智能主令控制器在石灰竖窑生产中的应用

摘 要

分析了传统LK系列主令控制器在石灰竖窑生产中存在的主要缺点， 并对ZNLK智能主令控制器组成和工作原理及其在石灰竖窑生产中的应用作了介绍和说明，同时对ZNLK智能主令控制器的应用场合作了说明。

1、概 述

在石灰竖窑生产过程中上料卷扬因故障的停运将直接影响石灰的产量和质量，甚至会引起重大设备和人身事故。目前，国内大部分竖窑上料卷扬控制系统还在延用传统的LK系列的机械式有触点的主令控制器完成对卷扬的上升、下降的有效启停，以及矿车运行中的加速、减速和有效定位。但传统LK系列机械式主令控制器存在以下不可克服的缺点：

(1)故障率高：石灰生产的现场环境恶劣，高浓度的灰尘往往造成主令的接点闭合后而不导电，其机械部分长期在恶劣环境下运转而造成机械运转部分损坏而不能使接点断开，它将造成卷扬的恶性事故，如矿车掉道，矿车坐底，矿车入炉等。

(2)控制精度低：LK系列主令控制器靠一周的凸轮运动而定位，对于几十米的矿车行程，凸轮轨迹的小小偏差，将造成矿车定位大距离的偏离，往往使物料不能有效倒入炉内，使物料的称量失去意义而影响产量和质量。

(3)调整时间长：在卷扬每次更换钢丝绳和生产过程中需调整矿车位置时，都需对主令的凸轮定位进行调整。调整前需矿车停运，往往要反复多次才能有效定位，费时费力。

(4)不适应自动化控制生产：目前随着自动控制技术的发展，石灰竖窑的生产过程多数采用了自动化控制，而LK系列主令与其不配套，这也是提高石灰竖窑自动化水平的一个障碍。

近几年来，随着PLC控制技术的飞速发展，河南众恒控制工程有限公司生产的ZNLK型智能型主令控制器在石灰竖窑生产中得到了广泛的应用。

2、智能主令控制器构成及原理

(1)智能主令控制器的组成

智能主令控制器系统简图如图1所示，智能主令控制器由主令传感器和主令控制单元两部分构成，主令传感器由减速机构和有效值编码器构成，主控单元由PLC和操作面板构成。主令传感器安装在现场与主卷扬传动轴柔性连接。主令控制单元安装在控制室或操作室内，主令传感器内的有效值编码器和连接通信电缆将现场位置信号送到主控单元，共同构成智能主令控制器。

(2)工作原理

智能主令控制器在工作时，主令传感器通过其减速机构与主卷扬减速机构低速轴啮合，当减速机带动卷扬滚筒转动时其低速轴将矿车移动的距离同步传给主令减速机构并带动编码器一起转动。编码器是一种无接触型的传感器，它将矿车的位移转换成格雷码，同时传感器将矿车位置码送到PLC的输入端，在PLC内部进行译码、运算、分析、累加等处理后与操作面板中可调用的设定参数相比较，在合适的位置发出相应的控制信号，从而达到控制目的。主令控制器通过编码器旋转产生的位置码实现对矿车位移的检测，同时与操作面板通讯，接受来自操作面板的指令和各种原始参数的设定，经PLC程序处理进而实现对矿车的有效定位及各种数据显示和报警。

3、智能主令控制器性能及特点

智能主令控制器具有运行、响应速度快、有效率高、调整方便迅速、可在运行中调整、全数字显示、远程通信、多种保护功能等优点。

(1)运行，故障率低。主令控制器设计思想是用弱电控制强电，用程序逻辑代替机械凸轮的动作，以无触点代替有触点，避免了恶劣工作环境对主令的影响，这样就避免了许多机械故障，能极大地提高竖窑控制设备的性，故障率大大降低。

(2)反应速度快，有效度高。主令控制器采用PLC控制器进行控制，故其反应速度非常快，可达微秒级，控制精度可达毫米级，有效满足石灰竖窑生产需要，同时还可以应用于要求精度更高的场合。

(3)调整方便。智能主令控制器可在设备运行状态中对矿车位移偏差进行调整，并具有停电记忆功能。调整时无需任何工具，仅需对操作面板操作，即可达到调整目的，与老式主令相比，可以节约时间，减少劳动强度，从而提高经济效益。

(4)数字显示。在被控物体运行期间可以方便地从操作面板上观察出其所处的位置。

(5)远程通信。智能主令控制具有远程通信功能，可以直接和石灰竖窑主体控制系统对接，从而实现石灰竖窑的自动化生产。

(6)保护功能齐全。智能主令控制器有过速等保护功能。当矿车失控，超过一定速度时，主令控制器可发出停车信号，以避免溜车故障。同时主令控制器还具有脱轴、倒转等保护功能。

4、结束语

ZNLK智能主令控制器运行、响应速度快、精度高、调整方便、人机界面好、可以替代机械主令，应用于任何需要位置或位移检测的场合，在冶金行业中可在高炉主卷扬、石灰竖窑卷扬等自动化控制场合应用，攀钢矿业公司石灰石矿1~5#石灰竖窑均用其取代了老式凸轮主令控制器，取得了满意的使用效果。

参考文献：

1 西门子公司.可编程控制器原理系统手册，2000年

2 《可编程控制器原理及其应用》.万太福、唐贤永编著