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1、水泥生产设备及电气控制课程报告学号姓名日期一、石灰石破碎环节控制流程设计和分析1.1 石灰石破碎及预均化的意义介绍本设计是石灰石破碎及预均化系统电气控制设计，下面主要介绍石灰石破碎 及预均化系的意义。石灰石破碎及预均化均化是保证水泥生料及熟料质量、产量及降低消耗的基 本措施和前提条件，也是稳定出厂水泥质量的重要途径。石灰石破碎及预均化意义如下：1. 进厂原燃料成分的长周期波动，使原燃料成分的波动周期短，为准确配 料、配热和生料粉磨喂料提供 好的条件。2. 降低原燃料成分波动的振幅，缩小其标准偏差，从而有利于提高生料成 分的均匀性，稳定熟料煅烧时的热工制度。3. 省料资源，降低生产消耗，增强工厂
2、对市场的适应能力。4. 原料破碎及预均化后可以在运输和储存过程中不同粒度物料的分离现象， 有利于制的成分均匀的生料，提高配料的准确性，减少质量波动。1.2 水泥厂石灰石破碎及预均化流程图图 1-1 石灰石破碎及预均化电机流程图1.3 石灰石破碎及预均化设备启动及停车顺序根据图 1-1 石灰石破碎及预均化电机流程图分析可知，石灰石首先经过板式 喂料机的运输，然后给破碎机喂料进行破碎，破碎后的物料经过出料胶带机的运 输，输送给石灰石输送机进行长距离输送，经过层层的输送最终到达预均化堆场， 进行原料的堆料和取料操作，整个过程中均由气箱式脉冲袋收尘器脉冲进行收尘 处理，避免污染空气和造成原料的浪费，由
3、于设备启动过程与破碎及预均化流程 刚好相反，而停车过程与系统流程相同即有前向后依次停车。由分析可知石灰石破碎及预均化设备启动过程如下：1. 启动空气压缩机，再启动长石灰石输送胶带机尾端的离心式风机。2. 启动取料机进行取料工作，首先启动圆形刮板取料电动机后，再启动取 料机行走电机。3. 启动圆形悬臂堆料电动机进行堆料作业。4. 启动入库胶带输送机驱动电机，入库胶带机的电机向均化库进行输料工 作。5. 启动石灰石输送胶带电机。6. 启动破碎阶段 #1 、 #2 离心式风机。7. 启动出料胶带机，向长石灰石输送胶带机进行输料工作。8. 启动除铁器电机。9. 启动破碎机油压站电机，再启动破碎机主电机
4、进行破碎工作。10. 启动板式喂料机驱动电机，破碎机进行喂料工作。1.4 石灰石破碎及预均化流程框图图 1-2 石灰石破碎及预均化流程框图1.5 破碎及预均化系统设备电动机控制流程图由石灰石破碎及预均化控制流程图分析可知电机控制流程图如下图所示，由 图 1-1 和图 1-2 绘制设备电机启动顺序如图 1-3 ，而停车顺序与启动顺序刚好相 反。图 1-3 石灰石破碎系统设备启动顺序1.6 水泥厂石灰石破碎及预均化设备表石灰石破碎及预均化设备表主要包含主要包括主要设备的电压、功率、控制 要求等。表 1-1 设备表设备名称编号电机型号额定电压额定功率控制要求及 启动方式板式喂料电 机1MYVP250
5、M-6380V37KW调速直接启 动破碎机主电 机2MYRKK560-6型10KV710KW破碎机油压 电机3MY132S-4 型380V5.5KW单向直接启 动除铁器9M380V7.5KW单向直接启 动出料胶带输 送机电机4MY200L-4 型380V30KW单向直接启 动圆形堆取料 电机10MY280M-4380V90KW单向直接启 动#1离心式风 机5MY160L-4380V15KW单向直接启 动#1收尘器回 转下料器7M380V/220V1.1KW单向直接启 动#2离心式风 机6MY160L-4380V55KW单向直接启 动#2收尘器回 转下料器8M380V/220V3.3KW单向直接
6、启 动输送离心式 风机12MY160L-4380V15KW单向直接启 动收尘器回转 下料器13M380V/220V1.1KW单向直接启 动入库胶带机11MY225M-4380V15KW单向直接启 动输送胶带机14MY315M2-4380V15KW单向直接启 动1.7 石灰石破碎及预均化系统 I/O 表石灰石破碎及预均化系统 I/O 表是与设备表相对应的，如表 1-2 所示。表 1-2 系统 I/O 表电机序号开关量输入开关里输岀地址地址启动地址:MY01?2MY016T01?-M4 WillX014MDI12X017T01?5M5MDI?X0125XE08X0135MEXMYOO?6MDI9X
7、0146XOI1DXQ156XW5Y01：7MY010SMY0129MX020PXM14XQ2L9MLX?Y01-10MYOW11XM3X0011XM4XOO?：1XIDO2Y00512MDI1X00412MDI2X00512MDQ1YQOBY003:4X-1DI5X010L4XIDI6X011:1X1DO3YOOS1.8 石灰石破碎及预均化系统梯形图设计本设计我采用的是三菱FX2N系列的PLC。FX2N系列的PLC是FX系列中功能 最强、速度最快的微型PLC。它的基本指令执行时间高达0.08US,比其他大型PLC 运行速度快的多。多点状态、200多点定时器、还有多点16位加计数器、32位 加
8、/减计时器、数据寄存器、跳步指针、中断指针等,这些编程元件对于一般的 系统是绰绰有余的。FX2N系列的PLC有128种功能指令，应用方便，FX2N系列 的 PLC 内装实时钟,有时钟数据的加减、比较、读写入指令,可用于时间控制。1.8.1 设计用到的编程元件介绍1. 继电器类（1）输入继电器X输入继电器用X标记，是以八进制为单位的编程元件, 即采用八进制编址。输入继电器直接接受外部开关量来的信号，其线圈与输入端相连，可提供多对常开常闭触点，PLC不能对其线圈进行赋值。它在一个循环周 期内的状态保持不变。(2) 输入继电器Y输出继电器用Y标记，也采用八进制编址。输出继电器 用于将输出信号传递给外
9、部负载，输出接点直接连到PLC的输出端，可以对线圈 及触点赋值，输出继电器只能由程序内部指令驱动。(3) 辅助继电器M输入继电器用M标记，用于PLC程序内部状态的存储， 不能直接驱动负载，采用十进制编址。2.定时器定时器被用于延时控制程序，用T表示，其作用相当于继电器系统中的时间 继电器，定时器触点在当前延时值大于等于设定的延时值时接通。本设计各电机 启动间隔为10s，选用100ms定时器T0T199。1.8.2 根据 I/O 分配及该系统的控制流程图编制梯形图 本设计为石灰石破碎及预均化系统电气设计，在设计梯形图的时候分两个区一区设在石灰石破碎部分，二区设在预均化堆部分。 M110、M111
10、 为辅助中间继 电器， M110 为一区预告记忆信号， M111 为二区预告记忆信号。首先 X000 检测 是否有启动信号，当收到启动信号，把M110置位为1,其常开触点闭合，置位 Y000，输出继电器线圈得电，同时电铃响，表示一区驱动，告诉工作人员远离设 备。常开触点Y000得电闭合，时间继电器T0开始计时，当T0定时时间到，并 收到一区应答信号的情况下使Y000复位失电，电铃停，并置位M111预告记忆。 当M111常开触点检测到信号，置位Y001,二区电铃响告诉工作人员远离设备， Y001常开触点闭合，定时器T1开始计时，定时时间到，并收到二区应答信号的 情况下使 Y001 复位失电，电铃
11、停。梯形图如下图1-4、1-5 所示：XC0DI卜Ml 10YWQ图 1-4KD01TO出一| |1 RSI YQOO 田.4111Mill14 一|fSEIY001图 1-5二、原料粉磨和废气处理系统控制流程设计和分析2.1 工艺流程介绍原料配料设四个库，分别储存石灰石、砂岩、铝矾土、铁矿石；各种原料按 生产品种要求进行配合，并经胶带输送机送至原料磨。原料磨采用辊式磨，当入磨物料粒度W80 mm,水份W10%，出磨生料细度为 80m筛筛余12%，水份为0.5 %时，磨系统产量为210 t/h。各种原料在磨内进行粉磨、烘干后，经选粉机分选，粗粉返回磨盘 重新粉磨， 合格成品随出磨气流经旋风分离
12、器收集。收集下来的成品经空气斜槽、斗式提升 机、空气输送斜槽入生料库储存、均化。出旋风分离器的气体经循环风机，一部 分气体作为循环风入磨，其余气体则通过袋收尘器净化后，经窑尾排风机和烟囱 排入大气。袋收尘器及增湿塔收下的粉尘经拉链机，汇同出磨生料一起经空气斜 槽、胶带提升机及空气斜槽入生料均化库。当增湿塔湿底时，增湿塔排出的湿灰 经增湿塔下的可逆螺旋输送机、电动翻板阀进入生料均化库。当原料磨正常生产 时， 来自窑系统的废气经高温风机、增湿塔，全部进入原料磨作为烘干热 源。 试生产或窑尾热源不足时,可利用辅助热风炉。从原料磨排出的废气 由循环风机 送入废气处理系统。为均化与储存生料，设有一座18
13、x 62m NGF均化库，均化库的有效储量为 11900 t，储存期为1.55d。均化库底部为倒锥体，出库生料经库底斜槽、流量控 制阀、送至带有荷重传感器的生料搅拌仓，仓下设有两套流量控制阀和两台固体 流量计，喂料仓下流量控制阀根据入窑生料量调节。经计量后的生料，由斜槽、 提升机送入窑尾预热器二至一级旋风筒上升管道。2.2 工艺设备介绍回转卸料器:规格：Q 1600x1600 mm,流通能力：400t/h,转速：7.8 r/min电动机 （变频）:功率：11 kW,电压：380 V,转速：990r/min立式辊磨：型号：TRMR 36.4,生产能力：210 t/h,入料粒度：80 mm,成品细
14、度：80如方孔筛 筛余12%，物料水分:入磨6%;出磨0.5%，磨机喷水：5t/h（0.250.3 MPa）,磨盘:3740 mm,转速：r/min,磨辊：0 mm电动机：型号：YRKK710-6,功率：2000 kW,转速：993 r/min,电压：10000 V电加热器 ：功率：2 kW,电压：220V风机 （四套轴承密封用）：风量：3912 m3/h,风压：4854 Pa主减速器润滑系统:型号: XGD-C160/550, 低压油泵流量: L/min2.3 控制回路1. 增湿塔出口气体温度的控制 通过调节增湿塔的喷水量，控制增湿塔出口 气体温度。2. 磨机出口气体温度的控制 通过调节增湿塔的喷水量、循环风阀门开度、调 节冷风阀门（尽量 不用）控制入磨风温，稳定磨机出口气体温度。3. 磨机风环压差的控制 原料磨内物料量的多少，反映在磨机风环压差上，通 过调整喂入磨 内的物料量，可稳定磨机风环压差。4. 生料的质量自动控制 通过调节各原料喂料装置的比例，自动控制生料化学成 分。三、简述烧成系统的组成环节3.1 系统简介熟料煅烧系统作为水泥生产
