就是通過(guò)改造，對現有故障進(jìn)行徹底解決。
文章通過(guò)對球磨電氣控制系統在改造前存在具體問(wèn)題的分析、改造過(guò)程中采用的方法及投入的簡(jiǎn)要分析、改造后運行狀態(tài)的對比，簡(jiǎn)述了電氣控制系統改造的合理性和必要性，為以后科學(xué)開(kāi)展電氣控制系統改造提供了經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞：電動(dòng)機;球磨機;電氣控制系統;改造;故障率
攀鋼集團釩業(yè)有限公司V2O3生產(chǎn)作業(yè)區球磨機系統原為引進(jìn)德國GFE公司的設備，其控制系統也為GFE公司以前所使用的系統，應用于現場(chǎng)。
球磨機的主要功能是將較大原料進(jìn)行圓球擠壓研磨后變小變細，為下步工序提供合格大小的原料。
球磨電氣控制系統在使用過(guò)程中，出現了故障率高、與前后設備運行不協(xié)調等問(wèn)題，特別是球磨機電機供電及控制系統的故障率高，嚴重影響到了生產(chǎn)作業(yè)的順利進(jìn)行。
因此在引進(jìn)此套系統后不久，即對電機及電源和控制系統進(jìn)行了改造，故障率得到了一定控制，但仍未滿(mǎn)足現場(chǎng)生產(chǎn)需要，且運行成本較高。
1 原控制系統存在的問(wèn)題
1.1 PLC控制系統硬件的問(wèn)題
原系統采用的是S7-300型PLC控制系統，對球磨機及物料運送、篩分設備進(jìn)行控制，同時(shí)后面的焙燒系統也由此系統中進(jìn)行控制運行。
由于生產(chǎn)現場(chǎng)的特殊性，在引進(jìn)此批設備后，生產(chǎn)現場(chǎng)又增加了一些設備，因此控制系統的容量及穩定性就存在了較大問(wèn)題。
在增加一些輔助設備時(shí)，例如增加除塵用螺旋運輸機的控制、振動(dòng)機的控制等，由于容量不足的原因，就不能使用PLC系統進(jìn)行控制，而采取的是繼電器進(jìn)行控制，增加了系統的不穩定因素。
1.2 球磨機驅動(dòng)電動(dòng)機控制系統的問(wèn)題
從GFE公司引進(jìn)的球磨機配套電機為繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機，供電源電為AC500V。
在運行過(guò)程中，一方面存在電源不標準、備件較難準備的問(wèn)題;另一方面電機運行故障率高，受現場(chǎng)振動(dòng)大、灰塵大的緣故，二次側由于采用繼電器切除電阻進(jìn)行啟動(dòng)控制，故障特別多，查找故障也非常麻煩。
因此在引進(jìn)此設備運行后不久，對此電機及供電和控制系統進(jìn)行了改造，電機仍為繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機，但采用AC6000kV電源供電、二次側采用無(wú)刷液阻器進(jìn)行啟動(dòng)控制。
此種啟動(dòng)器內部充滿(mǎn)啟動(dòng)液，安裝于電動(dòng)機轉子輸出的另一端，與轉子共同旋轉。
啟動(dòng)過(guò)程中隨著(zhù)轉速的提升，內部元件在旋轉力的作用下靠近，減少液阻而逐漸提高啟動(dòng)速度，達到一定轉速時(shí)內部機構將轉子外接二次線(xiàn)進(jìn)行短接，切除液阻，完成啟動(dòng)。
當時(shí)，這種控制方式對一般的繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機的啟動(dòng)控制還是比較先進(jìn)和適用的，避免了繼電器控制的許多缺點(diǎn)。
但在運行過(guò)程中，此無(wú)刷液阻器的缺點(diǎn)卻暴露無(wú)遺，主要問(wèn)題就是故障率特別高、運行成本高，且具體原因未查明。
故障現象是在球磨電機的啟動(dòng)過(guò)程中，經(jīng)常發(fā)生無(wú)刷液阻器不能正常工作、安全裝置爆裂漏液等問(wèn)題，造成球磨電機不能切換到高速運行的故障。
而無(wú)刷液阻器一旦不能正常工作，送檢修單位檢查發(fā)現內部原件均被損壞，無(wú)法修復。
新件單價(jià)在11萬(wàn)左右，而所需的啟動(dòng)液每桶在1萬(wàn)元左右，每次加入量為一桶半。
經(jīng)統計，一月內，這樣的液阻器更換了兩個(gè)的現象也時(shí)有發(fā)生，造成運行成本特別高，且嚴重影響到了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
通過(guò)對運行現場(chǎng)的檢查發(fā)現，由于球磨機屬于重負荷設備，其啟動(dòng)時(shí)間較長(cháng)、啟動(dòng)電流大、運行過(guò)程中振動(dòng)大，這樣的特殊情況可能是造成此類(lèi)無(wú)刷液阻啟動(dòng)器頻繁損壞的原因。
但具體原因與生產(chǎn)廠(chǎng)聯(lián)系也未得到徹底解決，因此具體原因未查清，故障也未徹底排除，造成了生產(chǎn)成本增加、生產(chǎn)不能順利進(jìn)行的嚴重后果。
1.3 球磨機驅動(dòng)電動(dòng)機的保護控制問(wèn)題
球磨機驅動(dòng)電動(dòng)機在運行過(guò)程中，由于自身必要保護措施的缺失，發(fā)生了電機二次側短路、定子繞組繞損等較大設備故障，對生產(chǎn)造成了不利因素，這也是一個(gè)較大的問(wèn)題。
此電動(dòng)機采用風(fēng)機輸送自然風(fēng)對頂部安裝的冷卻裝置進(jìn)行散熱，進(jìn)而對電動(dòng)機定子產(chǎn)生的熱量進(jìn)行冷卻的原理來(lái)對電動(dòng)機運行過(guò)程進(jìn)行降溫，風(fēng)機電動(dòng)機采用AC380V電源單獨供電。
受PLC系統容量限制，未進(jìn)行系統進(jìn)行整體控制，風(fēng)機及電動(dòng)機在運行過(guò)程中不能得到有效監控，對發(fā)生的故障也不能及時(shí)發(fā)現。
因此在此兩臺設備出現故障時(shí)，球磨機驅動(dòng)電動(dòng)機運行時(shí)產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)得到冷卻，造成電動(dòng)機溫度高而沒(méi)有任何現場(chǎng)檢測裝置跟蹤發(fā)現，進(jìn)而發(fā)生電動(dòng)機燒損事故。
另外，球磨機電動(dòng)機運行過(guò)程中的軸承溫度也沒(méi)有檢測裝置對其進(jìn)行監測，靠人工定時(shí)對其測定，不能很好地保護此設備良好運行，增加了故障點(diǎn)。
因此電動(dòng)機自身必要保護措施的缺失也是一個(gè)較大的問(wèn)題。
1.4 控制系統硬件及程序存在的其他問(wèn)題
球磨系統在運行過(guò)程中，受生產(chǎn)工藝及物料運輸順序的限制，對設備的運行及啟動(dòng)順序進(jìn)行了規定。
在生產(chǎn)過(guò)程中，某臺設備發(fā)生故障停機時(shí)，其相關(guān)聯(lián)的設備就應按程序設定而自動(dòng)停止運行，如球磨機停止運轉時(shí)，給球磨機運送物料的前段設備就應停止運轉，停止向球磨機內加料，防止物料阻塞，達到保護的目的。
原球磨電氣控制系統采用PLC進(jìn)行集中控制，對接觸器的分、斷進(jìn)行了監控，以達到監控設備是否處于運行狀態(tài)的目的。
程序的編制也以接觸器分、斷來(lái)判斷設備分別處于停止、運行狀態(tài)。
在這種情況下，當保護設備驅動(dòng)電動(dòng)機的主電源斷路器在運行過(guò)程中由于某種原因突然斷開(kāi)而接觸器(接觸器工作電源為單獨的電源)仍處于閉合狀態(tài)，PLC控制系統監測到此臺設備運行，但此臺設備卻已停止運轉，必將造成較大的故障。
此類(lèi)故障是比較常見(jiàn)的，因此同樣給生產(chǎn)帶來(lái)了較大的隱患。
另外，受現場(chǎng)工作場(chǎng)地及環(huán)境影響，某些設備需要在檢修或檢查時(shí)進(jìn)行部分聯(lián)動(dòng)、單臺運轉測試等操作，同時(shí)觀(guān)察相關(guān)運行參數，但此控制系統不能完全滿(mǎn)足需要，給現場(chǎng)操作帶來(lái)了不便。
2 控制系統的改造
球磨機機械系統的改造為電氣控制系統進(jìn)行完善性改造提供了時(shí)機，為徹底解決存在的問(wèn)題提供了機會(huì )。
因此，球磨電氣控制系統針對上述問(wèn)題進(jìn)行了改造。
主要是對電動(dòng)機及主電源和控制系統、其他設備驅動(dòng)控制系統、PLC控制系統及程序控制進(jìn)行了改造，取得了優(yōu)異的實(shí)效業(yè)績(jì)。
2.1 PLC控制系統硬件及控制程序的完善
針對原系統容量不足、受其他工序流程牽制等原因，造成其不能完全滿(mǎn)足生產(chǎn)操作需要的問(wèn)題，對PLC系統進(jìn)行擴容的改造。
主要是將PLC控制器與其他工序的控制器進(jìn)行分離，單獨采用一套S7-400的PLC系統來(lái)控制球磨電氣系統，并對監控點(diǎn)、控制點(diǎn)、現場(chǎng)其他數據采集、程序等進(jìn)行了完善，滿(mǎn)足了目前生產(chǎn)操作的需要。
同時(shí)預留了一些容量，為可能會(huì )增加的設備或功能預留了足夠的容量。
同時(shí)將原除塵系統的運行也納入此系統中，提高了環(huán)保設備運行的可靠性和現場(chǎng)環(huán)保設備的管理水平，為確保生產(chǎn)順利進(jìn)行提供了保障。
2.2 球磨機驅動(dòng)電動(dòng)機及保護控制系統改造
球磨機驅動(dòng)電動(dòng)機功率較大，達到400kW，且運行環(huán)境惡劣、灰塵大、振動(dòng)大是影響電動(dòng)機正常運行的最大的不利因素。
因此，對電動(dòng)機進(jìn)行改進(jìn)及增加必要的保護與運行監控設備是相當重要的。
在對電動(dòng)機改造方面，首先對其冷卻系統進(jìn)行了改造，通過(guò)電動(dòng)自帶的冷卻風(fēng)扇對電動(dòng)機進(jìn)行冷卻，冷卻風(fēng)扇安裝于電動(dòng)機轉子軸上，通過(guò)防塵罩吸收外部空氣對電動(dòng)機定子進(jìn)行冷卻，增加了其運行的穩定性。
從電動(dòng)機內部結構來(lái)看，在定子中及轉子兩端的軸承處安裝了數個(gè)測溫熱電偶，通過(guò)信號轉換輸入PLC系統對電動(dòng)機運行時(shí)的溫度參數進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，同時(shí)設定溫度運行上限，達到上限自動(dòng)停機并報警。
對電動(dòng)機運行最重要的電流進(jìn)行隨時(shí)監控，并在現場(chǎng)安裝了電流顯示表，特別便于球磨機啟動(dòng)時(shí)相關(guān)參數的監控。
通過(guò)對電動(dòng)及保護控制系統的改造提高了電動(dòng)機運行的安全系數。
2.3 球磨機驅動(dòng)電動(dòng)機控制系統的改造
球磨機驅動(dòng)電動(dòng)機控制系統的改造，是本次球磨電氣控制系統改造中主要的改選內容，其中最重要的方面就是解決電動(dòng)機二次側控制系統在運行中的穩定性、安全性及經(jīng)濟性問(wèn)題。
本次改造采用的電動(dòng)機為標準的繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機，通過(guò)滑環(huán)外引出外接電源線(xiàn)，接入控制柜中進(jìn)行二次側運行控制。
結合前兩次電動(dòng)機二次側控制系統運行過(guò)程中的優(yōu)缺點(diǎn)，根據現場(chǎng)具體情況，采用液阻柜對二次側運行進(jìn)行控制。
改造的主要方面是利用經(jīng)濟、安全、有效的導電溶液代替過(guò)去的電阻絲和較昂貴的專(zhuān)用啟動(dòng)液，裝入一個(gè)容器中，通過(guò)插入電極的濃度來(lái)控制電極間阻值的大小，進(jìn)而控制電動(dòng)機啟動(dòng)時(shí)二次側接入電阻值的大小。
電機插入深度及快慢速度由液阻柜內電動(dòng)機進(jìn)行控制，可設定相應的啟動(dòng)時(shí)間來(lái)控制此電動(dòng)機轉動(dòng)的速度，其結果是控制球磨機驅動(dòng)電動(dòng)機啟動(dòng)時(shí)二次側接入電阻的變化速度，控制啟動(dòng)時(shí)間。
啟動(dòng)完成后由液阻柜內元件對二次線(xiàn)路進(jìn)行短接，電動(dòng)機進(jìn)行正常運行狀態(tài)。
為了減少球磨機在運行過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)和灰塵對二次控制系統的損害，此液阻控制柜采用了較高的防護等級，安裝位置與球磨機相隔一定的距離，且在球磨機工作所使用的防塵罩外。
這樣在很大程度上減少了振動(dòng)和灰塵對控制柜及控制設備的傷害，提高了此控制系統的穩定性和安全性。
2.4 電動(dòng)控制系統其他方面的改造
結合本次改造，對各設備控制使用的斷路器進(jìn)行了完善改進(jìn)，增加了斷路器工作位置監控點(diǎn)，接入PLC系統進(jìn)行監控，確保了生產(chǎn)工藝及流程控制的需要。
在對球磨機運行的監控保護方面，新增加了球磨機軸瓦運行溫度監測與控制保護，使球磨機的關(guān)鍵部位得到了應有的監控。
同時(shí)對球磨機運行時(shí)所需的液壓冷卻系統也進(jìn)行了監測，對液壓冷卻系統的電機運行情況、高低油壓情況、油溫情況實(shí)時(shí)進(jìn)行跟蹤，并進(jìn)入PLC系統進(jìn)行控制，出現異常情況自動(dòng)停止球磨機運行，提高了球磨機運行的安全性和穩定性，為生產(chǎn)提供了更好的保障。
3 改造后設備的運行及改造中存在的問(wèn)題
3.1 改造后設備的運行
通過(guò)對PLC控制系統的升級改造，降低了運行過(guò)程中的故障率，系統運行的穩定性得到了很大提升。
而現場(chǎng)監控設備的完善，在設備出現故障前兆時(shí)就得到了相應的監控，減少了大量設備事故的發(fā)生，不但提高了設備的保產(chǎn)能力，對現場(chǎng)職工更好地管理設備也增加了信心。
同時(shí)通過(guò)對球磨機驅動(dòng)電機及控制系統的改造，消除了故障發(fā)生頻繁的現象，從根本上杜絕了二次側電動(dòng)機啟動(dòng)時(shí)經(jīng)常發(fā)生故障的現象，根除了存在的問(wèn)題，且啟動(dòng)控制液阻柜所用電阻液價(jià)格低廉，所用控制元件為普通常用備件，消耗低，運行成本低，為企業(yè)爭創(chuàng )良好經(jīng)濟效益做出了貢獻。
通過(guò)對控制程序、相關(guān)備件硬件的改造，完全滿(mǎn)足了生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)流程的需要，完善了設備功能，提高了設備性能，為企業(yè)生產(chǎn)提供了堅實(shí)保障基礎。
3.2 改造過(guò)程中存在的問(wèn)題
改造過(guò)程中存在的問(wèn)題主要有三點(diǎn)：一是在細節上處理得不夠完好，如球磨機驅動(dòng)電動(dòng)機二次側控制用接觸器容量選用較小，運行時(shí)溫度高，在運行過(guò)程中不得不進(jìn)行擴容更換;再比如就是與現場(chǎng)操作未很好溝通交流，操作位置、控制流程在改造過(guò)程中進(jìn)行了變更，以更好滿(mǎn)足現場(chǎng)生產(chǎn)需要。
這些雖然是小問(wèn)題，但同樣影響了設備改造的進(jìn)程。
二是對現場(chǎng)產(chǎn)生的突發(fā)事件處理不完善，沒(méi)有采取最好的辦法進(jìn)行解決。
受工期及工程量等原因，對改造過(guò)程中新增加的部分設備的控制系統未采取系統的、有效的方式進(jìn)行解決，而是采用了臨時(shí)措施對其進(jìn)行處理，為以后的設備運行埋下了隱患。
三是受多方面原因限制，改造過(guò)程的質(zhì)量沒(méi)有得到完全保證，在試運行過(guò)程中部分進(jìn)行了完善，在今后的運行過(guò)程中可能會(huì )出現一些問(wèn)題。
4 結語(yǔ)
本次球磨電氣控制系統的改造徹底解決了以前設備運行過(guò)程中控制系統存在的問(wèn)題，特別是驅動(dòng)電動(dòng)機二次側的啟動(dòng)控制問(wèn)題，采用低價(jià)、高穩定性、高安全性的設備解決了存在的大問(wèn)題，為企業(yè)降低了消耗。
同時(shí)完全滿(mǎn)足了現場(chǎng)生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)流程的需要，運行過(guò)程中的高穩定性得到了現場(chǎng)操作人員的認可，取得了成功。
參考文獻
[1] 蒙麗華.對電氣設備維修與改造的經(jīng)驗探討[J].廣西輕工業(yè)，2011，(7).
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