專利名稱：一種高壓對(duì)輥成型機(jī)的自動(dòng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于設(shè)備控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是用于褐煤提質(zhì)設(shè)備的一種高壓對(duì)輥 成型機(jī)的自動(dòng)控制方法。
背景技術(shù)：
高壓對(duì)輥成型機(jī)是利用加熱和高壓擠壓成型技術(shù)而設(shè)計(jì)的一種全新設(shè)備，利 用該設(shè)備可使褐煤發(fā)生變化、降低水分、提高能量密度，改變褐煤的內(nèi)部和空 隙結(jié)構(gòu)。為此該設(shè)備沒(méi)有成熟的電氣自動(dòng)控制方法。
高壓對(duì)輥成型機(jī)的電氣自動(dòng)控制方法存在如下難點(diǎn)
通過(guò)控制喂料量與動(dòng)定輥的轉(zhuǎn)速，在動(dòng)定輥的成型處建立一個(gè)穩(wěn)定的高壓， 使物料在該高壓下成型。
截至目前，高壓對(duì)輥成型機(jī)沒(méi)有可參照的自動(dòng)控制方法。
發(fā)明目的
為了實(shí)現(xiàn)高壓對(duì)輥成型機(jī)的動(dòng)定輥轉(zhuǎn)速、螺旋給料機(jī)轉(zhuǎn)速的精確控制，實(shí) 現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程中擠壓力的自動(dòng)調(diào)整，提高高壓對(duì)輥成型機(jī)的自動(dòng)化程度，本發(fā)明 提供了一種高壓對(duì)輥成型機(jī)的自動(dòng)控制方法，該自動(dòng)控制方法采用PLC+觸摸屏 +變頻器，并采用現(xiàn)場(chǎng)總線方式完成相互間的數(shù)據(jù)通訊。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
高壓對(duì)輥成型機(jī)主要包含螺旋給料系統(tǒng)和對(duì)輥成型系統(tǒng)，其中螺旋給料系 統(tǒng)設(shè)置有兩臺(tái)同功率電機(jī)，對(duì)輥成型系統(tǒng)分為定輥和動(dòng)輥裝置以及相應(yīng)配套的 液壓站和潤(rùn)滑裝置，控制方式一般采用機(jī)旁手動(dòng)和遠(yuǎn)程自動(dòng)控制兩種方式；手動(dòng)控制通常只在調(diào)試檢修設(shè)備時(shí)使用，可在高壓對(duì)輥成型機(jī)機(jī)旁安裝的防爆型 現(xiàn)場(chǎng)操作箱上單獨(dú)控制某臺(tái)電機(jī)的起停。所述的一種高壓對(duì)輥成型機(jī)的fi動(dòng)控 制方法是對(duì)高壓對(duì)輥成型機(jī)中的螺旋給料電機(jī)、定輥電機(jī)、動(dòng)輥電機(jī)、液壓站、 動(dòng)輥減速機(jī)潤(rùn)滑、定輥減速機(jī)潤(rùn)滑和動(dòng)定輥軸承潤(rùn)滑實(shí)施遠(yuǎn)程自動(dòng)控制的方法， 該自動(dòng)控制方法包含以下內(nèi)容
i 、螺旋給料電機(jī)、定輥電機(jī)和動(dòng)輥電機(jī)分別采用三臺(tái)變頻器進(jìn)行控制， 其中螺旋給料電機(jī)的兩臺(tái)同功率電機(jī)由一臺(tái)變頻器進(jìn)行控制；所述三臺(tái)變頻器 作為通訊控制從站與作為通訊控制主站可編程控制器PLC中的CPU進(jìn)行主從通 訊；
ii、 在通訊控制從站上設(shè)有人機(jī)界面觸摸屏，該人機(jī)界面觸摸屏顯示有螺 旋給料電機(jī)、定輥電機(jī)、動(dòng)輥電機(jī)、液壓站、動(dòng)輥減速機(jī)潤(rùn)滑、定輥減速機(jī)潤(rùn) 滑和動(dòng)定輥軸承潤(rùn)滑的工作狀態(tài)和故障狀態(tài)，并且顯示螺旋給料電機(jī)、定輥電 機(jī)、動(dòng)輥電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速以及液壓站油壓、動(dòng)定兩輥軸之間的間距和動(dòng)定輥 的軸承溫度及其它參數(shù)；
iii、 通訊控制主站由模塊式結(jié)構(gòu)的可編程控制器PLC實(shí)現(xiàn)，可編程控制PLC 包括CPU、通訊模塊和數(shù)字量、模擬量輸入輸出模塊，三者之間通過(guò)背板總線 相連完成相互間的數(shù)據(jù)通訊，其中
① CPU帶有總線連接端口，可實(shí)現(xiàn)與三臺(tái)變頻器及觸摸屏的現(xiàn)場(chǎng)總線通訊；
② 通訊模塊實(shí)現(xiàn)與褐煤提質(zhì)生產(chǎn)線中央控制室上位機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)總線通訊；
③ 數(shù)字量輸入模塊讀取液壓站、動(dòng)輥減速機(jī)潤(rùn)滑、定輥減速機(jī)潤(rùn)滑和動(dòng)定 輥軸承潤(rùn)滑裝置中各個(gè)泵電機(jī)的備妥、運(yùn)行狀態(tài)；數(shù)字量輸出模塊驅(qū)動(dòng)液壓站、 動(dòng)輥減速機(jī)潤(rùn)滑、定輥減速機(jī)潤(rùn)滑和動(dòng)定輥軸承潤(rùn)滑裝置中各個(gè)泵電機(jī)及液壓 站的加壓、卸荷電磁閥；模擬量輸入模塊讀取液壓站油壓壓力、動(dòng)輥減速機(jī)潤(rùn) 滑油溫和油流、定輥減速機(jī)潤(rùn)滑油溫和油流及動(dòng)定兩輥軸之間的間距等模擬量 信號(hào)；模擬量輸出模塊輸出三臺(tái)變頻器的轉(zhuǎn)速給定或通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊直接實(shí) 現(xiàn)轉(zhuǎn)速給定。
5所述的一種高壓對(duì)輥成型機(jī)的自動(dòng)控制方法，其可編程控制器PLC編制有 啟動(dòng)和停機(jī)控制程序，其中
啟動(dòng)程序?yàn)閯?dòng)定輥電機(jī)啟動(dòng)一液壓站油泵啟動(dòng)和液壓站加壓電磁閥開啟 并達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)關(guān)停一動(dòng)定輥軸承潤(rùn)滑油泵電機(jī)啟動(dòng)10分鐘后停50分鐘再 循環(huán)啟停一動(dòng)輥減速機(jī)和定輥減速機(jī)潤(rùn)滑油泵電機(jī)啟動(dòng)一在設(shè)定壓力下開啟螺 旋給料機(jī)下料；
停機(jī)程序?yàn)殛P(guān)閉螺旋給料機(jī)一液壓站油泵停止和液壓站電磁闊卸荷一動(dòng) 定輥電機(jī)停機(jī)一動(dòng)定輥軸承潤(rùn)滑潤(rùn)滑油泵停機(jī)一動(dòng)輥減速機(jī)和定輥減速機(jī)潤(rùn)滑 油泵電機(jī)停機(jī)。
由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性
1、 可編程控制器PLC+人機(jī)界面觸摸屏的自動(dòng)控制方法可以完成高壓對(duì)輥 成型機(jī)中液壓站、動(dòng)輥減速機(jī)潤(rùn)滑、定輥減速機(jī)潤(rùn)滑和動(dòng)定輥軸承潤(rùn)滑的控制， 為高壓對(duì)輥成型機(jī)的自動(dòng)控制提供可靠保證。
2、 人機(jī)界面觸摸屏面板可顯示上述各裝置工作狀態(tài)、故障狀態(tài)、參數(shù)設(shè)定 及信號(hào)顯示。
3、 本發(fā)明的螺旋給料電機(jī)、定輥電機(jī)和動(dòng)輥電機(jī)分別采用三臺(tái)變頻器進(jìn)行 控制，電動(dòng)機(jī)可在最大力矩下從零加速到所需要的轉(zhuǎn)速且啟動(dòng)電流小，電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)?。蛔冾l器體積小，非常適用煤粉多的惡劣工作環(huán)境。
4、 本發(fā)明可編程控制器PLC既可作為主站又可作為子站，當(dāng)它和三臺(tái)變頻 器之間總線通信時(shí)，可編程控制器PLC的CPU作為通信控制主站，三臺(tái)變頻器 作為通信控制從站。當(dāng)它和褐煤提質(zhì)生產(chǎn)線中央控制室的上位機(jī)進(jìn)行總線通訊 時(shí)，可編程控制器PLC作為子站。
5、 使用現(xiàn)場(chǎng)總線串接三臺(tái)電機(jī)變頻器、觸摸屏、上位機(jī)，用數(shù)字化通信控 制方法完成設(shè)備控制、監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程參數(shù)化等功能，具有傳輸抗干擾性強(qiáng)，測(cè)量 精度高，極大提高了自動(dòng)控制性能，并且降低現(xiàn)場(chǎng)接線工作量，使維護(hù)變得方 便，生產(chǎn)成本也降低了。


圖1是本發(fā)明的自動(dòng)控制方法示意圖；
具體實(shí)施例方式
高壓對(duì)輥成型機(jī)主要包含螺旋給料系統(tǒng)和對(duì)輥成型系統(tǒng)，其中螺旋給料系 統(tǒng)設(shè)置有兩臺(tái)同功率電機(jī)，對(duì)輥成型系統(tǒng)分為定輥和動(dòng)輥裝置以及相應(yīng)配套的 潤(rùn)滑裝置，控制方式一般采用機(jī)旁手動(dòng)和遠(yuǎn)程自動(dòng)控制兩種方式。手動(dòng)控制通 常只在調(diào)試檢修設(shè)備時(shí)使用，可在高壓對(duì)輥成型機(jī)機(jī)旁安裝的防爆型現(xiàn)場(chǎng)操作 箱上單獨(dú)控制某臺(tái)電機(jī)的起停，關(guān)于手動(dòng)控制的方法無(wú)特別之處，不再贅述。
結(jié)合圖1，本發(fā)明的一種高壓對(duì)輥成型機(jī)的自動(dòng)控制方法是對(duì)高壓對(duì)輥成 型機(jī)中的螺旋給料電機(jī)、定輥電機(jī)、動(dòng)輥電機(jī)、液壓站、動(dòng)輥減速機(jī)潤(rùn)滑、定 輥減速機(jī)潤(rùn)滑和動(dòng)定輥軸承潤(rùn)滑實(shí)施遠(yuǎn)程自動(dòng)控制的方法，在自動(dòng)控制方法下， 為保證高壓對(duì)輥成型機(jī)安全、可靠地運(yùn)行，所設(shè)定的可編程控制器PLC程序控 制各電機(jī)啟停及液壓站電磁閥的開、關(guān)。
螺旋給料電機(jī)為兩臺(tái)30KW的電機(jī)，定輥電機(jī)和動(dòng)輥電機(jī)均為355KW，上述 電機(jī)采用三臺(tái)變頻器進(jìn)行控制，其中螺旋給料電機(jī)的兩臺(tái)同功率電機(jī)由 一 臺(tái)西 門子醒440型變頻器進(jìn)行控制，定輥電機(jī)和動(dòng)輥電機(jī)分別采用兩套西門子G150 變頻器進(jìn)行控制，所述三臺(tái)變頻器分別作為通信控制從站與可編程控制器PLC 中作為通信控制主站的CPU315-2DP進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總線Prof ibus-dp通訊，在現(xiàn)場(chǎng)總 線Profibus-dp上還串接有西門子人機(jī)界面觸摸屏TP-270，該人機(jī)界面觸摸屏 TP-270顯示有螺旋給料電機(jī)、定輥電機(jī)、動(dòng)輥電機(jī)、液壓站、動(dòng)輥減速機(jī)潤(rùn)滑、 定輥減速機(jī)潤(rùn)滑和動(dòng)定輥軸承潤(rùn)滑的工作狀態(tài)和故障狀態(tài)，并且顯示螺旋給料 電機(jī)、定輥電機(jī)、動(dòng)輥電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速以及液壓站油壓、動(dòng)定兩輥軸之間的 間距和動(dòng)定輥的軸承溫度及其它參數(shù)。工作過(guò)程中可針對(duì)不同工況對(duì)動(dòng)、定輥 子轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，并可檢測(cè)各電機(jī)的工作電流及時(shí)調(diào)整負(fù)荷量。Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線是一種串行、數(shù)字式、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線。用數(shù) 字化通信控制方法完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制、監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程參數(shù)化等功能，具有傳輸抗 干擾性強(qiáng)，測(cè)量精度高，極大提高了自動(dòng)控制性能。
通訊控制主站由模塊式結(jié)構(gòu)的可編程控制器PLC實(shí)現(xiàn)，可編程控制PLC包 括CPU、通訊模塊和數(shù)字量、模擬量輸入輸出模塊，三者之間通過(guò)背板總線相 連，完成相互間的數(shù)據(jù)通訊，其中
① CPU帶有總線連接端口，可實(shí)現(xiàn)與三臺(tái)變頻器及觸摸屏的現(xiàn)場(chǎng)總線通訊。
② 通訊模塊實(shí)現(xiàn)與褐煤提質(zhì)生產(chǎn)線中央控制室上位機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)總線通訊。使 用現(xiàn)場(chǎng)總線完成對(duì)高壓對(duì)輥成型機(jī)控制、監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程參數(shù)化等功能，具有傳輸 抗干擾性強(qiáng)，測(cè)量精度高，極大提高了自動(dòng)控制性能，并且降低現(xiàn)場(chǎng)接線工作 量，使維護(hù)變得方便，生產(chǎn)成本也降低了。
③ 數(shù)字量輸入模塊讀取液壓站、動(dòng)輥減速機(jī)潤(rùn)滑、定輥減速機(jī)潤(rùn)滑和動(dòng)定 輥軸承潤(rùn)滑裝置中各個(gè)泵電機(jī)的備妥、運(yùn)行狀態(tài)；數(shù)字量輸出模塊驅(qū)動(dòng)液壓站、 動(dòng)輥減速機(jī)潤(rùn)滑、定輥減速機(jī)潤(rùn)滑和動(dòng)定輥軸承潤(rùn)滑裝置中各個(gè)泵電機(jī)及液壓 站的加壓、卸荷電磁闊；模擬量輸入模塊讀取液壓站油壓壓力、動(dòng)輥減速機(jī)潤(rùn)
滑油溫和油流、定輥減速機(jī)潤(rùn)滑油溫和油流及動(dòng)定兩輥軸之間的間距等模擬量
信號(hào)；模擬量輸出模塊輸出三臺(tái)變頻器的轉(zhuǎn)速給定或通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊直接實(shí) 現(xiàn)轉(zhuǎn)速給定。
可編程控制器PLC編制有啟動(dòng)和停機(jī)控制程序，啟動(dòng)程序?yàn)閯?dòng)定輥電機(jī) 啟動(dòng)一液壓站油泵啟動(dòng)和液壓站加壓電磁閥開啟并達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)關(guān)停一動(dòng)定 輥軸承潤(rùn)滑油泵電機(jī)啟動(dòng)10分鐘后停50分鐘再循環(huán)啟停一動(dòng)輥減速機(jī)和定輥
減速機(jī)潤(rùn)滑油泵電機(jī)啟動(dòng)一在設(shè)定壓力下開啟螺旋給料機(jī)下料。停機(jī)程序?yàn)?br> 關(guān)閉螺旋給料機(jī)一液壓站油泵停止和液壓站電磁閥卸荷一動(dòng)定輥電機(jī)停機(jī)一動(dòng) 定輥軸承潤(rùn)滑潤(rùn)滑油泵停機(jī)一動(dòng)輥減速機(jī)和定輥減速機(jī)潤(rùn)滑油泵電機(jī)停機(jī)。
權(quán)利要求
1、一種高壓對(duì)輥成型機(jī)的自動(dòng)控制方法，其特征在于該自動(dòng)控制方法是對(duì)高壓對(duì)輥成型機(jī)中的螺旋給料電機(jī)、定輥電機(jī)、動(dòng)輥電機(jī)、液壓站、動(dòng)輥減速機(jī)潤(rùn)滑、定輥減速機(jī)潤(rùn)滑和動(dòng)定輥軸承潤(rùn)滑實(shí)施遠(yuǎn)程自動(dòng)控制的方法，該自動(dòng)控制方法包含以下內(nèi)容i、螺旋給料電機(jī)、定輥電機(jī)和動(dòng)輥電機(jī)分別采用三臺(tái)變頻器進(jìn)行控制，其中螺旋給料電機(jī)的兩臺(tái)同功率電機(jī)由一臺(tái)變頻器進(jìn)行控制；所述三臺(tái)變頻器作為通訊控制從站與作為通訊控制主站可編程控制器PLC中的CPU進(jìn)行主從通訊；ii、在通訊控制從站上設(shè)有人機(jī)界面觸摸屏，該人機(jī)界面觸摸屏顯示有螺旋給料電機(jī)、定輥電機(jī)、動(dòng)輥電機(jī)、液壓站、動(dòng)輥減速機(jī)潤(rùn)滑、定輥減速機(jī)潤(rùn)滑和動(dòng)定輥軸承潤(rùn)滑的工作狀態(tài)和故障狀態(tài)，并且顯示螺旋給料電機(jī)、定輥電機(jī)、動(dòng)輥電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速以及液壓站油壓、動(dòng)定兩輥軸之間的間距和動(dòng)定輥的軸承溫度及其它參數(shù)；iii、通訊控制主站由模塊式結(jié)構(gòu)的可編程控制器PLC實(shí)現(xiàn)，可編程控制PLC包括CPU、通訊模塊和數(shù)字量、模擬量輸入輸出模塊，三者之間通過(guò)背板總線相連完成相互間的數(shù)據(jù)通訊，其中①CPU帶有總線連接端口，可實(shí)現(xiàn)與三臺(tái)變頻器及觸摸屏的現(xiàn)場(chǎng)總線通訊；②通訊模塊實(shí)現(xiàn)與褐煤提質(zhì)生產(chǎn)線中央控制室上位機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)總線通訊；③數(shù)字量輸入模塊讀取液壓站、動(dòng)輥減速機(jī)潤(rùn)滑、定輥減速機(jī)潤(rùn)滑和動(dòng)定輥軸承潤(rùn)滑裝置中各個(gè)泵電機(jī)的備妥、運(yùn)行狀態(tài)；數(shù)字量輸出模塊驅(qū)動(dòng)液壓站、動(dòng)輥減速機(jī)潤(rùn)滑、定輥減速機(jī)潤(rùn)滑和動(dòng)定輥軸承潤(rùn)滑裝置中各個(gè)泵電機(jī)及液壓站的加壓、卸荷電磁閥；模擬量輸入模塊讀取液壓站油壓壓力、動(dòng)輥減速機(jī)潤(rùn)滑油溫和油流、定輥減速機(jī)潤(rùn)滑油溫和油流及動(dòng)定兩輥軸之間的間距等模擬量信號(hào)；模擬量輸出模塊輸出三臺(tái)變頻器的轉(zhuǎn)速給定或通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊直接實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速給定。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種高壓對(duì)輥成型機(jī)的自動(dòng)控制方法，其特征在 于可編程控制器PLC編制有啟動(dòng)和停機(jī)控制程序，其中啟動(dòng)程序?yàn)閯?dòng)定輥電機(jī)啟動(dòng)一液壓站油泵啟動(dòng)和液壓站加壓電磁閥開啟 并達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)關(guān)停一動(dòng)定輥軸承潤(rùn)滑油泵電機(jī)啟動(dòng)10分鐘后停50分鐘再 循環(huán)啟停一動(dòng)輥減速機(jī)和定輥減速機(jī)潤(rùn)滑油泵電機(jī)啟動(dòng)一在設(shè)定壓力下開啟螺 旋給料機(jī)下料；停機(jī)程序?yàn)殛P(guān)閉螺旋給料機(jī)—液壓站油泵停止和液壓站電磁閥卸荷一動(dòng)定輥電機(jī)停機(jī)一動(dòng)定輥軸承潤(rùn)滑潤(rùn)滑油泵停機(jī)一動(dòng)輥減速機(jī)和定輥減速機(jī)潤(rùn)滑 油泵電機(jī)停機(jī)。
全文摘要
一種高壓對(duì)輥成型機(jī)的自動(dòng)控制方法是對(duì)高壓對(duì)輥成型機(jī)中的螺旋給料電機(jī)、定輥電機(jī)、動(dòng)輥電機(jī)、液壓站、動(dòng)輥減速機(jī)潤(rùn)滑、定輥減速機(jī)潤(rùn)滑和動(dòng)定輥軸承潤(rùn)滑實(shí)施遠(yuǎn)程自動(dòng)控制的方法，可保證高壓對(duì)輥成型機(jī)安全、可靠地運(yùn)行，設(shè)定的可編程控制器PLC程序控制各電機(jī)啟停及液壓站電磁閥開、關(guān)。PLC+觸摸屏可以完成液壓站、動(dòng)輥減速機(jī)潤(rùn)滑、定輥減速機(jī)潤(rùn)滑和動(dòng)定輥軸承潤(rùn)滑的控制。觸摸屏面板可顯示上述各裝置工作狀態(tài)、故障狀態(tài)、參數(shù)設(shè)定及信號(hào)顯示。使用現(xiàn)場(chǎng)總線串接三臺(tái)電機(jī)變頻器、觸摸屏、上位機(jī)，用數(shù)字化通信控制方法完成設(shè)備控制、監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程參數(shù)化等功能，具有傳輸抗干擾性強(qiáng)，測(cè)量精度高，降低現(xiàn)場(chǎng)接線工作量，維護(hù)方便，生產(chǎn)成本降低。
文檔編號(hào)G05B19/05GK101566838SQ20091006516
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者于小環(huán), 吳新民, 吳永強(qiáng), 孫力文, 波 張, 張紅軍, 王全福, 王應(yīng)麗, 簡(jiǎn)海峰, 輝 胡, 胡明是, 庶 郭, 雷久剛, 馬海軍, 高瑞芳 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司