摘  要  對2號爐渣粒化變頻器2拖3刀閘柜操作手柄電磁鎖聯(lián)鎖系統(tǒng)進行研究改造。詳細介紹了電磁鎖聯(lián)鎖改造的原因、過程、成果，即根據(jù)電磁鎖聯(lián)鎖缺陷，結(jié)合聯(lián)鎖要求和特點，運用PLC技術(shù)進行改造，完成方案設(shè)計、安裝、調(diào)試、投運及相關(guān)操作規(guī)程制定。

關(guān)鍵詞  刀閘  電磁鎖  聯(lián)鎖  可編程邏輯控制器  S7-200CN

1  前言

高爐渣?；到y(tǒng)是為高爐熄滅熔渣供水，如果出現(xiàn)供水中斷將造成紅渣現(xiàn)象，發(fā)生重大環(huán)境污染事故，引發(fā)火災(zāi)，影響高爐生產(chǎn)。

電磁鎖主要用于戶內(nèi)高壓刀閘設(shè)備的閉鎖，實現(xiàn)聯(lián)鎖、防止誤操作。

目前，我廠2號高爐渣?；到y(tǒng)是應(yīng)用2臺變頻器通過高壓刀閘轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)拖動3臺水泵電機的節(jié)約型投入設(shè)計，原刀閘倒閘操作電磁鎖聯(lián)鎖存在重大設(shè)計缺陷。過于簡單的繼電器聯(lián)鎖不能應(yīng)付復(fù)雜的倒閘操作，致使電磁鎖不能正確解鎖，大部分正常、正確的操作都需要使用鑰匙解鎖才能進行，無法區(qū)分哪些刀閘可以操作，哪些刀閘不能操作，起不到保護作用。電磁鎖解鎖系統(tǒng)未與高壓柜斷路器狀態(tài)形成互鎖，保護范圍不全面。正因為諸多缺陷，渣粒化系統(tǒng)曾多次出現(xiàn)誤操作，如：帶電操作刀閘、兩臺變頻器相接、工頻變頻相連等，引起故障跳閘。危害人身、設(shè)備安全，影響2號高爐渣?；┧斐森h(huán)境污染，影響高爐生產(chǎn)。此次改造是為完善電磁鎖聯(lián)鎖系統(tǒng)，恢復(fù)保護功能，擴大保護范圍。

2  改造要求

變頻器2拖3運行是一種2臺變頻器通過高壓刀閘轉(zhuǎn)換實現(xiàn)拖動3臺電機的運行方式。圖1是該運行系統(tǒng)的電氣主接線圖；

刀閘倒閘操作聯(lián)鎖要求如下：

（1）當(dāng)工頻連接于一臺電機時，其他變頻器、工頻柜不能連接這臺電機；

（2）當(dāng)變頻連接于一臺電機時，其他變頻器、工頻柜不能連接這臺電機；

（3）兩臺變頻器不能夠通過刀閘相通；

（4）變頻器柜或工頻柜合閘時不能操作相關(guān)聯(lián)刀閘；

（5）刀閘合到位回路接通，變頻器才能進行合閘；

（6）第一級刀閘最優(yōu)先，拉開后，才能進行二、三級刀閘的操作。

3  方案設(shè)計與實施

3.1  方案設(shè)計

根據(jù)變頻器2拖3刀閘柜實際需求分析，想要完整達成聯(lián)鎖要求，需要15個信號之間進行聯(lián)鎖、閉鎖。條件過于復(fù)雜，再使用繼電器聯(lián)鎖將非常繁雜且很不可靠，也難于維護。如果使用可編程邏輯控制器（PLC）技術(shù)來進行改造，利用其多輸入、可編程的先進功能，將會節(jié)省大量電器元件、導(dǎo)線等，同時可靠性高、易于維護。因此決定使用PLC技術(shù)改造2號爐渣粒化刀閘柜電磁鎖聯(lián)鎖系統(tǒng)。

明確解決思路，制定改造方案。

（1）將所有刀閘、斷路器位置信號采集給PLC；

（2）電磁鎖控制由PLC完成；

（3）根據(jù)連鎖要求編寫一套完善的PLC控制程序。

（4）繪制接線圖，按圖完成接線。

3.2  方案實施

PLC選型：根據(jù)方案實際需求并結(jié)合我廠PLC使用情況，選用西門子S7-200 CN型，該PLC共有24個輸入點，16個輸出點，經(jīng)濟實用，應(yīng)用廣泛，能滿足需求還略有剩余，方便以后增加信號。

PLC程序調(diào)試：根據(jù)聯(lián)鎖需求編寫PLC梯形程序，將程序下載到PLC中，對程序進行模擬調(diào)試，觀察各輸入量、輸出量之間的變化及邏輯關(guān)系是否符合聯(lián)鎖系統(tǒng)的控制要求。

安裝調(diào)試：將PLC安裝使用，完成繼電器、電磁鎖等元件接線。將刀閘、斷路器狀態(tài)進行切換，觀察PLC輸入信號是否同步變化；將PLC輸出信號與電磁鎖解鎖情況進行比對，檢驗是否一致；模擬進行違規(guī)操作，檢驗電磁鎖是否能閉鎖起防誤操作作用，檢驗?zāi)芊褡柚箶嗦菲骱祥l。校驗過程中發(fā)現(xiàn)的問題及時做相應(yīng)修改，無誤后投入試用。

4  制定規(guī)程和效果驗證

4.1  制定刀閘操作規(guī)程

（1）一般情況下禁止使用鑰匙對電磁鎖解鎖；

（2）接到指令后，在后臺電腦查看斷路器、刀閘的位置，確認指令無誤；

（3）接到多臺變頻器開機指令，要逐臺操作，不能交叉操作；

（4）操作前在柜面模擬倒閘操作，復(fù)誦所需操作的刀閘編號；

（5）操作刀閘要從上自下操作，先拉開第一級刀閘再對第二、三級的刀閘進行操作；

（6）操作后用電筒照射檢查刀閘口，確認刀閘已合到位；

（7）變頻柜送電前，確認刀閘連接正確，沒有連接另一臺變頻器或其他電機；

（8）工頻柜送電前，確認電機沒有與變頻器連通；

改造完成后對班組員工講解改造內(nèi)容、操作變化，強調(diào)操作規(guī)程并要求嚴格執(zhí)行，建立監(jiān)督考核制度，對不按照規(guī)程操作的員工由車間進行考核。

4.2  效果檢驗

自改造完成后，經(jīng)過兩年的觀察檢驗，再未出現(xiàn)過誤操作。

通過改造設(shè)備運行穩(wěn)定，延長設(shè)備使用壽命，減少設(shè)備損耗，降低運行成本；簡化操作，減輕勞動強度，提高工作效率，縮短送電時間，技術(shù)效果顯著。確保高爐渣?；盟乐挂虺霈F(xiàn)紅渣引發(fā)環(huán)境污染，為高爐生產(chǎn)提供保障，社會效益明顯。

5  結(jié)語

原來變頻2拖3刀閘柜操作手柄電磁鎖采用數(shù)個繼電器簡單的并、串聯(lián)組成聯(lián)鎖系統(tǒng)，其技術(shù)落后，收集信息少，保護面狹小，使得電磁鎖喪失應(yīng)有作用。用PLC代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器間連鎖取得了很好的效果，全面引入聯(lián)鎖條件，擴大保護范圍，確保人身、設(shè)備安全，保障高爐沖渣用水。

6  參考文獻

[1]  王繼華.《論PLC控制系統(tǒng)在電氣設(shè)備中的應(yīng)用》.城市建設(shè)理論研究，2011.

[2]  《自中華人民共和國機械行業(yè)標準-高壓開關(guān)設(shè)備用電磁鎖通用技術(shù)》.中華人民共和國機械部

[3]  西門子S7-200系統(tǒng)手冊[DB/OL].

http://wenku.baidu.com/view/c370140703d8ce2f006623fb.html

[4]  百度百科. 可編程邏輯控制器.

https://baike.baidu.com/item/%E5%8F%AF%E7%BC%96%E7%A8%8B%E9%80%BB%E8%BE%91%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%99%A8/84414?fr=aladdin&fromid=275974&fromtitle=PLC

[5]  何獻忠，李衛(wèi)萍，劉穎慧等.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京.清華大學(xué)出版社，2007.