專利名稱：一種高壓對輥成型機的自動控制方法
技術領域：
本發明屬于設備控制技術領域，尤其是用于褐煤提質設備的一種高壓對輥 成型機的自動控制方法。
背景技術：
高壓對輥成型機是利用加熱和高壓擠壓成型技術而設計的一種全新設備，利 用該設備可使褐煤發生變化、降低水分、提高能量密度，改變褐煤的內部和空 隙結構。為此該設備沒有成熟的電氣自動控制方法。
高壓對輥成型機的電氣自動控制方法存在如下難點
通過控制喂料量與動定輥的轉速，在動定輥的成型處建立一個穩定的高壓， 使物料在該高壓下成型。
截至目前，高壓對輥成型機沒有可參照的自動控制方法。
發明目的
為了實現高壓對輥成型機的動定輥轉速、螺旋給料機轉速的精確控制，實 現運行過程中擠壓力的自動調整，提高高壓對輥成型機的自動化程度，本發明 提供了一種高壓對輥成型機的自動控制方法，該自動控制方法采用PLC+觸摸屏 +變頻器，并采用現場總線方式完成相互間的數據通訊。
為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案
高壓對輥成型機主要包含螺旋給料系統和對輥成型系統，其中螺旋給料系 統設置有兩臺同功率電機，對輥成型系統分為定輥和動輥裝置以及相應配套的 液壓站和潤滑裝置，控制方式一般采用機旁手動和遠程自動控制兩種方式；手動控制通常只在調試檢修設備時使用，可在高壓對輥成型機機旁安裝的防爆型 現場操作箱上單獨控制某臺電機的起停。所述的一種高壓對輥成型機的fi動控 制方法是對高壓對輥成型機中的螺旋給料電機、定輥電機、動輥電機、液壓站、 動輥減速機潤滑、定輥減速機潤滑和動定輥軸承潤滑實施遠程自動控制的方法， 該自動控制方法包含以下內容
i 、螺旋給料電機、定輥電機和動輥電機分別采用三臺變頻器進行控制， 其中螺旋給料電機的兩臺同功率電機由一臺變頻器進行控制；所述三臺變頻器 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進行主從通 訊；
ii、 在通訊控制從站上設有人機界面觸摸屏，該人機界面觸摸屏顯示有螺 旋給料電機、定輥電機、動輥電機、液壓站、動輥減速機潤滑、定輥減速機潤 滑和動定輥軸承潤滑的工作狀態和故障狀態，并且顯示螺旋給料電機、定輥電 機、動輥電機的電流和轉速以及液壓站油壓、動定兩輥軸之間的間距和動定輥 的軸承溫度及其它參數；
iii、 通訊控制主站由模塊式結構的可編程控制器PLC實現，可編程控制PLC 包括CPU、通訊模塊和數字量、模擬量輸入輸出模塊，三者之間通過背板總線 相連完成相互間的數據通訊，其中
① CPU帶有總線連接端口，可實現與三臺變頻器及觸摸屏的現場總線通訊；
② 通訊模塊實現與褐煤提質生產線中央控制室上位機的現場總線通訊；
③ 數字量輸入模塊讀取液壓站、動輥減速機潤滑、定輥減速機潤滑和動定 輥軸承潤滑裝置中各個泵電機的備妥、運行狀態；數字量輸出模塊驅動液壓站、 動輥減速機潤滑、定輥減速機潤滑和動定輥軸承潤滑裝置中各個泵電機及液壓 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、動輥減速機潤 滑油溫和油流、定輥減速機潤滑油溫和油流及動定兩輥軸之間的間距等模擬量 信號；模擬量輸出模塊輸出三臺變頻器的轉速給定或通過現場總線通訊直接實 現轉速給定。
5所述的一種高壓對輥成型機的自動控制方法，其可編程控制器PLC編制有 啟動和停機控制程序，其中
啟動程序為動定輥電機啟動一液壓站油泵啟動和液壓站加壓電磁閥開啟 并達到設定壓力時關停一動定輥軸承潤滑油泵電機啟動10分鐘后停50分鐘再 循環啟停一動輥減速機和定輥減速機潤滑油泵電機啟動一在設定壓力下開啟螺 旋給料機下料；
停機程序為關閉螺旋給料機一液壓站油泵停止和液壓站電磁闊卸荷一動 定輥電機停機一動定輥軸承潤滑潤滑油泵停機一動輥減速機和定輥減速機潤滑 油泵電機停機。
由于采用如上所述的技術方案，本發明具有如下優越性
1、 可編程控制器PLC+人機界面觸摸屏的自動控制方法可以完成高壓對輥 成型機中液壓站、動輥減速機潤滑、定輥減速機潤滑和動定輥軸承潤滑的控制， 為高壓對輥成型機的自動控制提供可靠保證。
2、 人機界面觸摸屏面板可顯示上述各裝置工作狀態、故障狀態、參數設定 及信號顯示。
3、 本發明的螺旋給料電機、定輥電機和動輥電機分別采用三臺變頻器進行 控制，電動機可在最大力矩下從零加速到所需要的轉速且啟動電流小，電動機 轉矩脈動小；變頻器體積小，非常適用煤粉多的惡劣工作環境。
4、 本發明可編程控制器PLC既可作為主站又可作為子站，當它和三臺變頻 器之間總線通信時，可編程控制器PLC的CPU作為通信控制主站，三臺變頻器 作為通信控制從站。當它和褐煤提質生產線中央控制室的上位機進行總線通訊 時，可編程控制器PLC作為子站。
5、 使用現場總線串接三臺電機變頻器、觸摸屏、上位機，用數字化通信控 制方法完成設備控制、監測、遠程參數化等功能，具有傳輸抗干擾性強，測量 精度高，極大提高了自動控制性能，并且降低現場接線工作量，使維護變得方 便，生產成本也降低了。


圖1是本發明的自動控制方法示意圖；
具體實施例方式
高壓對輥成型機主要包含螺旋給料系統和對輥成型系統，其中螺旋給料系 統設置有兩臺同功率電機，對輥成型系統分為定輥和動輥裝置以及相應配套的 潤滑裝置，控制方式一般采用機旁手動和遠程自動控制兩種方式。手動控制通 常只在調試檢修設備時使用，可在高壓對輥成型機機旁安裝的防爆型現場操作 箱上單獨控制某臺電機的起停，關于手動控制的方法無特別之處，不再贅述。
結合圖1，本發明的一種高壓對輥成型機的自動控制方法是對高壓對輥成 型機中的螺旋給料電機、定輥電機、動輥電機、液壓站、動輥減速機潤滑、定 輥減速機潤滑和動定輥軸承潤滑實施遠程自動控制的方法，在自動控制方法下， 為保證高壓對輥成型機安全、可靠地運行，所設定的可編程控制器PLC程序控 制各電機啟停及液壓站電磁閥的開、關。
螺旋給料電機為兩臺30KW的電機，定輥電機和動輥電機均為355KW，上述 電機采用三臺變頻器進行控制，其中螺旋給料電機的兩臺同功率電機由 一 臺西 門子醒440型變頻器進行控制，定輥電機和動輥電機分別采用兩套西門子G150 變頻器進行控制，所述三臺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進行現場總線Prof ibus-dp通訊，在現場總 線Profibus-dp上還串接有西門子人機界面觸摸屏TP-270，該人機界面觸摸屏 TP-270顯示有螺旋給料電機、定輥電機、動輥電機、液壓站、動輥減速機潤滑、 定輥減速機潤滑和動定輥軸承潤滑的工作狀態和故障狀態，并且顯示螺旋給料 電機、定輥電機、動輥電機的電流和轉速以及液壓站油壓、動定兩輥軸之間的 間距和動定輥的軸承溫度及其它參數。工作過程中可針對不同工況對動、定輥 子轉速進行調整，并可檢測各電機的工作電流及時調整負荷量。Profibus-DP現場總線是一種串行、數字式、多點通信的數據總線。用數 字化通信控制方法完成現場設備控制、監測、遠程參數化等功能，具有傳輸抗 干擾性強，測量精度高，極大提高了自動控制性能。
通訊控制主站由模塊式結構的可編程控制器PLC實現，可編程控制PLC包 括CPU、通訊模塊和數字量、模擬量輸入輸出模塊，三者之間通過背板總線相 連，完成相互間的數據通訊，其中
① CPU帶有總線連接端口，可實現與三臺變頻器及觸摸屏的現場總線通訊。
② 通訊模塊實現與褐煤提質生產線中央控制室上位機的現場總線通訊。使 用現場總線完成對高壓對輥成型機控制、監測、遠程參數化等功能，具有傳輸 抗干擾性強，測量精度高，極大提高了自動控制性能，并且降低現場接線工作 量，使維護變得方便，生產成本也降低了。
③ 數字量輸入模塊讀取液壓站、動輥減速機潤滑、定輥減速機潤滑和動定 輥軸承潤滑裝置中各個泵電機的備妥、運行狀態；數字量輸出模塊驅動液壓站、 動輥減速機潤滑、定輥減速機潤滑和動定輥軸承潤滑裝置中各個泵電機及液壓 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、動輥減速機潤
滑油溫和油流、定輥減速機潤滑油溫和油流及動定兩輥軸之間的間距等模擬量
信號；模擬量輸出模塊輸出三臺變頻器的轉速給定或通過現場總線通訊直接實 現轉速給定。
可編程控制器PLC編制有啟動和停機控制程序，啟動程序為動定輥電機 啟動一液壓站油泵啟動和液壓站加壓電磁閥開啟并達到設定壓力時關停一動定 輥軸承潤滑油泵電機啟動10分鐘后停50分鐘再循環啟停一動輥減速機和定輥
減速機潤滑油泵電機啟動一在設定壓力下開啟螺旋給料機下料。停機程序為
關閉螺旋給料機一液壓站油泵停止和液壓站電磁閥卸荷一動定輥電機停機一動 定輥軸承潤滑潤滑油泵停機一動輥減速機和定輥減速機潤滑油泵電機停機。
權利要求
1、一種高壓對輥成型機的自動控制方法，其特征在于該自動控制方法是對高壓對輥成型機中的螺旋給料電機、定輥電機、動輥電機、液壓站、動輥減速機潤滑、定輥減速機潤滑和動定輥軸承潤滑實施遠程自動控制的方法，該自動控制方法包含以下內容i、螺旋給料電機、定輥電機和動輥電機分別采用三臺變頻器進行控制，其中螺旋給料電機的兩臺同功率電機由一臺變頻器進行控制；所述三臺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進行主從通訊；ii、在通訊控制從站上設有人機界面觸摸屏，該人機界面觸摸屏顯示有螺旋給料電機、定輥電機、動輥電機、液壓站、動輥減速機潤滑、定輥減速機潤滑和動定輥軸承潤滑的工作狀態和故障狀態，并且顯示螺旋給料電機、定輥電機、動輥電機的電流和轉速以及液壓站油壓、動定兩輥軸之間的間距和動定輥的軸承溫度及其它參數；iii、通訊控制主站由模塊式結構的可編程控制器PLC實現，可編程控制PLC包括CPU、通訊模塊和數字量、模擬量輸入輸出模塊，三者之間通過背板總線相連完成相互間的數據通訊，其中①CPU帶有總線連接端口，可實現與三臺變頻器及觸摸屏的現場總線通訊；②通訊模塊實現與褐煤提質生產線中央控制室上位機的現場總線通訊；③數字量輸入模塊讀取液壓站、動輥減速機潤滑、定輥減速機潤滑和動定輥軸承潤滑裝置中各個泵電機的備妥、運行狀態；數字量輸出模塊驅動液壓站、動輥減速機潤滑、定輥減速機潤滑和動定輥軸承潤滑裝置中各個泵電機及液壓站的加壓、卸荷電磁閥；模擬量輸入模塊讀取液壓站油壓壓力、動輥減速機潤滑油溫和油流、定輥減速機潤滑油溫和油流及動定兩輥軸之間的間距等模擬量信號；模擬量輸出模塊輸出三臺變頻器的轉速給定或通過現場總線通訊直接實現轉速給定。
2、根據權利要求l所述的一種高壓對輥成型機的自動控制方法，其特征在 于可編程控制器PLC編制有啟動和停機控制程序，其中啟動程序為動定輥電機啟動一液壓站油泵啟動和液壓站加壓電磁閥開啟 并達到設定壓力時關停一動定輥軸承潤滑油泵電機啟動10分鐘后停50分鐘再 循環啟停一動輥減速機和定輥減速機潤滑油泵電機啟動一在設定壓力下開啟螺 旋給料機下料；停機程序為關閉螺旋給料機—液壓站油泵停止和液壓站電磁閥卸荷一動定輥電機停機一動定輥軸承潤滑潤滑油泵停機一動輥減速機和定輥減速機潤滑 油泵電機停機。
全文摘要
一種高壓對輥成型機的自動控制方法是對高壓對輥成型機中的螺旋給料電機、定輥電機、動輥電機、液壓站、動輥減速機潤滑、定輥減速機潤滑和動定輥軸承潤滑實施遠程自動控制的方法，可保證高壓對輥成型機安全、可靠地運行，設定的可編程控制器PLC程序控制各電機啟停及液壓站電磁閥開、關。PLC+觸摸屏可以完成液壓站、動輥減速機潤滑、定輥減速機潤滑和動定輥軸承潤滑的控制。觸摸屏面板可顯示上述各裝置工作狀態、故障狀態、參數設定及信號顯示。使用現場總線串接三臺電機變頻器、觸摸屏、上位機，用數字化通信控制方法完成設備控制、監測、遠程參數化等功能，具有傳輸抗干擾性強，測量精度高，降低現場接線工作量，維護方便，生產成本降低。
文檔編號G05B19/05GK101566838SQ20091006516
公開日2009年10月28日 申請日期2009年6月5日 優先權日2009年6月5日
發明者于小環, 吳新民, 吳永強, 孫力文, 波 張, 張紅軍, 王全福, 王應麗, 簡海峰, 輝 胡, 胡明是, 庶 郭, 雷久剛, 馬海軍, 高瑞芳 申請人:洛陽礦山機械工程設計研究院有限責任公司