专利名称：一种高压对辊成型机的自动控制方法
技术领域：
本发明属于设备控制技术领域，尤其是用于褐煤提质设备的一种高压对辊 成型机的自动控制方法。
背景技术：
高压对辊成型机是利用加热和高压挤压成型技术而设计的一种全新设备，利 用该设备可使褐煤发生变化、降低水分、提高能量密度，改变褐煤的内部和空 隙结构。为此该设备没有成熟的电气自动控制方法。
高压对辊成型机的电气自动控制方法存在如下难点
通过控制喂料量与动定辊的转速，在动定辊的成型处建立一个稳定的高压， 使物料在该高压下成型。
截至目前，高压对辊成型机没有可参照的自动控制方法。
发明目的
为了实现高压对辊成型机的动定辊转速、螺旋给料机转速的精确控制，实 现运行过程中挤压力的自动调整，提高高压对辊成型机的自动化程度，本发明 提供了一种高压对辊成型机的自动控制方法，该自动控制方法采用PLC+触摸屏 +变频器，并采用现场总线方式完成相互间的数据通讯。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案
高压对辊成型机主要包含螺旋给料系统和对辊成型系统，其中螺旋给料系 统设置有两台同功率电机，对辊成型系统分为定辊和动辊装置以及相应配套的 液压站和润滑装置，控制方式一般采用机旁手动和远程自动控制两种方式；手动控制通常只在调试检修设备时使用，可在高压对辊成型机机旁安装的防爆型 现场操作箱上单独控制某台电机的起停。所述的一种高压对辊成型机的fi动控 制方法是对高压对辊成型机中的螺旋给料电机、定辊电机、动辊电机、液压站、 动辊减速机润滑、定辊减速机润滑和动定辊轴承润滑实施远程自动控制的方法， 该自动控制方法包含以下内容
i 、螺旋给料电机、定辊电机和动辊电机分别采用三台变频器进行控制， 其中螺旋给料电机的两台同功率电机由一台变频器进行控制；所述三台变频器 作为通讯控制从站与作为通讯控制主站可编程控制器PLC中的CPU进行主从通 讯；
ii、 在通讯控制从站上设有人机界面触摸屏，该人机界面触摸屏显示有螺 旋给料电机、定辊电机、动辊电机、液压站、动辊减速机润滑、定辊减速机润 滑和动定辊轴承润滑的工作状态和故障状态，并且显示螺旋给料电机、定辊电 机、动辊电机的电流和转速以及液压站油压、动定两辊轴之间的间距和动定辊 的轴承温度及其它参数；
iii、 通讯控制主站由模块式结构的可编程控制器PLC实现，可编程控制PLC 包括CPU、通讯模块和数字量、模拟量输入输出模块，三者之间通过背板总线 相连完成相互间的数据通讯，其中
① CPU带有总线连接端口，可实现与三台变频器及触摸屏的现场总线通讯；
② 通讯模块实现与褐煤提质生产线中央控制室上位机的现场总线通讯；
③ 数字量输入模块读取液压站、动辊减速机润滑、定辊减速机润滑和动定 辊轴承润滑装置中各个泵电机的备妥、运行状态；数字量输出模块驱动液压站、 动辊减速机润滑、定辊减速机润滑和动定辊轴承润滑装置中各个泵电机及液压 站的加压、卸荷电磁阀；模拟量输入模块读取液压站油压压力、动辊减速机润 滑油温和油流、定辊减速机润滑油温和油流及动定两辊轴之间的间距等模拟量 信号；模拟量输出模块输出三台变频器的转速给定或通过现场总线通讯直接实 现转速给定。
5所述的一种高压对辊成型机的自动控制方法，其可编程控制器PLC编制有 启动和停机控制程序，其中
启动程序为动定辊电机启动一液压站油泵启动和液压站加压电磁阀开启 并达到设定压力时关停一动定辊轴承润滑油泵电机启动10分钟后停50分钟再 循环启停一动辊减速机和定辊减速机润滑油泵电机启动一在设定压力下开启螺 旋给料机下料；
停机程序为关闭螺旋给料机一液压站油泵停止和液压站电磁阔卸荷一动 定辊电机停机一动定辊轴承润滑润滑油泵停机一动辊减速机和定辊减速机润滑 油泵电机停机。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性
1、 可编程控制器PLC+人机界面触摸屏的自动控制方法可以完成高压对辊 成型机中液压站、动辊减速机润滑、定辊减速机润滑和动定辊轴承润滑的控制， 为高压对辊成型机的自动控制提供可靠保证。
2、 人机界面触摸屏面板可显示上述各装置工作状态、故障状态、参数设定 及信号显示。
3、 本发明的螺旋给料电机、定辊电机和动辊电机分别采用三台变频器进行 控制，电动机可在最大力矩下从零加速到所需要的转速且启动电流小，电动机 转矩脉动小；变频器体积小，非常适用煤粉多的恶劣工作环境。
4、 本发明可编程控制器PLC既可作为主站又可作为子站，当它和三台变频 器之间总线通信时，可编程控制器PLC的CPU作为通信控制主站，三台变频器 作为通信控制从站。当它和褐煤提质生产线中央控制室的上位机进行总线通讯 时，可编程控制器PLC作为子站。
5、 使用现场总线串接三台电机变频器、触摸屏、上位机，用数字化通信控 制方法完成设备控制、监测、远程参数化等功能，具有传输抗干扰性强，测量 精度高，极大提高了自动控制性能，并且降低现场接线工作量，使维护变得方 便，生产成本也降低了。
图1是本发明的自动控制方法示意图；
具体实施例方式
高压对辊成型机主要包含螺旋给料系统和对辊成型系统，其中螺旋给料系 统设置有两台同功率电机，对辊成型系统分为定辊和动辊装置以及相应配套的 润滑装置，控制方式一般采用机旁手动和远程自动控制两种方式。手动控制通 常只在调试检修设备时使用，可在高压对辊成型机机旁安装的防爆型现场操作 箱上单独控制某台电机的起停，关于手动控制的方法无特别之处，不再赘述。
结合图1，本发明的一种高压对辊成型机的自动控制方法是对高压对辊成 型机中的螺旋给料电机、定辊电机、动辊电机、液压站、动辊减速机润滑、定 辊减速机润滑和动定辊轴承润滑实施远程自动控制的方法，在自动控制方法下， 为保证高压对辊成型机安全、可靠地运行，所设定的可编程控制器PLC程序控 制各电机启停及液压站电磁阀的开、关。
螺旋给料电机为两台30KW的电机，定辊电机和动辊电机均为355KW，上述 电机采用三台变频器进行控制，其中螺旋给料电机的两台同功率电机由 一 台西 门子醒440型变频器进行控制，定辊电机和动辊电机分别采用两套西门子G150 变频器进行控制，所述三台变频器分别作为通信控制从站与可编程控制器PLC 中作为通信控制主站的CPU315-2DP进行现场总线Prof ibus-dp通讯，在现场总 线Profibus-dp上还串接有西门子人机界面触摸屏TP-270，该人机界面触摸屏 TP-270显示有螺旋给料电机、定辊电机、动辊电机、液压站、动辊减速机润滑、 定辊减速机润滑和动定辊轴承润滑的工作状态和故障状态，并且显示螺旋给料 电机、定辊电机、动辊电机的电流和转速以及液压站油压、动定两辊轴之间的 间距和动定辊的轴承温度及其它参数。工作过程中可针对不同工况对动、定辊 子转速进行调整，并可检测各电机的工作电流及时调整负荷量。Profibus-DP现场总线是一种串行、数字式、多点通信的数据总线。用数 字化通信控制方法完成现场设备控制、监测、远程参数化等功能，具有传输抗 干扰性强，测量精度高，极大提高了自动控制性能。
通讯控制主站由模块式结构的可编程控制器PLC实现，可编程控制PLC包 括CPU、通讯模块和数字量、模拟量输入输出模块，三者之间通过背板总线相 连，完成相互间的数据通讯，其中
① CPU带有总线连接端口，可实现与三台变频器及触摸屏的现场总线通讯。
② 通讯模块实现与褐煤提质生产线中央控制室上位机的现场总线通讯。使 用现场总线完成对高压对辊成型机控制、监测、远程参数化等功能，具有传输 抗干扰性强，测量精度高，极大提高了自动控制性能，并且降低现场接线工作 量，使维护变得方便，生产成本也降低了。
③ 数字量输入模块读取液压站、动辊减速机润滑、定辊减速机润滑和动定 辊轴承润滑装置中各个泵电机的备妥、运行状态；数字量输出模块驱动液压站、 动辊减速机润滑、定辊减速机润滑和动定辊轴承润滑装置中各个泵电机及液压 站的加压、卸荷电磁阔；模拟量输入模块读取液压站油压压力、动辊减速机润
滑油温和油流、定辊减速机润滑油温和油流及动定两辊轴之间的间距等模拟量
信号；模拟量输出模块输出三台变频器的转速给定或通过现场总线通讯直接实 现转速给定。
可编程控制器PLC编制有启动和停机控制程序，启动程序为动定辊电机 启动一液压站油泵启动和液压站加压电磁阀开启并达到设定压力时关停一动定 辊轴承润滑油泵电机启动10分钟后停50分钟再循环启停一动辊减速机和定辊
减速机润滑油泵电机启动一在设定压力下开启螺旋给料机下料。停机程序为
关闭螺旋给料机一液压站油泵停止和液压站电磁阀卸荷一动定辊电机停机一动 定辊轴承润滑润滑油泵停机一动辊减速机和定辊减速机润滑油泵电机停机。
权利要求
1、一种高压对辊成型机的自动控制方法，其特征在于该自动控制方法是对高压对辊成型机中的螺旋给料电机、定辊电机、动辊电机、液压站、动辊减速机润滑、定辊减速机润滑和动定辊轴承润滑实施远程自动控制的方法，该自动控制方法包含以下内容i、螺旋给料电机、定辊电机和动辊电机分别采用三台变频器进行控制，其中螺旋给料电机的两台同功率电机由一台变频器进行控制；所述三台变频器作为通讯控制从站与作为通讯控制主站可编程控制器PLC中的CPU进行主从通讯；ii、在通讯控制从站上设有人机界面触摸屏，该人机界面触摸屏显示有螺旋给料电机、定辊电机、动辊电机、液压站、动辊减速机润滑、定辊减速机润滑和动定辊轴承润滑的工作状态和故障状态，并且显示螺旋给料电机、定辊电机、动辊电机的电流和转速以及液压站油压、动定两辊轴之间的间距和动定辊的轴承温度及其它参数；iii、通讯控制主站由模块式结构的可编程控制器PLC实现，可编程控制PLC包括CPU、通讯模块和数字量、模拟量输入输出模块，三者之间通过背板总线相连完成相互间的数据通讯，其中①CPU带有总线连接端口，可实现与三台变频器及触摸屏的现场总线通讯；②通讯模块实现与褐煤提质生产线中央控制室上位机的现场总线通讯；③数字量输入模块读取液压站、动辊减速机润滑、定辊减速机润滑和动定辊轴承润滑装置中各个泵电机的备妥、运行状态；数字量输出模块驱动液压站、动辊减速机润滑、定辊减速机润滑和动定辊轴承润滑装置中各个泵电机及液压站的加压、卸荷电磁阀；模拟量输入模块读取液压站油压压力、动辊减速机润滑油温和油流、定辊减速机润滑油温和油流及动定两辊轴之间的间距等模拟量信号；模拟量输出模块输出三台变频器的转速给定或通过现场总线通讯直接实现转速给定。
2、根据权利要求l所述的一种高压对辊成型机的自动控制方法，其特征在 于可编程控制器PLC编制有启动和停机控制程序，其中启动程序为动定辊电机启动一液压站油泵启动和液压站加压电磁阀开启 并达到设定压力时关停一动定辊轴承润滑油泵电机启动10分钟后停50分钟再 循环启停一动辊减速机和定辊减速机润滑油泵电机启动一在设定压力下开启螺 旋给料机下料；停机程序为关闭螺旋给料机—液压站油泵停止和液压站电磁阀卸荷一动定辊电机停机一动定辊轴承润滑润滑油泵停机一动辊减速机和定辊减速机润滑 油泵电机停机。
全文摘要
一种高压对辊成型机的自动控制方法是对高压对辊成型机中的螺旋给料电机、定辊电机、动辊电机、液压站、动辊减速机润滑、定辊减速机润滑和动定辊轴承润滑实施远程自动控制的方法，可保证高压对辊成型机安全、可靠地运行，设定的可编程控制器PLC程序控制各电机启停及液压站电磁阀开、关。PLC+触摸屏可以完成液压站、动辊减速机润滑、定辊减速机润滑和动定辊轴承润滑的控制。触摸屏面板可显示上述各装置工作状态、故障状态、参数设定及信号显示。使用现场总线串接三台电机变频器、触摸屏、上位机，用数字化通信控制方法完成设备控制、监测、远程参数化等功能，具有传输抗干扰性强，测量精度高，降低现场接线工作量，维护方便，生产成本降低。
文档编号G05B19/05GK101566838SQ20091006516
公开日2009年10月28日 申请日期2009年6月5日 优先权日2009年6月5日
发明者于小环, 吴新民, 吴永强, 孙力文, 波 张, 张红军, 王全福, 王应丽, 简海峰, 辉 胡, 胡明是, 庶 郭, 雷久刚, 马海军, 高瑞芳 申请人:洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司