CN107942954B - 压榨机及双辊喂料器减速箱共用油站控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种压榨机及双辊喂料器减速箱共用油站控制系统。其控制系统由西门子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、4）、PROFIBUS‑DP通讯模块（5）组成的PLC控制器、触摸屏、传感器等构成。检测油站的供油压力，实现主油泵及备用油泵的自动启动或停止。检测共用油站的油温、油位及油泵运行状态等，检测压榨机、双辊喂料器直流驱动电机，空水冷却器的风压、风温、冷却水压力及风机运行状态，实现复杂的逻辑联锁控制。通过PLC的PROFIBUS_DP模块与预处理压榨DCS控制系统通讯，完成数据的上传及控制。
Description
技术领域
本发明涉及甘蔗制糖技术领域，是一种甘蔗压榨生产线上，对大型压榨机和重型双辊喂料器的减速箱，实现连续循环润滑供油润滑及驱动电机空水冷却器控制的自动控制系统。
背景技术
大型甘蔗制糖厂压榨工段，一般都配置大型压榨机和重型双辊喂料器，这两种设备均由驱动电机经过减速箱进行传动。而减速箱的润滑油站设备也是压榨工段的关键辅机设备之一。而以往在没有本发明时均采用各自独立的通用稀油站。由于各座压榨机及双辊喂料器是相互联锁运行的设备，包括减速箱润滑油站辅机设备。以传统的独立润滑油站供油系统来说，如果当双辊喂料器减速箱的润滑油站出现问题，为保护其减速箱，双辊喂料器不能运行，虽然此时压榨机的润滑油站运行正常。但由于双辊喂料器不能运行，压榨机也是不允许运行的。这种各自独立的供油油站，供油及油站冷却水管路较多，压榨车间的占地面积也大。如大型万吨级甘蔗制糖厂，5座压榨机、5座重型双辊喂料器，就需要配置这种独立的供油油站、套对立的电气控制系统10套，可靠性较差。所以开发研制一种专用的共用油站及控制系统，同时对压榨机和双辊喂料器的减速箱进行连续循环润滑供油，可节省一半的对供油润滑油站，并且可实现数据采集并上传DCS控制系统。
发明内容
本发明的目的是针对大型甘蔗制糖厂，压榨提汁生产线，为压榨机和重型双辊喂料器的减速箱设备进行供油润滑，提供一种能解决上述技术问题、故障率低、可靠性高的压榨机及双辊喂料器减速箱共用油站控制系统。
本发明是这样实现的：采用PLC及触摸屏控制的共用油站，满足甘蔗压榨生产线，对压榨机和重型双辊喂料器的减速箱，进行连续循环供油润滑的工艺控制要求，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，在就地状态时油泵的启停、空水冷却器风机的启停由触摸屏控制，在远程DCS状态时由DCS远程操作控制油泵及空水冷却器风机。该控制系统能将油站的数据及状态、减速箱及驱动电机的轴承温度数据、驱动电机的空水冷却器运行状态等，在触摸屏就地显示并通过PROFIBUS_DP总线通讯形式上传DCS控制系统。 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。
具体技术方案为：
一种压榨机及双辊喂料器减速箱共用油站控制系统，包括：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，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接口相互依次CPU模块→模拟量输入模块→PROFIBUS-DP通讯模块连接，该PLC控制器通过以太网通讯线缆接入触摸屏的以太网端口；DI端口通过多芯线缆，分别接入共用润滑油站中对应的油位开关、压差开关以及喂料器直流电机空水冷却器及压榨机直流电机空水冷却器的风压开关、出水口压力开关；DI的1#、2#泵过载端口及压榨机、喂料器冷却风机过载端口由断路器的辅助触点接入；DO端口的1#泵、2#泵，通过继电器、接触器分别控制启动或停止1#泵、2#泵；DO端口的压榨机空冷器风机、喂料器空冷器风机通过继电器、接触器控制启动或停止空冷器风机；DO的报警端口接入报警器；DO的喂料器允许运行端口及压榨机允许运行端口分别接入喂料器整流切换柜、压榨机整流切换柜的联锁点；模拟量输入模块的AI端口，通过屏蔽电缆分别接入共用润滑油站的供油压力变送器、供油温度变送器、喂料器减速箱供油的流量计、压榨机减速箱供油的流量计；模拟量输入模块的AI端口，通过屏蔽电缆接入第一温度变送器，温度变送器再分别接入喂料器减速箱的高速轴承温度检测元件PT100、喂料器直流电机的前轴承、后轴承及绕组的度检测元件PT100；模拟量输入模块的AI端口，通过屏蔽电缆接入第二温度变送器，第二温度变送器再分别接入压榨机减速箱的高速轴承温度检测元件PT100和压榨机直流电机的前轴承、后轴承及绕组的温度检测元件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。
进一步地，所述的触摸屏为西门子10.2英寸SMART1000IE。
进一步地，所述的温度变送器为1路输入，1路4-20mA输出。
进一步地，所述的共用润滑油站共用润滑油站的压力变送器、供油温度变送器是4-20mA输出。供油的流量计为一体式涡轮流量计，输出4-20mA。
进一步地，所述的辊喂料器是带有驱动电机的重型双辊喂料器，简称喂料器。
进一步地，所述的空冷器风机是指背包于压榨机及双辊喂料器驱动电机上的空气及水冷却风扇
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：
压榨机及双辊喂料器减速箱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，通过检测共用润滑油站8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。流量计对喂料器减速箱及压榨机减速箱进行供油流量的检测并与触摸屏设置的流量下限比较，如低于该值，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。如持续小于该下限值并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，断开相应的喂料器整流切换柜或压榨机整流切换柜的联锁点，停止喂料器或压榨机驱动电机，对其减速箱进行保护。同时声光报警和触摸屏显示相应的文字提示。
PLC的DI端口，检测共用润滑油站的油位开关、压差开关、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#泵过载端口及压榨机、喂料器冷却风机过载端口通过断路器的辅助触点接入，检测泵及冷却风机是否过载，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，通过温度变送器，分别检测喂料器和压榨机减速箱的高速轴承、喂料器和压榨机驱动电机的前轴承、后轴承及绕组温度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，断开相应的喂料器整流切换柜或压榨机整流切换柜的联锁点，停止喂料器或压榨机驱动电机，对其减速箱进行保护。同时声光报警和触摸屏显示相应的文字提示。
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、供油流量下限报警值及保护喂料器和压榨机的减速箱，停止驱动电机的联锁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、流量、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，可将各喂料器、压榨机的减速箱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，喂料器和压榨机驱动电机空水冷却器，冷却风机的运行状态，喂料器和压榨机减速箱高速轴承的温度数据，喂料器和压榨机驱动电机的温度数据进行采集，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，压榨工段，喂料器或压榨机减速箱设备，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。所用仪器、部件未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
如图1所示，本发明的压榨机及双辊喂料器减速箱共用油站控制系统，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、4、PROFIBUS-DP通讯模块5组成的PLC控制器，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2、3、4、PROFIBUS-DP通讯模块通过自身的数据线接口相互依次CPU模块→模拟量输入模块2、3、4、→PROFIBUS-DP通讯模块连接；该PLC控制器通过以太网通讯线缆接入触摸屏6以太网端口，DI端口通过多芯线缆，分别接入共用润滑油站8中对应的油位开关、压差开关以及喂料器直流电机空水冷却器9及压榨机直流电机空水冷却器10的风压开关、出水口压力开关；DI的1#、2#泵过载端口及压榨机、喂料器冷却风机过载端口由断路器的辅助触点接入；DO端口的1#泵、2#泵，通过继电器、接触器分别控制启动或停止1#泵、2#泵；DO端口的压榨机空冷器风机、喂料器空冷器风机通过继电器、接触器分别控制启动或停止空冷器风机；DO的报警端口接入报警器；DO的喂料器允许运行端口及压榨机允许运行端口分别接入喂料器整流切换柜15、压榨机整流切换柜16的联锁点；模拟量输入模块2的AI端口，通过屏蔽电缆分别接入共用润滑油站8的供油压力变送器、供油温度变送器、喂料器减速箱供油的流量计、压榨机减速箱供油的流量计；模拟量输入模块3的AI端口，通过屏蔽电缆接入第一温度变送器7，第一温度变送器7再分别接入喂料器减速箱11的高速轴承温度检测元件PT100和喂料器直流电机12的前轴承、后轴承及绕组的度检测元件PT100；模拟量输入模块4的AI端口，通过屏蔽电缆接入第二温度变送器7，第二温度变送器7再分别接入压榨机减速箱13的高速轴承温度检测元件PT100和压榨机直流电机14的前轴承、后轴承及绕组的温度检测元件PT100；PROFIBUS-DP通讯模块5，通过PROFIBUS-DP通讯线缆17接入其余共用油站和DCS控制系统。
所述的触摸屏为西门子10.2英寸SMART1000IE。
所述的温度变送器7为1路输入，1路4-20mA输出。
所述共用润滑油站8的压力变送器、供油温度变送器是4-20mA输出。供油的流量计为一体式涡轮流量计，输出4-20mA。
所述的辊喂料器是带有驱动电机的重型双辊喂料器，简称喂料器。
所述的空冷器风机是指背包于压榨机及双辊喂料器驱动电机上的空气及水冷却风扇。
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、1#、2#油泵及空冷器风机启停子程序、油站及空冷器状态检测、油站压力及温度检测、油流流量、轴承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，双辊喂料器或压榨机设备往往由4-5台组成。本发明中各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5，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。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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压榨生产线的1#-5#双辊喂料器和压榨机减速箱设备并且与DCS通讯连接，系统运行正常，稳定可靠，操作直观、简单、方便。
Claims (5)
1.一种压榨机及双辊喂料器减速箱共用油站控制系统，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）、模拟量输入模块一（2）、模拟量输入模块二（3）、模拟量输入模块三（4）、PROFIBUS-DP通讯模块（5）组成的PLC控制器，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）、模拟量输入模块一（2）、模拟量输入模块二（3）、模拟量输入模块三（4）、PROFIBUS-DP通讯模块（5）通过自身的数据线接口依次连接CPU模块（1）→模拟量输入模块一（2）→模拟量输入模块二（3）→模拟量输入模块三（4）→PROFIBUS-DP通讯模块（5），该PLC控制器通过以太网通讯线缆接入触摸屏（6）的以太网端口；DI端口通过多芯线缆，分别接入共用润滑油站（8）中对应的油位开关、压差开关以及喂料器直流电机空水冷却器（9）及压榨机直流电机空水冷却器（10）的风压开关、出水口压力开关；DI的1 #泵、2#泵过载端口及压榨机、喂料器冷却风机过载端口由断路器的辅助触点接入；DO端口的1#泵、2#泵，通过继电器、接触器分别控制启动或停止1#泵、2#泵；DO端口的压榨机空冷器风机、喂料器空冷器风机通过继电器、接触器控制启动或停止空冷器风机；DO的报警端口接入报警器；DO的喂料器允许运行端口及压榨机允许运行端口分别接入喂料器整流切换柜（15）、压榨机整流切换柜（16）的联锁点；模拟量输入模块一（2）的AI端口，通过屏蔽电缆分别接入共用润滑油站（8）的供油压力变送器、供油温度变送器、喂料器减速箱供油的流量计、压榨机减速箱供油的流量计；模拟量输入模块二（3）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喂料器减速箱（11）的高速轴承温度检测元件PT100、喂料器直流电机（12）的前轴承、后轴承及绕组的度检测元件PT100；模拟量输入模块三（4）的AI端口，通过屏蔽电缆接入第二温度变送器，第二温度变送器再分别接入压榨机减速箱（13）的高速轴承温度检测元件PT100和压榨机直流电机（14）的前轴承、后轴承及绕组的温度检测元件PT100；PROFIBUS-DP通讯模块（5），通过PROFIBUS-DP通讯线缆（17）接入其余共用油站和DCS控制系统；
所述的第一温度变送器、第二温度变送器为1路输入，1路4-20mA输出；
所述共用润滑油站（8）的压力变送器、供油温度变送器是4-20mA输出，供油的流量计为一体式涡轮流量计，输出4-20mA。
2.根据权利要求1所述的压榨机及双辊喂料器减速箱共用油站控制系统，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所述的压榨机及双辊喂料器减速箱共用油站控制系统，其特征在于：所述的辊喂料器是带有驱动电机的重型双辊喂料器。
4.根据权利要求1所述的压榨机及双辊喂料器减速箱共用油站控制系统，其特征在于：所述的空冷器风机是指背包于压榨机及双辊喂料器驱动电机上的空气及水冷却风扇。
5.根据权利要求1所述的压榨机及双辊喂料器减速箱共用油站控制系统，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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| 基于Profibus-DP现场总线的糖厂压榨车间调速控制系统通信设计;陶权;;电工技术(05);全文 * |
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