辊压机的自动控制

辊压机对油缸的液压以及辊缝的控制要求较严格，液压与辊缝的控制是由液压调节系统完成的，它是由一个液压油泵、两个增压阀、四个泄压阀组成。辊子间隙、辊间压力、温度、油压等信号由传感器监测，送入PLC中，然后通过程序对上述参数自动控制，使辊压机在正常的压力和辊缝偏差中工作。
我厂辊压机由唐山水泥机械厂制造，控制系统由我厂自行研制开发。本文将介绍辊压机控制系统组成框图、软件功能与设计，重点讨论辊压机液压调节自动控制系统。
1　控制系统组成
控制系统采用美国Allen-Bradley公司生产的PLC-5/60型PLC。现场的压力、温度、辊子间隙、电流等模拟信号通过各种变送器送入PLC柜的模拟量输入模块1771-IFE(12bit)中，而电机的备妥、现场起动按钮等数字量信号送入数字量输入模块1771-IMD(220V AC，16bit)中，通过CPU的逻辑运算，由数字量输出模块1771-OMD(220V　AC，16bit)去控制各电机的起动或停止。电机的运行信号送入数字量输入模块1771-IMD(220V AC，16bit)中。网关主要实现PLC与上位机MicroVAX3100/90之间通讯，它通过双绞线组成的DH/DH+网(Da ta Highway Plus)与现场PLC相连接，通过同轴电缆组成的以太网(Ethernet)与上位机相连接。上位机MicroVAX3100/90上，可以显示实时数据、实现实时控制。
2　软件功能与设计
2.1　PLC软件系统
　　PLC程序采用美国ICOM公司PLC-5专用梯形图语言编程，可实现如下功能:
　　1)辊压机主电机的单机联锁。当轴承温度超过70℃或减速机的油温超过90℃或两辊左右间隙偏差大于6mm时，主电机跳停。
　　2)主电机、润滑油泵、液压油泵、电磁阀的起动、停止的联锁控制。
　　3)喂料仓的料位控制。根据喂料仓的料位自动调节喂料量，并根据其料位控制仓下气动阀的开关，使物料进入辊压机保证一定的料流，达到良好的粉磨效果。
　　4)液压调节自动控制。
　　5)与上位机的通讯程序。
　　在上位机与PLC之间设置相互认可的参数，这些参数有波特率、停止位和奇偶校验位，PLC通讯参数通过寄存器的位组合来选择。PLC程序通过FAL命令进行数据传送。
2.2　上位机软件系统
　　上位机MicroVAX3100/90采用VMS操作系统以及丹麦FLS公司的SDR应用软件包。我们利用该软件包进行了有关软件的组态，其中包括:通讯软件的组态、有关点的组态、报警组态、趋势图组态等，并制作了分组图与模拟图。这样在上位机上就可实现操作、监视、报警等功能。
3　液压调节自动控制
　　辊压机自动控制中最为关键的部分是液压调节系统，我们经过一段时间的摸索与调试，得出以下控制参数和控制方案。
　　1)当定、动辊主电机开始运行时两大泄压阀打开，进行泄压。5s后根据正常调压条件进行调压。当动、定辊停机时两大泄压阀打开，进行泄压。这两项措施主要是为保护主电机。
　　2)当主电机超负荷到其额定电流的110%时，两大泄压阀打开使接触压力下降，随着稳定的物料量喂入，辊子间隙将变大，使主电机负荷降低。
　　3)两增压阀动作必要条件:料位仓下气动阀打开，动、定辊主电机运行，辊间隙值大于2mm(辊子压到位间隙计为0mm)。
　　4)两辊间接触压力的恒值控制:当物料刚进入辊压机时，液压泵起动，两侧增压阀同时打开，系统进行加压。此时物料进入狭窄的辊间隙，液压系统压力连续增加，当液压达到设定值(约7MPa)时，液压泵停止运转，增压阀关闭。系统处于保压状态。两侧的压力可以在允许的偏差范围内变化而不需压力控制系统校正。当液压低于设定值-1MPa时，增压阀再次打开，直到液压达到设定值。当液压高于设定值+1MPa时，小泄压阀打开，直到液压达到设定值。这样，使其液压系统的压力在设定值的±1MPa偏差范围内保持恒定。
　　5)控制两辊左右间隙偏差，保持两辊的平等。
　　①当两辊左右间隙偏差小于3mm时，按3)进行调节。
　　②当两辊左右间隙偏差在3～5mm时，间隙大的一侧增压阀打开系统进行加压，但压力不超过设定值；间隙小的一侧小泄压阀打开系统进行泄压，但压力不低于设定值-1MPa；另外，当A侧间隙大于B侧间隙3mm时，此时即使B侧的压力未达到设定值，B侧的增压阀亦要关闭。
　　③当偏差超过5mm时，间隙大的一侧增压阀打开系统进行加压，但压力不超过系统允许最大压力(9MPa)，间隙小的一侧小泄压阀无条件打开系统泄压，直到两辊间隙偏差小于3.5mm；当偏差超过6mm时，为保护设备，主电机跳停。
　　6)两增压阀与两小泄压阀动作时间控制:当两侧压力均小于设定值-1MPa时，增压阀动作是90s/10s的脉冲/中止的周期起动，当两侧压力有一侧压力大于设定值-1MPa时，增压阀是以70ms/10s的脉冲/中止的周期起动。小泄压阀是以20ms/10s的脉冲/中止的周期起动。
4　结束语
　　经过两年多的运行，该自动控制系统可以满足设备工艺提出的各项技术要求，保证辊压机运行的可靠性，稳定了生产，为我厂带来了可观的经济效益。