之水泥回转窑电气控制系统设计说明

（括号里填学校名称）本科毕业论文

￠3.5/3×60m水泥回转窑电气控制系统

设计

学生姓名： ***

学生学号： 0000000

院（系）： ******学院

年级专业： ****级****

指导教师： ****

助理指导教师：

二〇一一年六月

摘要

在建材、冶金、化工、矿物加工和环保等许多行业中，广泛地使用回转圆筒型设备对散装或浆状物料进行物理或化学处理，这种回转圆筒设备被称为回转窑。

水泥生产是由原料预处理(均化、破碎、烘干等)、生料制备(配料、粉磨、均化)、熟料锻烧(分解预热、锻烧、煤磨)、水泥制成(水泥配料、粉磨、包装)四大部分组成，其中水泥熟料的煅烧是水泥生产中最重要的过程，所用的设备水泥回转窑，常被称为水泥厂的心脏。水泥回转窑由机械、电气、液压等部分组成。通过研究设计主要用PLC为核心控制水泥回转窑系统，主要包括有: ①回转窑辅助电机的正常运转控制。②主电机的变频调速控制。③燃烧器移动小车的正反转运行控制。④主减速机润滑站的控制应按TE525润滑站的压力、温度、液位等控制。⑤挡轮液压站TE326的控制。

结论控制方案包括: ①主电机为变频调速电机，故采用变频器控制其调速运行。②辅助电机、燃烧小车的控制比较简单，直接用继电接触器控制其运行。③挡轮液压站、主减速机润滑站因控制容多，工艺复杂，两者均采用由PLC控制的方式，利用PLC的硬件电路与软件结合，实现挡轮液压站、主减速机润滑站的正常运转与故障报警等控制功能。

关键词水泥，回转窑，PLC，控制系统

ABSTRACT

In building materials,metallurgy,chemical,mineral processing,envir onmental pr-otection,and many other industries,people widespread use o f rotating cylindrical device on the bulk or slurry material to do phy sical or chemical treatment,which-h is known as rotary kiln that with rotating cylinder device.

Cement production is composed by the raw material pretreatment (ho mog-e-nizing,crushing,drying,etc.),raw material preparationing redient s,grinding,homogeniz-ation),clinker calcination(decomposition and preh eating,calcination,coal mill),ceme-nt products (Cement batching,grindi ng,packaging).And calcining cement clinker which is the most important cement production process,so its equipment–cement rotary kiln,often referred to as the heart of cement.Cement kiln consist of mec-hanical, electrical,hydraulic and other components.By studying and the design o f cement rotary kiln system we will use PLC as the main core of the co ntrol.Tha-t including: Firstly, rotary control of the normal operation of auxiliary motors.S-condly, the main motor of the variable frequenc y control.Thirdly, move the car reversing the burner operation control. The fourth is the main reducer lubrication station control stations s hall TE525 lubrication pressure,temperature,liquid level control. The fifth is gear wheel hydraulic TE326 control.

Conclusions control program include: First of all, main motor for frequency conversion motor,which inverter control its speed operation. Secondly,auxiliary m-otors,combustion car’s control is relatively simp le,which direct contacts with the relay control its operation. Last bu t not least,because of gear wheel hydraulic s-tation,the main gearbox lubrication station’s control contents and more complex process,both a dopted by the PLC control method,the use of PLC combination of hardwar e and software to achieve gear wheel hydraulic station,the main gearbo x lubrication Stop the normal operation and fault alarm control functi ons.

Key words Cement,Kiln,PLC,Control System

摘要 .............................................................. I ABSTRACT ............................................................ II

1 绪论 (1)

1.1水泥生产工艺 (1)

1.1.1 水泥熟料的煅烧 (2)

1.1.2 回转窑的发展 (2)

1.1.3 回转窑的性能和特征 (3)

1.2水泥回转窑硬件系统技术参数 (3)

2 总体方案设计 (4)

2.1设计任务要求 (4)

2.2电气控制方案 (6)

3 水泥窑控制方式 (9)

3.1操作方式 (9)

3.1.1 DCS介绍 (9)

3.1.2 操作方式设计 (9)

3.2与外界的连锁信号 (10)

3.3配电系统 (11)

4 硬件电路设计 (13)

4.1辅助电机的控制 (13)

4.2燃烧小车的控制 (13)

4.3PLC硬件配置 (13)

4.3.1 PLC基本知识 (13)

4.3.2 PLC机型选择 (15)

4.4模块连线图 (17)

4.5PLC输入输出端子设计 (18)

4.6功能梯形图设计 (20)

4.6.1 闪烁信号的产生 (20)

4.6.2 主减速机润滑站起动及抗干扰措施 (21)

4.6.3 主减速机润滑站冷却水的投入和关闭 (21)

4.6.4 润滑站综合起停 (22)

4.6.5 主减速机润滑站油泵电机的工作 (22)

4.6.6 主减速机润滑站加热器的运行 (23)

4.6.7 挡轮液压站的正常工作 (23)

4.6.8 挡轮站加热器的工作 (25)

4.6.9 声光报警程序 (26)

4.7设计小结 (26)

5 控制电路设计 (28)

5.1I/O表设计 (28)

5.2硬件电路设计 (29)

5.2.1 回转窑电机控制电路 (29)

5.2.2 电磁球阀和滤油器的控制电路 (31)

5.2.3 PLC供电模块图 (32)

5.2.4 PLC输入模块图 (33)

5.2.5 PLC输出模块图 (35)

5.3梯形图程序设计 (36)

5.3.1 综合启动控制程序 (36)

5.3.2 综合指示灯程序 (37)

5.3.3 三级操作控制程序 (37)

结论 (39)

参考文献 (40)

致 (41)

1 绪论

1.1 水泥生产工艺

水泥生产是由原料预处理(均化、破碎、烘干等)、生料制备(配料、粉磨、均化)、熟料锻烧(分解预热、锻烧、煤磨)、水泥制成(水泥配料、粉磨、包装)四大部分组成，其中水泥熟料的煅烧是水泥生产中最重要的过程，所用的设备——水泥回转窑，常被称为水泥厂的心脏。一般采用的主要原料是石灰石、粘土和铁粉，将这些原料按一定的比例配合在一起，经粉磨、均化后，用回转窑锻烧制成熟料。熟料经再次配料后，先由辊压机将进料压成实饼(小型的水泥厂一般不另设辊压机)，再送入水泥磨，磨成粉状的水泥。经包装机打包后，制成水泥成品。水泥生产工艺流程图见图1.1。

采矿系统刮料机铁渣矽砂石灰石

粘土辊压机生料磨静电收尘

生料库

烟囱悬浮预热机

静电收尘煤磨煤石膏

静电收尘

烟囱烟囱熟料库辊压机水泥磨水泥库熟料冷却机水泥窑原料产品流向

燃料流向

气体流向

图1.1 水泥生产工艺流程图

回转窑的造型是一个倾斜的圆筒(本系统中回转窑筒体长60 m ，大圆筒直径为

3.5m ，小圆筒直径3m)，生料由圆筒的高端加入，由于圆筒具有一定的倾斜度并在不断地回转，因此物料由高端向低端逐渐运动，在这个过程中煤粉在窑燃烧，对其物料加热锻烧，从而制成水泥熟料。水泥回转窑机械设备造型见图1.2。