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篦冷机弧形阀控制系统改造
刘雪花，范会永
（金隅集团鹿泉东方鼎鑫水泥有限公司，河北鹿泉０５０２００）
中图分类号：ＴＭ５７１．６ｌ文献标识码：Ｂ文章编号：１００２－９８７７（２００９）０１－００４９－－０２
１问题的提出
我公司５０００ｔ／ｄ生产线篦冷机采用天津仕名生
产的ＴＳ一１２１０２第三代篦冷机，灰斗卸料装置拥有１６
个弧形阀，灰斗内料位计采用的是Ｃ＇ＩＳ—ＤＦＢ型射频
电容式物位限位开关，当料位大于设定值时，料位开
关内的继电器动作，输出一个开关量，来达到控制（或
报警）的目的。
控制系统采用Ｓ７—３００ＰＬＣ和触摸屏，
由于Ｓ７—３００ＰＬＣ控制器没有和ＤＣＳ进行通讯，所以
三段篦床循环间隔时间和下料时间只能通过控制柜
的触摸屏调节，中控无法调节。
在生产过程中，经常出现下面几种故障现象：①
在料位传感器或开关限位故障时弧形阀打不开，有个
别灰斗太满顶住篦床而影响篦板的传动。
②在放料时
间调整不合适时会有数个灰斗先放完而导致锁不住
风，造成较大的粉尘污染。
③灰斗放料过于集中时，造
成下面的斜拉链斗内溢料，拉链机电流波动较大，甚
至在整个４５０角输送过程中扬尘。
而且由于触摸屏的
损坏，无法进行操作。
曾联系厂家修复程序，但费用较高且程序对我们
仍不透明，不便于后期维护。
而且原来的程序本身有
些和实际应用不相适应的地方，如：１６个灰斗的大小
略有不同，而且料位计的安装位置也不太相同，但其
放料时间却是固定一样的，每一段篦床的几个阀循环
放料的时间也相同，控制很不灵活。
曾一度被迫由工
人进行手动调节弧形阀放料。
为改变这一状况，公司
决定重新编写篦冷机弧形阀的控制程序，解决上述问
题。
２解决思路与编程思想
目前的控制方案中大多采用料位控制和三段篦
床循环放料控制，或者这两者相结合的方案。
料位控
制是一种比较理想的控制方式，能够根据工况的变化
自动调整放料的时间和频率，但由于料位开关受高温
环境影响故障率较高，一旦丢失料位信号会出现顶篦
床的现象。
循环放料是将三段篦床分别独立循环控
制，主要设置每相邻两个弧形阀动作的时间间隔（小
循环）和每组弧形阀完成本周期循环到一下循环的时
间间隔（大循环）。
但受编程的影响，往往每组内的小．．４９—．
循环时间都是相同的，设置不够灵活。
再加上时间是
通过现场的触摸屏设置的，ＤＣＳ没有与ＰＬＣ的通讯，
所以中控不能够及时调整时间，很容易出现锁不住风
和斜拉链机溢料的现象。
若采用Ｐｒｏｆｉｂｕｓ－ＤＰ总线使
ＰＬＣ和ＤＣＳ进行通讯，需要停窑下装程序，会影响正
常生产。
基于上述分析，我们决定舍弃循环放料，１６个弧
形阀分别独立控制。
在每一个阀的控制中仍采用以料
位控制为主、时间保护控制为辅相结合的思路。
具体
步骤如下：如果在规定的时间内（每个阀的开阀时间
间隔）料位信号到达了，就执行料位控制，自动打开弧
形阀，打开后延时一段时间（放料），然后自动关闭，同
时计时器自动复位，再次检测料位信号，如果仍有信
号，则重复执行上面的动作直到料位信号消失。
如果
在规定的时间内没有得到料位信号，则判定为料位信
号故障，继而启用后备保护控制——时间控制方式。
程序中没有考虑各个阀之间的互锁关系，这样大大简
化了程序的设计，也减少了故障率。
在整个控制过程中，开关限位和料位的准确性是
控制的关键所在。
为此，我们在设计程序时加强了故
障诊断功能和报警功能，并在中控室设计相应的监控
系统，将弧形阀所有的运行状态、参数修改与操作纳
入中控的管理范围之内，便于及时发现和解决问题。
３编程设计与实现
根据实际情况，弧形阀控制柜的硬件设施尚较为
完好，为减少工作量和节约成本，故仍采用原来的
Ｓ７—３００ＰＬＣ柜，采用软件ＳＴＥＰ７和ＷＩＮＣＣ来编程。
编程过程中，采用了西门子的全集成自动化平台
（ＴＩＡ），大大提高了编程效率，利用ＳＥＴＰ７的自定义
功能块功能和ＷＩＮＣＣ的画面模板技术，实现了“面向
对象”的编程目的。
首先，利用ＳＴＥＰ７编程软件编写控制程序。
其核
心技术是定义弧形阀的状态属性和控制方法，状态属
性包括：备妥状态ＲＤ、开运行状态ＲＮ＿Ｆ、关运行状
态ＲＮ—Ｒ、开限位状态ＬＭＦ、关限位状态ＬＭ—Ｒ、料
位开关状态ＬＴ、故障状态ＦＡＬＴ、时间属性和倒计时
状态ＯＵＴ＿．ｖ等；控制方法包括：开驱动ＤＲ—Ｆ、关驱
一５０一扣渗Ｃ毫卅ＥＮＩ＂
动ＤＲ＿Ｒ和停止ＳＴＰ等。
利用ＳＴＬ语句实现了弧形
阀以下功能：
ＮＥＴＷＯＲＫＩ故障诊断信息，包括运行和限位超
时、备妥丢失、双限位、丢限位等常见的故障现象；
ＮＥＴＷＯＲＫ２故障延时报警和复位；
ＮＥＴＷＯＲＫ３变量数据类型转换，将ＩＮＴ变量转
换为ＷＯＲＤ变量，以便于与ＷＩＮＣＣ通讯；
ＮＥＴＷＯＲＫ４倒计时计数器，可以监视弧形阀的
工作状态，能够直观地看到弧形阀的历史动作时刻；
ＮＥＴＷＯＲＫ５变量转换，把ＷＯＲＤ变量转换为
ＩＮＴ变量，便于与ＷＩＮＣＣ通讯；
ＮＥＴＷＯＲＫ６倒计时比较，为ｌ（ｍｉｎ）时自动开阀
动作；
ＮＥ‘ＩＷＯＲＫ７防止限位抖动功能，提高可靠性。
在
弧形阀到达限位开关时，由于个别装置机械结构变
形，造成惯性较大，会使限位不能保持；
ＮＥＴＷＯＲＫ８打开后，在开限位置设置停留时间
（放料时间），然后自动关闭；
ＮＥＴＷＯＲＫ９关驱动，包括手动和自动控制；
ＮＥＴＷＯＲＫ１０开驱动，包括手动和料位自动以及
时间自动控制。
其次，利用系统的画面模板技术设计监控画面。
先在ＳＴＥＰ７中把要在ＷＩＮＣＣ中显示监控的变量属
性设置为可监控属性，即把变量属性设为Ｓ７＿ｍ＿ｅ，然
后利用编译功能把变量导入ＷＩＮＣＣ，这样大大减少
了由ＳＴＥＰ７往ＷＩＮＣＣ中输入大量变量的工作量，也
保证了变量的准确性。
同时为了调试方便和Ｅｌ常使用
中应对系统工况不正常的情况，还专门设计了中控手
动开、关、停功能。
设计的控制面板见图１。
图１２号弧形阀控制面板界面
４系统调试
４．１系统打点
调整所有的料位开关和开关限位信号。
由于长时
间手动放料，限位开关和料位开关也长时间闲置不２００９．Ｎｏ．１
用，甚至损坏。
所以要对这些开关进行重新检测和更
换安装。
通过调整料位计上面的电位器来调整其灵敏
度，确定好开关限位信号的“开限”和“关限”位置。
利用ＷＩＮＣＣ强大的画面功能，所有的监控数据均显示
在屏幕上，使得信号单机打点调试工作进展很顺利。
４．２设定每一个阀的循环周期时间
根据现场采集的信号，设定每一个阀的循环周期
时间保护值，原则上时间保护值略大于料位出现的时
间值．保证正常时以料位控制为主，时间作为后备保
护来使用。
例如在一段的高温区，曾出现过料位信号
线被砸断的情况，当料位控制失灵后，时间控制产生
了控制作用。
通过调试，我们最后设定的时间大约
为５０—６０ｒａｉｎ。
４．３每个阀的卸料时间调整
对于卸料时间的控制，我们采取了少放料、勤放
料的思路，既减少了放料时对斜拉链机的影响，也稳
定了灰斗内熟料的厚度在料位开关附近，使锁风效果
良好。
同时使得料位开关多数时间在风的冷却下，避
免了被料埋住后动作不可靠和容易烫坏的问题（原来
控制程序为了料位的可靠，料位到达后并不马上放
料，有时间延时，这样会对料位计的使用寿命不利）。
我们设定的下料时间为每次１５ｓ。
４．４弧形阀之间的互锁
由于在设计时没有采用循环放料的思想，各个弧
形阀之间没有互锁关系，两个阀同时放料的几率很
小。
实践汪明即使同时下料，由于每次下料时间都很短，不会对斜拉链机造成影响。
４．５诊断系统应用
我们利用监控系统强大的变量记录和故障记录
功能，对系统运行进行监控分析。
通过数据分析，改善了过去操作工全凭经验来调整弧形阀的运行状况，为
工艺系统和篦冷机机械设备的运行状况提供了一个
分析依据。
如１５号阀，原来正常的放料周期大概为
６０ｍｉｎ，后发现总是不到３５ｍｉｎ就开始放料，很不正
常。
于是在小检中重点检查该部位，发现该处篦板出
现破损漏料较多，从而及时处理，避免了事故的扩大。
５结束语
对弧形阀控制方案的改造，程序简单实用，控制
灵活，自２００８年５月份运行以来，篦冷机和拉链机的
运行良好，大大降低了工人的劳动强度，有效地改善
了窑头工段的环境卫生。
（编辑孙卫星）。