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关键字：物料冷却；PLC；自动控制

1、 系统简介

物料冷却装置应用于冷却粉体或颗粒体，采用双塔冷却，一开一备，采用分料器将高温物料自输送皮带上将物料刮下进入冷却塔之中，物料以密相输送的方式垂直自上而下通过不锈钢传热板之间的间隙通道。在冷却应用过程中，冷却水是循环通过传热板内，物料与冷却介质的流向采取逆流能够获得较大的传热效率，从而降低物料温度。降温后的物料通过斗提机进行提升重新输送至物料输送皮带上，送往后工段。

考虑对整个控制系统影响最小的原则，物料冷却装置控制系统选用S7-300PLC 系统，设独立控制柜放置现场，并采用西门子TP1200 触摸屏实现现场人机操作，能实现对设备状态、工艺参数的显示，联锁投切，控制回路调节的功能，同时S7-300 PLC 通过CP341 通讯卡利用MODBUS 协议与DCS 系统进行通讯，在DCS 监控画面上组建流程图，用于对工艺参数监视与控制，操作人员在其他工段进行操作。现场触摸屏上设有紧急按钮，并且通过硬接线连接至DCS 系统DO 卡件，用于紧急情况下的远程停止。开车期间可以在现场触摸屏直接进行操作，开车后在远程控制室进行监控。PLC 控制柜电源取自大颗粒UPS 电源，单路供电。

远程监控具备的功能、及控制室可以进行的操作有：1）对温度、压力、液位、流量等工艺信号的监视；2）对冷却水出水温度调节、料仓料位调节的阀位值、设定值进行控制；3）对提升机、风机、循环水泵状态的监控。鉴于安全考虑，不建议动力设备远程启动，DCS 系统只做状态监控与报警。

2、 现场设备配置情况

物料冷却装置现场动静设备配置包括：分料器1台、循环水泵2台、风机2 台、斗提机1 台，气动振打装置2 套、电机振打装置1 套、冷却塔两套、管道若干。

仪表设备配置包括：铠装热电阻4 支、温度变送器4 支、雷达料位计2 台，压力变送器2 台，涡街流量计2 台、电磁流量计2 台、薄膜调节阀2 台、料位控制阀2 台。

控制系统配置包括：触摸屏：TP1200 系列，用于在操作现场对数据的监控和操作；西门子S7-300PLC 一套（CPU 卡：CPU314 系列；DI 卡；DO 卡；AI 卡；AI RTD 卡；AO 卡；CP341 卡）；其他配套电子元器件。

3、 现场控制方案

每套冷却塔配置2 个单回路调节，分别是冷却水出水温度调节参和冷却器料位调节，及两套循环振打时序控制，均在现场PLC 编程实现，PID 控制参数在触摸屏设置。通过CP341 卡与DCS 系统进行组态通讯，将需要在DCS 系统监控的信号和操作的参数进行通讯。当现场触摸屏切远程时，可在DCS 系统输入单回路设定值SV、MV。设置自动时，单回路自动调节，设置手动时，手动进行调节。

3.1 冷却水出水温度控制

根据出水温度控制进水调节阀阀门开度，以稳定出水温度为调节目标，构成单回路调节。根据设计冷却器出料温度设置高限报警和高高限报警。

3.2 料位控制

根据雷达料位计测量的料位控制下料阀的开度，以稳定料位为调节目标，构成单回路调节。由于下料蝶阀的流量特性问题，自动模式下设定阀门的高低限位，初始的最低开度30%，最大开度60%，可根据后期调试进行适当修改，同时设置高料位报警值。

3.3 气动振打器控制

为防止物料粘连，下料口安装有气动振打器，预设有两种循环振打模式，分别为：装填料模式，停 120s 开 2s；运行模式，停 600s 开 10s；在现场触摸屏可实现两种模式的切换，根据当前工作模式，控制振打时间。

3.4 冷却装置出料管振打电机控制

现场触摸屏设置振打控制手自动切换，操作人员巡检根据现场需要，手动开停振打电机；自动振打模式，振打周期可在触摸屏上修改，根据生产需要调节。

4、 相关联锁保护

当料仓内的料位高于设定值料位时，分料器切除。（设定值可根据实际生产情况手动修改）；当斗提机故障时，分料器切除；当按下现场触摸屏上急停按钮时，分料器切除；当按下DCS 控制室降温装置操作画面上的急停按钮时，分料器切除。

5、 小结

该套物料冷却装置，可用于新装置上线也可用于老装置改造，可安装于输送皮带廊下方，因为其装置的独立性，可提前安装和独立调试，在利用停车机会即可完成与老系统的对接，且其联锁保护比较齐全，一旦发生问题，可以单独将本装置进行切除，但需要提前根据该物料冷却装置的影响因素，提前做好预防工作，以免高温物料影响后工段的生产。