CN107942896B - 蔗刀机及驱动电机润滑共用油站控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种蔗刀机及驱动电机润滑共用油站控制系统，由西门子S7‑200CN/S7‑200SMART带有数字量输入DI、数字量输出D0的CPU模块（1）、模拟量输入模块（2、3）、PROFIBUS‑DP通讯模块（4）组成的PLC控制器，通过以太网通讯线缆接入触摸屏（5）以太网端口；DI端口通过多芯线缆，分别接入蔗刀机及驱动电机共用润滑油站（7）中对应的油位开关、电机油流开关、蔗刀机油流开关、压差开关。实现对蔗刀机及驱动电机的数据采集、安全运行及联锁控制。通过PLC的PROFIBUS_DP模块与预处理压榨DCS控制系统通讯，实现数据的上传。
Description
技术领域
本发明涉及甘蔗制糖技术领域，是一种甘蔗破碎生产线上蔗刀机和驱动电机连续润滑供油设备的自动控制系统。
背景技术
现有的大型甘蔗制糖厂，甘蔗原料的破碎均使用大型蔗刀机、重锤撕裂机。由于设备转鼓再加蔗刀或刀锤，转动惯量非常之大，由高压电动机直接驱动。电机功率较大，蔗刀机及驱动电机的两端均为轴瓦（滑动轴承），设备启动及生产运行时需要连续循环的供油润滑。而以往使用的均是各自独立的通用润滑油站，控制柜系统也是各自独立非PLC控制，也不具备数据采集功能。对于蔗刀机或重锤撕裂机设备，主机本身的运行与润滑油站具有联锁关系，必须润滑油站正常运行供油后蔗刀机或重锤撕裂机才能运行。同样，对于蔗刀机或重锤撕裂机的驱动电动机也必须润滑油站运行正常后才能启动运行。即原两个独立油站、独立控制系统必须都正常运行供油，蔗刀机的驱动电动机才允许启动运行，运行中任何一个油站或控制系统出现故障，蔗刀机的驱动电动机都将停机进行保护。这种两个独立的油站，独立的普通控制柜，可靠性差，只要有一个存在问题，都将影响整台蔗刀机或重锤撕裂机的运行而导致整个预处理、压榨生产线不能生产运行。
发明内容
本发明的目的是针对大型甘蔗制糖厂，预处理甘蔗原料破碎生产线，为蔗刀机（切蔗机）、重锤撕裂机（重锤撕解机）设备及驱动电动机轴瓦的润滑，提供一种新型的蔗刀机及驱动电机润滑共用油站控制系统，能解决以上问题、故障率低、可靠性高。
本发明是这样实现的：蔗刀机及驱动电机润滑共用油站控制系统，采用一种专用的共用油站对蔗刀机和驱动电动机同时进行连续循环润滑供油控制，同时对主机设备及驱动电机的轴瓦温度、共用油站的供油压力、供油温度进行数据采集。采用PLC及触摸屏控制的共用油站，满足甘蔗原料破碎生产线，蔗刀机运行的工艺控制要求，共用油站1#、2#油泵的启动运行/停止在触模屏或DCS控制系统上由操作人员操作完成。1#油泵、2#油泵的主/辅（备用泵）选择在触摸屏上进行。触摸屏上设置有油泵的就地/远程DCS切换键，在就地状态时由触摸屏控制油泵启停，在远程DCS状态时由DCS远程操作控制油泵。具体技术方案为：
一种蔗刀机及驱动电机润滑共用油站控制系统，由西门子S7-200CN/S7-200SMART带有数字量输入DI、数字量输出D0的CPU模块、模拟量输入模块、PROFIBUS-DP通讯模块组成的PLC控制器，CPU模块通过以太网通讯线缆接入触摸屏以太网端口；DI端口通过多芯线缆，分别接入蔗刀机及驱动电机共用润滑油站中对应的油位开关、电机油流开关、蔗刀机油流开关、压差开关；DO端口通过继电器、接触器分别启动或停止1#泵、2#泵，报警端口接入报警器，1#、2#泵过载端口通过断路器的辅助触点接入；DO端口通过继电器接入蔗刀机驱动电机液阻启动柜的联锁端子；模拟量输入模块的AI端口，通过屏蔽电缆分别接入外部蔗刀机及驱动电机共用润滑油站的供油压力变送器、供油温度变送器；模拟量输入AI模块的AI端口，通过屏蔽电缆接入第一温度变送器，第一温度变送器再分别接入蔗刀机中配置的左轴瓦及右轴瓦温度检测元件PT100；模拟量输入模块中的AI端口，通过屏蔽电缆接入第二和第三温度变送器，第二温度变送器再分别接入蔗刀机驱动电机中配置的左轴瓦、右轴瓦的温度检测元件PT100，第三温度变送器接入电机定子绕组温度检测元件PT100；PROFIBUS-DP通讯模块，通过PROFIBUS-DP通讯线缆接入其余共用油站和DCS控制系统；所述的PLC控制器的西门子S7-200CN/S7-200SMART带有数字量输入DI、数字量输出D0的CPU模块、模拟量输入模块、PROFIBUS-DP通讯模块通过自身的数据线及接口相互依次CPU模块→模拟量输入模块→PROFIBUS-DP通讯模块连接。
进一步地，所述的触摸屏为西门子10.2英寸SMART1000IE。
进一步地，所述的3个温度变送器是两路输入，两路4-20mA输出。
进一步地，所述的蔗刀机及驱动电机共用润滑油站的供油压力变送器、供油温度变送器是4-20mA输出。
进一步地，所述的其余共用油站和DCS控制系统均具备PROFIBUS-DP通讯接口。
工作原理描述：
蔗刀机及驱动电机润滑共用油站控制系统正常运行后，PLC模拟量输入模块的AI端口，通过检测蔗刀机及驱动电机共用润滑油站中的压力变送器，对应供油出口油压输出的4-20mA信号，与触摸屏设置的备用泵启动运行最小压力值进行比较，如小于该值，备用泵自动启动运行，两个泵同时运行工作。当压力值高于触摸屏设置的上限时，备用泵自动停止运行。AI端口还检测供油出口温度变送器对应温度输出的4-20mA信号，与触摸屏设置的油温上限比较，如高于该值PLC的DO通过报警器进行声光报警，同时触摸屏显示相应的文字提示。
PLC的DI端口，检测蔗刀机及驱动电机共用润滑油站的油位开关、压差开关、蔗刀机供油出口的油流开关、驱动电机供油出口的油流开关信号，如不满足条件，PLC的DO通过报警器进行声光报警，同时触摸屏显示相应的文字提示。1#、2#泵过载端口通过断路器的辅助触点接入，检测泵是否过载，如出现过载，PLC的DO通过报警器进行声光报警，同时触摸屏显示相应的文字提示。
PLC模拟量输入AI模块的AI端口，通过3个两路输入，两路4-20mA输出温度变送器，分别检测蔗刀机中的左轴瓦及右轴瓦，蔗刀机驱动电机中的左轴瓦、右轴瓦及电机定子绕组温度检测元件PT100元件对应的温度直，与触摸屏设置的各温度报警上限值及温度高值进行比较。当达到温度报警上限值时，PLC的DO通过报警器进行声光报警器，同时触摸屏显示相应的文字提示。当达到温度高高值且超过触摸屏设定的延迟时间时，通过PLC的DO端口断开继电器，断开蔗刀机驱动电机液阻启动柜的联锁端子，蔗刀机驱动电机停止运行并且声光报警器，同时触摸屏显示相应的文字提示。从而，对蔗刀机及驱动电机的轴瓦或电机进行保护。只有在蔗刀机及驱动电机共用润滑油站中的供油压力、两路供油油流正常、各轴瓦和驱动电机温度正常情况下，PLC的DO端口通过继电器动作，才允许蔗刀机驱动电机液阻启动柜运行。
以上各功能、数据采集及转换由PLC编程程序实现，各种状态及数据均在触摸屏上显示并通过PROFIBUS-DP通讯模块上传DCS控制系统。
本发明与现有技术比较具有以下积极效果：
1． 作为人机介面的触摸屏设置有参数设置键，进入参数设置画面后用户可根据实际工艺控制的要求，直观方便的对各压力上下限值、温度上限报警值及保护蔗刀机及驱动电机的联锁停机延迟时间等进行设置。
2． 油站油位低请加油、滤网堵塞请清洗、油泵过载等各种报警或故障状态均在触摸屏上直观的与文字进行显示，在触摸屏各设备图形中清晰直观的显示各检测点的压力、温度值。
3． 触摸屏设置有故障记录键，可实时查阅故障停机或报警的历史记录。大大的方便和缩短了巡视或维修人员解决和处理问题的时间。
4． 触摸屏设置有中/英文切换键，可在运行或停止状态下任意切换，方便适应了国外糖厂项目操作人员的操作。
5． 配置有PROFIBUS_DP模块，可将各蔗刀机及驱动电机润滑共用油站控制系统，通过PROFIBUS_DP总线相互连接并与预处理压榨DCS控制系统连接，实现了数据采集的上传或远程控制。
本发明能实现与当今现代化糖厂生产线DCS控制系统配套，进行总线通讯控制的智能单机共用油站控制系统。该控制系统能将油站油泵的运行状态及油压、油温数据，蔗刀机及驱动电机的轴瓦温度、驱动电机的温度进行数据采集，就地触摸屏显示并通过PROFIBUS_DP总线通讯形式上传DCS控制系统。是甘蔗制糖厂，预处理工段，蔗刀机或重锤撕解机甘蔗破碎设备，作为润滑供油辅机设备控制系统，可大大提高控制系统可靠性和设备安全及生产率。
附图说明
图1为本发明的控制系统框图。
图2为本发明的触摸屏主画面示意图。
图3为本发明的共用油站液压系统图。
具体实施方式
以下是结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。所描述的实施例仅仅是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。但基于本发明的实施例，本领域人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，均属于本发明的护范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用部件或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
如图1所示，本发明的蔗刀机及驱动电机润滑共用油站控制系统，由西门子S7-200CN/S7-200SMART带有数字量输入DI、数字量输出D0的CPU模块1、模拟量输入模块2、3、PROFIBUS-DP通讯模块4组成的PLC控制器，通过以太网通讯线缆接入触摸屏5以太网端口，DI端口通过多芯线缆，分别接入蔗刀机及驱动电机共用润滑油站7中对应的油位开关、电机油流开关、蔗刀机油流开关、压差开关；DO端口通过继电器、接触器分别启动或停止1#泵、2#泵，报警端口接入声光报警器；DO端口的供油正常，通过继电器接入蔗刀机驱动电机液阻启动柜11的联锁端子；模拟量输入模块2的AI端口，通过屏蔽电缆分别接入外部蔗刀机及驱动电机共用润滑油站7的供油压力变送器、供油温度变送器；模拟量输入AI模块2的AI端口，通过屏蔽电缆接入第一温度变送器6，第一温度变送器6再分别接入蔗刀机8中配置的左轴瓦及右轴瓦温度检测元件PT100；模拟量输入模块3中的AI端口，通过屏蔽电缆接入第二和第三温度变送器6，第二温度变送器6再分别接入蔗刀机驱动电机9中配置的左轴瓦、右轴瓦，第三温度变送器6接入电机定子绕组温度检测元件PT100；PROFIBUS-DP通讯模块4，通过PROFIBUS-DP通讯线缆10接入其余共用油站和DCS控制系统。所述的PLC控制器的西门子S7-200CN/S7-200SMART带有数字量输入DI、数字量输出D0的CPU模块1、模拟量输入模块2、3、PROFIBUS-DP通讯模块4通过自身的数据线接口相互依次CPU模块1→模拟量输入模块2→3→PROFIBUS-DP通讯模块4连接。
所述的触摸屏为西门子10.2英寸SMART1000IE。
所述的3个温度变送器6是两路输入，两路4-20mA输出。
所述的蔗刀机及驱动电机共用润滑油站7的供油压力变送器、供油温度变送器是4-20mA输出。
所述的其余共用油站和DCS控制系统均具备PROFIBUS-DP通讯接口。
本发明的共用油站液压系统如图3所示。
按控制系统框图及功能完成PLC主程序、油站状态检测、油站压力及温度检测、油流、轴瓦及电机温度检测子程序的编写。完成作为DP从站数据和状态读/写连续地址子程序的编写。按控制系统框图和功能，完成触摸屏主画面、参数设置画面、报警及故障历史记录画面程序的组态和编写。
在甘蔗制糖厂，甘蔗破碎设备往往由2-3台组成。本发明中各台蔗刀机及驱动电机润滑共用油站控制系统，通过各自PLC控制器中的PROFIBUS-DP通讯模块4，相互用PROFIBUS_DP总线通讯电缆连接，设置各自的DP从站地址，实现与预处理及压榨生产线DCS总线通讯控制。
应用实施例：
本发明已运用于柬埔寨（广东恒福糖业），日榨量20000吨/天的百威夏瑞峰糖厂预处理生产线的1#-3#蔗刀机设备并且与DCS通讯连接，系统运行正常，稳定可靠，操作直观、简单、方便。
Claims (3)
1.一种蔗刀机及驱动电机润滑共用油站控制系统，其特征在于：由西门子S7-200CN/S7-200SMART带有数字量输入DI、数字量输出D0的CPU模块（1）、模拟量输入模块（2）、模拟量输入模块（3）、PROFIBUS-DP通讯模块（4）组成的PLC控制器，CPU模块（1）通过以太网通讯线缆接入触摸屏（5）以太网端口；DI端口通过多芯线缆，分别接入蔗刀机及驱动电机共用润滑油站（7）中对应的油位开关、电机油流开关、蔗刀机油流开关、压差开关；DO端口通过继电器、接触器分别启动或停止1#泵、2#泵，报警端口接入报警器，1#、2#泵过载端口通过断路器的辅助触点接入；DO端口通过继电器接入蔗刀机驱动电机液阻启动柜（11）的联锁端子；模拟量输入模块（2）的AI端口，通过屏蔽电缆分别接入外部蔗刀机及驱动电机共用润滑油站（7）的供油压力变送器、供油温度变送器；模拟量输入模块（2）的AI端口，通过屏蔽电缆接入第一温度变送器（6），第一温度变送器（6）再分别接入蔗刀机（8）中配置的左轴瓦及右轴瓦温度检测元件PT100；模拟量输入模块（3）中的AI端口，通过屏蔽电缆接入第二和第三温度变送器（6），第二温度变送器（6）再分别接入蔗刀机驱动电机（9）中配置的左轴瓦、右轴瓦的温度检测元件PT100，第三温度变送器（6）接入电机定子绕组温度检测元件PT100；PROFIBUS-DP通讯模块（4），通过PROFIBUS-DP通讯线缆（10）接入其余共用油站和DCS控制系统；所述的PLC控制器的西门子S7-200CN/S7-200SMART带有数字量输入DI、数字量输出D0的CPU模块（1）、模拟量输入模块（2）、模拟量输入模块（3）、PROFIBUS-DP通讯模块（4）通过自身的数据线及接口依次连接CPU模块（1）→模拟量输入模块（2）→模拟量输入模块（3）→PROFIBUS-DP通讯模块（4）；
所述的3个温度变送器（6）是2路输入，2路4-20mA输出；
所述蔗刀机及驱动电机共用润滑油站（7）的压力变送器、供油温度变送器是4-20mA输出。
2.根据权利要求1所述的蔗刀机及驱动电机润滑共用油站控制系统，其特征在于：所述的触摸屏为西门子10.2英寸SMART1000IE。
3.根据权利要求1所述的蔗刀机及驱动电机润滑共用油站控制系统，其特征在于：所述的其余共用油站和DCS控制系统均具备PROFIBUS-DP通讯接口。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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