Zusammenfassung: Dieser Artikel beschreibt den Prozessablauf und das automatische Steuerungssystem des Portal-Öl- und Schlammabscheiders GLM-8. Er fasst außerdem die wirtschaftlichen und sozialen Vorteile zusammen, die durch den Einsatz des Portal-Öl- und Schlammabscheiders GLM-8 in der Abwasserbehandlung erzielt werden. Schlüsselwörter: Ölabscheider, CPU224[1], Antriebsmechanismus[2] Anwendung einer Siemens-SPS in der Wasseraufbereitung Autor: Chen Long Unternehmen: Wuhan Zigarettenfabrik Zusammenfassung: Der Herstellungsprozess der Öl- und Schlammabscheidermaschine GLM-8 sowie das automatische Steuerungssystem werden detailliert beschrieben. Gleichzeitig werden die wirtschaftliche und soziale Leistungsfähigkeit der eingeführten Öl- und Schlammabscheidermaschine GLM-8 bewertet. Schlüsselwörter: Öl- und Schlammabscheidermaschine, CPU224[1], Antriebsmechanismus[2] Einleitung: In den Abwässern von Stahlwerken enthält das Abwasser große Mengen an Abfallrückständen und Öl. Werden Abfallrückstände und Öl vom Wasser getrennt, kann das Wasser ein zweites Mal verwendet werden. Die abgetrennten Abfallrückstände können dem nächsten Prozess zur weiteren Eisenraffination zugeführt werden. Dies spart erhebliche Wasserressourcen und beugt Umweltverschmutzung vor. Der Einsatz eines Ölabscheiders vom Typ GLM-8 ist eine der Methoden zur Abwasserbehandlung in Stahlwerken. Im Folgenden wird das Abwasserbehandlungssystem kurz erläutert. I. Prozessablauf: Der Ölabscheider vom Typ GLM-8 in Portalbauweise besteht im Wesentlichen aus einem Antriebsmechanismus, einem Portalrahmen, einem Ölabscheider, einem Schlammabscheider, einem automatischen Steuerungssystem und einem Positionierer. Der am Boden des Sammelbeckens abgesetzte Schlamm wird vom Schlammabscheider entgegen der Strömung vom Auslauf zum Einlauf transportiert und gelangt so in die Schlammsammelgrube am Einlauf. Sobald der Schaber das Einlassende erreicht, steuert das automatische Steuerungssystem die elektrische Schubstange des Hebe- und Senkmechanismus. Da Öl- und Schlammschaber gekoppelt sind, senkt sich der Ölschaber automatisch um 250 mm ab, sobald der Schlammschaber eine Höhe von 250 mm erreicht. Gleichzeitig ändert der Öl- und Schlammschaber seine Fahrtrichtung und befördert das auf dem Sammelbecken schwimmende Öl vom Einlassende zum Auslassende. Dort wird es in die Ölauffangwanne geschabt und aus dem Sammelbecken abgeleitet. Dies ermöglicht einen vollständigen Prozessvorgang. Alternativ kann der Öl- und Schlammschaber, basierend auf dem Absetzvorgang im Sedimentationsbecken, auch zwei bis drei Teilprozesse durchführen, bevor der vollständige Prozess abgeschlossen wird. Der genaue Arbeitsablauf ist in Abbildung 1 dargestellt. Über einen Wahlschalter am Bedienfeld kann das System zwischen drei Arbeitsabläufen wählen. In Abbildung 1 ist nur ein Zyklus dargestellt. Abbildung 1: Betriebsablaufdiagramm. Das automatische Steuerungssystem verfügt über manuelle, automatische und Fernsteuerungsschnittstellen vor Ort. Bei einer Störung des Öl- und Schlammabstreifers ertönt ein akustischer Alarm vor Ort, und das Signal wird über das Signalkommunikationssystem an die zentrale Leitwarte gesendet. Das Energieübertragungssystem der Anlage nutzt Kabel für die Stromversorgung und Signalübertragung über ein Steuerkabel. Im Betrieb ist das Kabel an einer Oberleitungsschiene befestigt, die vom Portal-Öl- und Schlammabstreifer angetrieben wird und sich entlang der Schiene hin und her bewegt. Wenn das automatische Steuerungssystem eine Störung aufweist und der Öl- und Schlammabstreifer sein Ende erreicht und nicht umkehren kann, kann die Stromzufuhr durch Endschalter an beiden Enden unterbrochen werden. Sollten alle oben genannten Systeme ausfallen, halten die Endschalter die Anlage innerhalb des zulässigen Bereichs und verhindern so Entgleisungen und andere Unfälle. II. Beschreibung des Steuerungssystems 3.1 Hardwarebeschreibung Die in diesem Steuerungssystem verwendete zentrale Verarbeitungseinheit ist eine Siemens CPU224 mit AC/DC-Relaisausgang. Die S7-200-Serie ist eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS). Sie kann eine Vielzahl automatisierter industrieller Anwendungen steuern. Dank ihrer kompakten Bauweise, des niedrigen Preises und des leistungsstarken Befehlssatzes erfüllt die S7-200-Steuerung nahezu perfekt die Anforderungen kleinerer Steuerungssysteme. Darüber hinaus ermöglicht die große Auswahl an CPU-Typen und Spannungspegeln eine hohe Anpassungsfähigkeit zur Lösung von Automatisierungsproblemen der Anwender. Dieses Steuerungssystem basiert auf der S7-200-Serie, kann aber über die PROFIBUS-DP-Schnittstelle dieses Moduls auch zu einem größeren System über einen Feldbus konfiguriert werden. Die E/A-Belegung der CPU224 in diesem System ist in der folgenden Tabelle dargestellt: Das Blockdiagramm des Steuerungssystems ist in Abbildung 2 dargestellt. Abbildung 2: Prinzipielles Blockdiagramm des Steuerungssystems 3.2 Softwarebeschreibung Die Software des Steuerungssystems wurde mit der Siemens-Software STEP7-MICRO/WIN32 entwickelt. Das SPS-Steuerungssystem verwendet eine funktionale Steuerungssprache und kann mit verschiedenen Methoden wie Kontaktplänen, Anweisungslisten (STL) und Funktionsbausteinen (FBD) entworfen werden. Für Softwareentwicklung, Debugging und Wartung werden mehrere Methoden eingesetzt, um die Softwareressourcen effizient zu nutzen. Das System verwendet hauptsächlich Unterprogrammaufrufe. Im Hauptprogramm werden je nach Bedarf drei Unterprogramme für drei verschiedene Betriebsabläufe aufgerufen, sodass der Öl- und Schlackenabstreifer unter verschiedenen Bedingungen unterschiedliche Abläufe ausführen kann. Jeder Betriebsablauf wird softwareseitig unter optimaler Nutzung von Zähl-, Zeit- und anderen Anweisungen realisiert. Das Programmablaufdiagramm ist in Abbildung 3 dargestellt. III. Anwendungserfahrung Nach erfolgreicher Installation und Inbetriebnahme bestand das Steuerungssystem im August 2001 den Abnahmetest der Gansu Jiuquan Iron and Steel Group. Aktuell arbeitet das Steuerungssystem stabil und zuverlässig und ist einfach und intuitiv zu bedienen. Es ermöglicht Fernwartungsfunktionen, wodurch der Wartungsaufwand reduziert und die Fehlerbehebung vereinfacht und beschleunigt wird. Quellen: 1. S7-200 Programmierhandbuch [P] Ausgabe 1998……………………Siemens 2. Motorantrieb [M] Ausgabe 1996……………………………Metallurgical Industry Press Autorenbiografie: Chen Long, männlich, geboren im Oktober 1977, Bachelor-Abschluss, Ingenieur, Absolvent der Wuhan University of Science and Technology mit Schwerpunkt Industrieautomation, hauptsächlich tätig in der Entwicklung und Forschung von elektrischen Automatisierungssystemen. Arbeitsort: Verpackungswerkstatt, Wuhan Cigarette Factory Postanschrift (privat): Einheit 3, Gebäude 5, Block B, Rundi Jiayuan, Nr. 138 Changjiawan, Shilipu, Hanyang District, Wuhan, Provinz Hubei, China Postleitzahl: 430050 Ansprechpartner: Chen Long Telefonnummer: 13971492567, 027-84868773 E-Mail: [email protected]