西门子模块6ES7215-1AF40-0XB0安装调试

1  引言
    济钢4号转炉低压锅炉肩负着给rh精炼系统供应抽真空用蒸汽的任务，其正常运行直接关系着rh精炼的顺利生产。而锅炉的点火系统又是低压锅炉运行的关键。所以对低压锅炉的点火系统的组成及原理有必要进行较详细的了解，以便日常的维护工作顺利进行。

2  锅炉点火系统的组成
    济钢4号炉低压锅炉点火系统由nddh高能点火装置、ndhj-7紫外线式火焰检测器、ndlf火检冷却风系统、ndtj点**推进装置、ndqf-1电动快关球阀组成。其中高能点火装置、紫外线式火焰检测器尤为重要。点火控制部分为ndis点火控制系统。
2.1 高能点火装置
    济钢4号炉低压锅炉点火系统采用nddh型高能点火装置，属于低压电容放电装置。其主要结构由nddh高能点火器、nddz高能点**及nddl高压屏蔽点火专用电缆组成(如图1)。

图1  nddh高能点火装置组装图

    其工作原理为交流工频220v通过升压整流变换成直流脉动电流，对贮能电容充电。当电容器充满时，放电电流经放电管、扼流圈、屏蔽电缆等传输至点**半导体电嘴，形成高能电弧火花。当点火装置停止工作时，电容器上的剩余电荷通过泄放电阻泄放(见图2)。

图2  ddh高能点火装置电气原理图

2.2 紫外线式火焰检测器
    ndhj-7型紫外线式火焰检测器可长期连续检测各种燃气锅炉的火焰，对锅炉进行安全监控。其主要结构由探头和处理器两部分组成，探头与处理器之间由两芯双绞屏蔽电缆连接。其工作原理为ndhj-7紫外线式火焰检测器的探头前装有石英防尘镜片，火焰发出的光信号传至探头尾部的uv光敏管，由uv光敏管完成光电转换。探头与处理器间信号的传输采取电流传输方式，以提高抗干扰能力，并通过两芯双绞屏蔽电缆传至处理器。处理器将由探头传来的信号通过匹配电路、施密特触发器、单稳态触发电路进行处理后，进行有、无火判别，并给出相应指示及输出(见图3)。

图3  测器工作原理框图

3  ndis点火控制系统
    ndis系统主要用于控制锅炉点火设备的点火操作。它可以实现锅炉的自动点火(接受集控室程控点火指令)，也可以对点火设备进行就地单步操作，并将各单元设备的工作位置和工作状况信号反馈到控制室。ndis系统由程控点火控制柜(可编程控制器plc控制柜)、就地点火控制柜(继电器控制柜)、高能点火装置、火焰检测装置、快速关断阀门等组成。其控制系统框图如图4所示。

图4  点火控制系统示意图

3.1系统主要功能
    (1) 自动或手动控制推进执行器的进退；
    (2) 自动或手动控制高能点火装置的点火；
    (3) 自动或手动控制快速切断阀门的吹扫、进气、截止；
    (4) 自动(控制室)或手动(就地)控制方式的切换；
    (5) 运行工况指示。
3.2系统点火流程
    济钢4号炉低压锅炉点火系统所采用的ndis点火控制系统由程控柜和就地控制柜组成。其中程控柜内元件采用的是西门子s7300系列plc。通过远程及本地两种不同方式的控制，实现不同条件及要求下的点火需求。系统点火流程如图5所示。

图5  系统点火流程图

4  结束语
    通过对济钢4号炉低压锅炉点火控制系统的原理及组成的分析，对锅炉点火系统核心元件的工作原理及控制流程有了更深的理解，有利于生产过程中的故障排除及维护工作。

1  引言
    由于我国烟草企业现有的软硬包装机组多数是gd型包装机，在这种包装机上，使用的条烟缺包检测装置均是采用由5个电容式接近开关作为检测探头，近年来，不少烟草企业销售部门不断有所售条烟缺盒的投诉，极大损害了烟厂的信誉。

2  gd型包装机缺盒现象剖析
    经过一段时间的观察和实验，发现不同品种的条盒的薄厚有很大差异，甚至同一品牌不同厂家条盒薄厚也有差异，在对信号进行调整后不长时间又有缺盒条烟出现。
    了解原因后我们将电容式接近开关改为电感式接近开关，对小包内的铝质衬纸进行检测，检测效果有了很大提高。但是经过一段时间后又发现有缺盒的情况。经调查发现，为适应市场的需要，烟厂对所生产的品牌做了调整，生产的某品牌香烟条盒上有一层金属涂层，而电感式接近开关无法区分金属涂层和小盒内的铝纸。因此，这项改进还不能彻底解决由于香烟的条盒包装材料的变化带来的问题。
    经过查阅资料发现，电容式接近开关和电感式接近开关的工作原理虽然不同，但是归根到底这两类接近开关都是通过检测介质的变化来触发内部电路，从而实现其检测功能的。也就是说在距离一定的情况下，检测介质(香烟的条盒包装材料)的经常变化致使缺包检测不能正常工作。因此要想改变现状就得从一个全新角度出发，在进行缺包检测时不受包装材料变化的影响。

3  改造方案
    在卷烟机透气检测的启发下，我们提出了一个大胆的想法，就是用负压对缺盒进行检测。原理很简单，在不缺盒的情况下，条烟是很规则的长方体，缺盒后长方体上或下面肯定会有缺失，气压损失会很大，为了提高检测的准确性，可以对这两个面进行检测，但是这种检测必须在包上条盒盒皮之前进行。因此又有很多实际问题摆在我们面前。
    首先gd型包装机上有没有这样的地方？经过研究发现，2*5排列条盒烟排满在有没包上条盒盒皮之前，可以被利用的位置只有一个，并且这个位置上盖板和下盖板的结构是独立的，只要对这两个盖板稍加改动，即可变成我们需要的检测部件——气室，并且不再需要对机器的其它机械结构进行改动，极大减小了对机器本身的改动。
    在这个位置上有没有检测时间？经过实验发现，这个位置2×5排列条盒烟经过这个结构的角度为大约为60°，按大400包/min计算停留时间为 0.25s，
    西门子小型的plc s7-200的运算速度为0.22μs，因此检测时间和信号运算处理时间肯定够。

    
    在以上问题全部解决后，我们对上盖板和下盖板进行了改造，分别在其内部打两路孔洞，然后根据小盒的位置，在盖板孔洞位置打两排竖向小孔，对上下盖板通负压风，如果条烟中不缺少烟包，受负压气体的吸力作用，则上、下盖板上所有的上、下进气孔会把小包烟吸住，进气孔都被堵住，此时上、下盖板中的气室内会形成一个很高的真空度。反之，只要缺一包烟，就表示有进气孔没被堵住而漏气，则气室内的真空度就会大幅下降，因此只要选择合适的检测元件就会及时准确感应到该压力变化，利用这种差别可以准确检测出是否缺包。在提供-6bar的负压风后，经过多次实验，没有缺包时，在上下盖板的气室中可形成-50kpa的真空度，只要缺一包就表示有进气孔没有被堵住而漏气，气室内的真空度会大幅降低，只能达到-20kpa左右，所以可以据此选择合适量程的负压传感器。系统构成见图1。

图1  系统构成图

    在电控方面，我们使用了一个同步轴编码器作为这套检测的定时器；选用了检测压力范围至-100kpa、精度为1.5%的真空压力传感器，满足了压力检测要求。为了提高系统的灵活性和可操作性，我们为整个系统增加了显示单元：该单元能实时显示欠压缺包检测器的检测参数，包括缺包提示并记录、欠压报警、检测压力值等，可以通过该单元设置检测器的参数，以满足实际需要。计算处理单元我们选用了plc对系统进行检测和控制，大大增加了欠压缺包检测器的稳定性和准确性。14位精度的a/d转换使得欠压缺包检测器的准确度达到99.9%。继电器输出模块能与现场其它设备直接连接，配合作业。系统原理图见图2。
这套检测系统很大程度上独立于整个机器的电控系统，既减少了检测对整机电控的影响，又增加了系统的灵活性。

图2  系统原理图

    整个系统完成后，我们于2008年9-11月，对gdx2-2号机台进行了跟踪检查，检查员白天每小时抽查5包箱装烟进行人工检查是否存在缺盒现象，检查结果如附表所示。

附表  跟踪检查结果表

4  结束语
    该监测系统安装半年多以来，经过对机械结构和电控系统的不断完善，现在的系统已能完全满足生产的质量和工艺需求，使用至今已完全杜绝条烟缺盒现象。这套系统与小包香烟及条盒所采用的材料无关，电控系统完全独立于整机电控，机械部分改动极小，因此它适用于各种机型的条烟缺包检测，并具有结构简单、实用，控制准确，制造、维修方便的优点。