水泥生產(chǎn)線的窯竄系統(tǒng)是水泥回轉(zhuǎn)窯眼體位移偏差的測距裝置，該裝置在生產(chǎn)線中扮演著及其重要的角色，要求裝置定位準(zhǔn)，誤差小，工作可靠。原有的窯竄測距采用從丹麥進口的機械限位測距開關(guān)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用年月已經(jīng)有15年，障率已經(jīng)明顯增加，控制回路采用傳統(tǒng)繼電器控制，結(jié)構(gòu)復(fù)雜觸點多，故障率高，可靠性差。綜合上述舊有設(shè)備特征已經(jīng)不符合生產(chǎn)的需求，用磁致伸縮位移傳感器對其進行改造勢在必行。
一、系統(tǒng)的作用及控制原理
統(tǒng)在水泥生產(chǎn)線中的作用。窯眼體在運行的過程中是做旋轉(zhuǎn)運動的，運行過程中會發(fā)生偏移，該偏移我們就稱之為窯竄，窯竄在窯眠體運行中是不允許的，偏移的結(jié)果就會造成眠體的漏料，并加劇眠體的變形對正常生產(chǎn)造成極大危害。窯竄系統(tǒng)的作用在于：對窯竄的偏差進行測量，然后根據(jù)偏差的具體情況對窯眼體進行矯正。
窯竄系統(tǒng)的測距裝置及控制原理。開關(guān)動作波形來分析控制原理，當(dāng)窯眠體位移五毫米時，如果是下竄那么Sl. S2開關(guān)動作接通繼電器回路，啟動油泵并且打開A閥門接通油路把窯眠體向上頂，糾正它的偏移。同理向上偏移則S6. S3接通繼電器回路，吸合啟動油泵打開B閥門接通油路把窯眠體向下頂，糾正其偏移。超過十毫米 S4.S7 動作接通繼電器回路 ，系統(tǒng)發(fā)出一 級報警，超過十五毫米S5. S8動作繼電器動作系統(tǒng)發(fā)出二級報警。
二、何要對窯竄系統(tǒng)進行改造
1.分析大窯故障率
近年來窯竄系統(tǒng)故障頻繁，影響了大窯的正常運轉(zhuǎn)，因此我們根據(jù)記錄對2008年全年電氣原因造成大窯意外停窯的原因進行了分類統(tǒng)計，電氣方面影響窯系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的故障率里面有兩個主要因素，窯竄系統(tǒng)故障和堆取料機故障，其中又以窯竄系統(tǒng)故障頻率，占了故障率的 40.53% 。由此我們詳細的分析了窯竄系統(tǒng)故障率較高的癥結(jié)所在，其一 ，測距裝置采用多達8對限位開關(guān)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用年月時間較長引發(fā)開關(guān)經(jīng)常誤動作或者是不動作。該報警的時候沒有報警，不該報警的時候卻產(chǎn)生誤報。其二，控制回路采用了繼電器控制，其接線多而復(fù)雜，體積大，功耗大，故障率較高，成本較高。以上兩點即為窯竄系統(tǒng)故障率較高的主要原因。
2. 目標(biāo)及其改造可行性分析
目標(biāo)即是降低窯竄系統(tǒng)的故障率，針對窯竄系統(tǒng)故障率較高的癥結(jié)我們決定對其測距裝置以及控制回路進行改造?？尚行苑治觯捍胖律炜s線性位移傳感器和 PLC 可編程序控制器的普及運用及其在技術(shù)上的優(yōu)勢已經(jīng)可將原有的設(shè)備取代變?yōu)榭赡?。下面將在方案的確定中對這兩種裝置進行詳細敘述。
三、系統(tǒng)方案的確定
1.致伸縮（超聲波）位移傳感器工作原理
磁致伸縮的原理并不復(fù)雜，它利用兩個不同的磁場相交時產(chǎn)生的 一 個應(yīng)變脈沖信號( Start Pluse)然后計算出這個信號被控測所需的時間周期，從而換算出準(zhǔn)確的位置。這兩個磁場 一個來自活動磁鐵，另一個則來自由傳感器的電子部件產(chǎn)生的電流脈沖。這個被稱為 ＂詢問信號”的脈沖沿著傳感器內(nèi)以磁致伸縮材料制造的波導(dǎo)管(Waveguide)以聲音的速度運行。當(dāng)兩個磁場相交時，波導(dǎo)管發(fā)生磁致伸縮現(xiàn)象，產(chǎn)生一個應(yīng)變脈沖。這個被稱為 ＂返回信號”的脈沖很快便被感測電路探測到。從產(chǎn)生詢問信號的 一 刻到返 回信號被控測到所需的時間周期乘以固定的聲音速度，我們便能準(zhǔn)確的計算出磁鐵的位置變化。這個過程是連續(xù)不斷的，所以每當(dāng)活動磁鐵被帶動時，新的位置很快就會被感測出來。由于輸出信號是 一 個真正的值，而不是比例的或需要再放大處理的信號，所以不存在信號漂移或變值的情況，更不必象其他類型位移傳感器 一 樣需要定期重新標(biāo)定。
2.選用產(chǎn)品NADO拿度位移傳感器
NADO拿度磁致伸縮線性位移傳感器，適用于多種不同的工業(yè)自動化行業(yè)。能夠測量長達10米的機械行程。拿度的磁致伸縮線性位移傳感器利用非接觸技術(shù)監(jiān)察著活動磁鐵的位移，由千磁鐵和傳感器并尤直接接觸，因此傳感器在及惡劣的工業(yè)環(huán)境下，如易受油漬、溶液、塵?；蚱渌奈廴荆⒉粯?gòu)成問題。此外，傳感器更能承受高溫、高壓和高震蕩的環(huán)境。傳感器輸出信號為數(shù)值，所以假使電源中斷重接也不會對數(shù)據(jù)接收構(gòu)成問題，更無須重新歸回零位。
3.7-200可編程序控制器
(1)系列PLC發(fā)展概述
德國的西門子 (SIEMENS)公司是歐洲的電子和電氣設(shè)備制造商，生產(chǎn)的 SIMATIC 可編程序控制器在歐洲處于地位。
(2)統(tǒng)基本構(gòu)成 SIMATIC S7 -200 系統(tǒng)由硬件和工業(yè)軟件兩大部分構(gòu)成。
四、改造程序設(shè)計窯下竄 一 級報警 ：
程序解讀： PLC 開始工作掃描程序 SMO.O 吸合 ，磁致開關(guān)測距模擬量經(jīng)過擴展模塊將4 -20MA 的標(biāo)準(zhǔn)儀表信號轉(zhuǎn)化為PLC 十進制 0 -32000。該位在程序中為 AIW O 經(jīng)移位指令移動至VW4進行比較，在比較之前為了防止偏移在臨界點出現(xiàn)反復(fù)動作，我們設(shè)計了 一 個減法指令 ，當(dāng)模擬置大于一 級下竄十進制4數(shù)值時， M6.0 動作 VW4 進行設(shè)定值比較，當(dāng)達到一級窯竄下竄報警值時，計時器延時10秒后接通一級窯下竄報警輸出M2.0, 最后為報警指示燈，當(dāng)出現(xiàn)報警時該報警電路反復(fù)閃爍。
窯下竄二級報警：
窯下竄二級報警程序和 一 級報警程序類似 ，將磁致開關(guān)送過來的模擬量轉(zhuǎn)化的 PLC 十進制量與下竄二級報警的設(shè)定值做一 個減法運算，該運算結(jié)果只要大于十進制值 4 時下竄二級報警的比較條件滿足，大千0而小千8000時延時10秒動作。最后為報警指示燈閃爍當(dāng)報警出現(xiàn)是該報警程序不停的閃爍。
油系統(tǒng)報警程序包含有兩個方面，其 一 是油位，其二是油壓。并相應(yīng)的設(shè)計有指示燈報警程序。油位和油壓報警在油系統(tǒng)中起了至關(guān)重要的作用。整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)如果有這兩個報警中的其中 一 個系統(tǒng)將停止運轉(zhuǎn) ，直到將此故障排除為止。泵的運行直接取決千A閥和B閥的動作。其中一個閥門動作油泵將開啟。下限l和下限2為現(xiàn)場安裝的極限開關(guān)，當(dāng)窯竄的運轉(zhuǎn)桿觸動到限位開關(guān)的時候系統(tǒng)出現(xiàn)報警。
五、結(jié)束語
在系統(tǒng)改造中我們運用了現(xiàn)在運用范圍比較廣的 PLC 控制，代替了原有的繼電器控制，極大的降低了故障率，運用磁致開關(guān)測距提高了系統(tǒng)測距的精度同時減少了原來的誤報錯報，簡化了系統(tǒng)布線，使維護簡單，并提高了系統(tǒng)的可靠性和技術(shù)性能。通過實踐證明，我們的改造極大的提高了窯系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)率，為企業(yè)提供了可觀的經(jīng)濟效益。
