周建軍新疆德勤互利有限公司特種設(shè)備運(yùn)營(yíng)部

LOGO在起重電磁鐵系統(tǒng)中的應(yīng)用

周建軍
新疆德勤互利有限公司特種設(shè)備運(yùn)營(yíng)部

在鋼鐵冶金企業(yè)中，從廢鋼鐵料的準(zhǔn)備到成品鋼材的銷售過(guò)程中，行車起重電磁鐵廣泛地運(yùn)用在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，在鋼鐵物料的起重裝卸和短距離運(yùn)輸中發(fā)揮著重要作用。然而，由于傳統(tǒng)的起重電磁鐵整流控制系統(tǒng)元件多、線路復(fù)雜、故障率高，出現(xiàn)故障后查找修復(fù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，對(duì)生產(chǎn)的影響很大。為改變這種狀況，行車維護(hù)采用SIEMENS超小型可編程序控制器plc系統(tǒng)中的LOGO，對(duì)傳統(tǒng)的起重電磁鐵整流控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造，實(shí)踐表明該系統(tǒng)工作可靠，自動(dòng)化程度高。

強(qiáng)勵(lì)磁；反向消磁；微型化；編程

在鋼鐵冶金企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，隨著鋼鐵冶金行業(yè)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)組織越來(lái)越嚴(yán)密，其節(jié)奏也越來(lái)越快，廣泛采用行車起重電磁鐵來(lái)完成鋼鐵物料的起重裝卸，以及廠房?jī)?nèi)的短距離運(yùn)輸作業(yè)。在寶鋼集團(tuán)八鋼公司范圍內(nèi)，煉鋼系統(tǒng)有18臺(tái)天車配備了電磁鐵控制系統(tǒng)，為繁忙的煉鋼生產(chǎn)準(zhǔn)備廢鋼原料；軋鋼系統(tǒng)有13臺(tái)行車配備了停電保磁電磁鐵控制系統(tǒng)，為軋鋼廠原料的供應(yīng)和成品的發(fā)運(yùn)發(fā)揮著巨大的作用。

1.電磁鐵強(qiáng)勵(lì)磁控制系統(tǒng)概述

隨著煉鋼產(chǎn)能的增加，對(duì)廢鋼的需求進(jìn)一步擴(kuò)大，檢修中心行車維護(hù)對(duì)煉鋼起重電磁鐵行車采用了強(qiáng)勵(lì)磁控制設(shè)備。此控制系統(tǒng)在吸料時(shí)對(duì)電磁盤供電電壓為DC290V，采用強(qiáng)勵(lì)磁吸料，可以提高10%左右的吸料重量；吊運(yùn)過(guò)程中對(duì)電磁盤供電電壓為DC200V，采用弱勵(lì)磁保持。整個(gè)設(shè)備由自動(dòng)開關(guān)、整流變壓器、整流元件、強(qiáng)弱勵(lì)磁切換回路、直流接觸器、時(shí)間繼電器、中間繼電器、指示儀表、放電、限流電阻等元件組成。

2.電磁鐵具體操作過(guò)程如下

吸料操作：將電磁鐵放到被吸物料上，把操作開關(guān)K置于吸料位置，接觸器G1、G2、CJ1和時(shí)間繼電器SJ2吸合，電磁鐵強(qiáng)勵(lì)磁吸料（電壓290V）。時(shí)間繼電器SJ2的給定時(shí)間為強(qiáng)勵(lì)磁時(shí)間（強(qiáng)勵(lì)磁時(shí)間不得超過(guò)10s）。調(diào)整時(shí)間為電磁盤電流達(dá)到最大值維持2s。SJ1延時(shí)時(shí)間到后，中間繼電器ZJ2吸合，強(qiáng)勵(lì)磁接觸器CJ1斷電，弱勵(lì)磁磁接觸器CJ2吸合，對(duì)電磁鐵進(jìn)行弱磁保持（電壓200V）。

吊運(yùn)操作：在電磁鐵達(dá)到最大電流時(shí)，時(shí)間繼電器SJ1動(dòng)作前，將已經(jīng)吸料的電磁鐵提起，此時(shí)電磁鐵的吸力最大。

放料操作：把操作開關(guān)K置于放料位置，接觸器G1、G2和時(shí)間繼電器SJ2斷電，去磁接觸器Q吸合，對(duì)電磁鐵進(jìn)行反向消磁，使電磁鐵的剩磁急劇減小，物料迅速釋放，去磁接觸器Q是通過(guò)時(shí)間繼電器SJ2的斷電延時(shí)來(lái)控制的。時(shí)間繼電器SJ2的延時(shí)時(shí)間（2-3s）根據(jù)電磁鐵的放料情況調(diào)整，以達(dá)到放料干凈利落的最短時(shí)間為準(zhǔn)。放料完畢后，時(shí)間繼電器SJ2控制去磁接觸器Q斷開，去磁接觸器Q斷開后，維持接觸器CJ2也斷開，電磁鐵完成一個(gè)吸料和卸料工作周期。

注意事項(xiàng)：操作時(shí)開關(guān)K置于放料位置后，必須等電磁鐵卸料完畢后才能再置于吸料位置，此時(shí)間間隔應(yīng)大于5s；電磁鐵的在一個(gè)工作周期內(nèi)連續(xù)通電時(shí)間應(yīng)小于10min；操作人員離開天車時(shí)，必須確保開關(guān)K置于放料位置，否則電磁鐵會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間通電而損壞。

3.存在問(wèn)題

（1）元器件品種較多、控制線路復(fù)雜、出現(xiàn)故障幾率高；

（2）時(shí)間繼電器的時(shí)間調(diào)整很粗，控制精度差；

（3）工作狀態(tài)提示及保護(hù)功能差，易發(fā)生因人員誤操作損壞設(shè)備事故等。

4.改造方案

針對(duì)以上問(wèn)題，天車維護(hù)采用SIEMENS超小型可編程序控制器PLC-230RCL加長(zhǎng)型對(duì)傳統(tǒng)的起重電磁鐵整流控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

PLC 230RCL是將編程器和主機(jī)一體化，其體積雖然只有126nmm×90mm×55mm，但功能強(qiáng)大。它能替代傳統(tǒng)的繼電器，如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、時(shí)鐘等，而且具有RS閉鎖繼電器、脈沖繼電器等功能。利用面板上的6個(gè)按鍵將所用電氣線路編程輸入PLC中并在液晶顯示屏顯示，用集成的內(nèi)部軟件替代過(guò)去大量的外部硬接線，從而將復(fù)雜的控制線路轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的控制回路。在設(shè)計(jì)控制程序之前，首先要確定電路的輸入量和輸出量，根據(jù)系統(tǒng)的工作流程和技術(shù)要求編寫程序。西門子PLC-LOGO用功能塊和邏輯圖來(lái)編寫程序，簡(jiǎn)單方便，通過(guò)控制器面板上的按鈕直接編程、編輯、讀取數(shù)據(jù)或輸入數(shù)據(jù)。對(duì)于具體的編寫操作方法請(qǐng)參見西門子LOGO手冊(cè)。

在改造中采用5個(gè)輸出中間繼電器控制原有系統(tǒng)的2臺(tái)交流接觸器和3臺(tái)直流接觸器，用LOGO 230RCL內(nèi)部功能替代原有的中間繼電器和時(shí)間繼電器，簡(jiǎn)化了線路。編制程序在完成原有系統(tǒng)控制功能外，還將電磁鐵操作注意事項(xiàng)編制在程序中，同時(shí)增加了保護(hù)功能，當(dāng)操作工操作電磁鐵通電時(shí)間接近最大通電時(shí)間，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，提醒操作工采取措施，當(dāng)電磁盤超過(guò)最大通電時(shí)間5min時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)斷電，防止發(fā)生因人員誤操作損壞設(shè)備的事故。

改造后的控制系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

（1）拆除了部分元器件，使控制線路簡(jiǎn)單明了，降低了故障幾率；

（2）采用LOGO完成時(shí)間控制，極大地提高控制精度；

（3）增加了工作狀態(tài)提示及保護(hù)功能；

（4）各元件的工作狀態(tài)可以在液晶顯示屏顯示，查找故障一目了然。

結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行狀況記錄對(duì)比，改造后的控制系統(tǒng)運(yùn)行良好，故障率和故障處理時(shí)間大幅度降低，說(shuō)明整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)改造先進(jìn)、合理，可靠性高，達(dá)到了預(yù)期的要求，使用LOGO改造電磁鐵強(qiáng)勵(lì)磁控制系統(tǒng)是非常成功的。