转炉铁合金加料控制系统的优化与改进

维普资讯 http://www.cqvip.com ＳＯＬＵＴＩＯＮ　解决方案　转炉铁合金加料控制系统的优化与改进　Ｔｈｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ａｄｄｉｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　Ｆｅｒｒｏａｌｌｏｙ　陈丽平李宁徐长锐　安阳钢铁集团有限责任公司（河南安阳４５５００４）　摘要：主要介绍安钢１５０ｔ转炉铁合金加料的自动化控制系统，包括系统构成、功能和技术特点。　关键词：转炉ＰＬＣ控制系统　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｍａｉｎｌｙ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　１　５０ｔ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　ｆｅｒｒｏａｌｌｏｙ　ａｄｄｉｔｉｏｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　Ａｎｙａｎｇ　Ｉｒｏｎ　ａｎｄ　Ｓｔｅｅｌ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　ＰＬＣ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　１工艺控制流程简介　在转炉出钢后加入适量的合金料，是转炉炼钢成　分调节的关键环节。铁合金料的准确称量和加料速度　的调节对于钢水成分的稳定至关重要。安钢第二炼轧　厂现有２座１５０吨顶底复吹转炉，年产钢水能力为３００　图１铁台金控制系统硬件配置　万吨，其中ｉ＃转炉２００５年投产后根据转炉ＳＤＭ自　动控制模型的要求对加料系统进行了控制系统的优化　与改进工作，提高了加料速度和称料精度，满足了自　动化炼钢的需要。　加料ＰＬＣ通过交换机与一级环形光缆以太网相　连，实现ＰＬＣ与ＰＬＣ、ＰＬＣ与操作站之间的通讯。自　动化网络配置中采用一个专用的ＧＡＴＥＷＡＹＰＬＣ实现　１、２级之间的数据通讯和控制。为了实现物料的称量　准确和称料速度的可控制性，高位料仓振动电机采用　了变频控制。变频器通过ＤＰ通讯模板与ＰＬＣ进行通　讯，实现ＰＬＣ与变频器之间的控制数据交换。　２控制系统的硬件组成　转炉铁合金加料系统控制设备主要由８个高位料　仓、１个称重料仓、旋转溜槽等设备组成。该控制系　统与转炉熔剂加料系统共用了一套ＳＩＥＭＥＮＳ　ｓ７—４００　ＰＬＣ进行控制，由于转炉投料控制系统现场控制地点　３控制系统实现的主要功能　３．１　ＨＭＩ（操作站）的主要功能　和信号来源十分分散，在自动化控制选型时采用了　ＰＲＯＦＩＢＵＳ—ＤＰ工业现场总线技术，采用大量防护等　级为ＩＰ６７的ＴＵＲＣＫ信号模板，利用ＥＴ２００Ｍ和现场　ＴＵＲＣＫ信号模板将大量的Ｉ／Ｏ信号采集到ＰＬＣ，这　样不但可以节约大量的控制电缆和减少施工量，还大　该系统的ＨＭＩ功能主要有：动态显示转炉铁合金　加料系统的全部过程量；动态显示全部设备的运行状　态；实现阀门、电机等设备的启动／停止控制；进行　每个炉次内各种铁合金料的消耗量自动统计；各种操　作模式的选择；变频器高低速频率设定；物料称量落　差值设定；自动投料设定；报警信息显示；主要工艺　大减少设备的故障率。铁合金控制系统硬件配置如图　１所示。　参数趋势跟踪等功能。　中阈彳ｊｌ嚣豫丧２００７年第１２期　ｗⅥｎⅣ．ｃｎｉｍ．ｃｎ　５５　维普资讯 http://www.cqvip.com

解决方案　３．２　ＰＬＣ系统的主要功能　Ｓ０ＬＵＴ１０Ｎ　３．２．１物料称量精度自动修正及物料的自动采集功能　合金料的称量精度对于钢水成分的命中率至关重　要，在钢水称量精度控制程序中，其原有的设计要求　是在ＨＭＩ上对每个料仓进行物料称量落差值的手动设　定，其理论依据为每次称量同一种铁合金物料，其振　动电机停止时，余振落下的物料应该相同，但是实际　上物料颗粒大小不同及料仓内物料高度不同都对称料　精度有所影响，因此我们采取利用上次称料误差进行　落差值的自动修正对控制程序进行了修改。落差值自　动修正逻辑公式为：　Ｃ２＝ｃ１－ｔ￣（ｗ２一Ｗ１）／２　式中：　ｅ　为修正后的落差设定值；　ｅ　为修正前的落差设定值；　ｗ　为实际称量值；　ｗ　为称量设定值。　在每种铁合金称量结束后，ＰＬＣ将根据称量后料　斗称的重量值自动减去称量前的料斗称的重量值作为　该合金的称量值，并将该值写入数据块进行存储。当　该批料加入到钢包时，ＰＬＣ自动将所称量的各种合金　重量值和料种代码传送给２级，在２级控制系统中自　动形成炉次物料消耗报表。　３．２．２物料自动称量及称料速度自动切换控制　在料仓分散控制模式下，通过ＨＭＩ设定需要称量　的每种铁合金的重量值，在ＨＭＩ上对设定值进行确认　后ＰＬＣ将自动进行物料的称量。在称量过程中，ＰＬＣ　根据料仓称重反馈值的大小自动控制变频器的速度切　换和停止，以及落差值的修正等，其控制流程如图２　所示。　３．２．３自动投料控制　铁合金加料的自动模式分为计算机控制和１级自　动控制两种方式。　在计算机方式下，每种铁合金加入量设定来源于　２级ＳＤＭ控制模型。该模式下，ＳＤＭ控制模型根据　该炉次转炉冶炼的钢种、铁水加入量、铁水成分、废　钢加入量、废钢成分等数据进行合金化计算，将需要　加入的合金种类与重量值以数据包的形式下发到合金　５６　ｗｗｗ．ｃｎｉｍ．ｏｎ　Ｗｎ为振动筛高低速切换重量设定值　图２铁合金振动电机高低速自动控制流程图　ＰＬＣ，当ＰＬＣ接收到模型下达的铁合金数据后，自动　根据铁合金的料种代码将该数据包写入配料表。并且　按照料仓号从小到大的顺序依次进行物料称量。　１级自动控制方式下，配料表的设定由操作工在　ＨＭＩ上进行手动一次性设定，经设定值确认后，ＰＬＣ　将按照料仓号从小到大的顺序依次进行物料的称量，　自动称量控制流程如图３所示。　Ｓｉ为第ｉ个设定值；Ｗｉ为第ｉ个料库称量的实际值　图３铁合金自动称量流程图　（下转第７４页）　２ｏｏ７年第１２期中阅便霹俄表　维普资讯 http://www.cqvip.com 应用研究　ＡＰＰＬＩＣＡＴ１０Ｎ　ＲＥＳＥＡＲＣＨ　３．４集水池、生物氧化沟、　污泥回流池、污泥浓缩池　３．６总排污水流量以及水质指标的测量　的液位测量　达标排放的污水，一般通过排水沟排往厂外，此　时的污水，除有一定的色度外，比较清澈，但拐弯后　或遇见障碍物时，仍然会产生大量的泡沫，因此，采　集水池的液位测量，可采用静压液位计或超声波　液位计，静压液位计价格较低，但集水池中的污水含　有较多的泥沙，当潜水搅拌机运行不正常时，泥沙沉　用文丘里明渠流量计时，文丘里测量槽的位置应在一　积在集水池底部，会影响其正常使用；采用超声波液　段较长的稳流段之后，即泡沫很少或几乎没有泡沫的　位计效果较好，只是价格高一些。　麦草浆中段废水中由于含有部分残碱、皂化物及　地方；在线水质指标的测量仪表，价格很高，使用维　护较麻烦。通常总排污水流量以及水质指标的测量仪　表由环保部门安装及管理，则设计中可不考虑。　表面活性剂等，稍遇冲击即起泡沫，生物氧化沟中的　污水由于受到低速倒伞型曝气机的强烈搅拌，产生大　量浓厚的泡沫，由于超声波无法穿透泡沫。所以，超　声波液位计不能在生物氧化沟正常使用。可采用静压　液位计，量程根据出水堰堰板调整范围确定即可。　４结束语　在造纸中段污水处理的大部分流程上，存在以下　特点：泥沙较多，易沉淀，易附着，使浸入式安装的　污泥回流池的污泥由二次沉淀池自流而来，其液　仪表传感器发生结垢、堵塞现象，影响其正常使用；　在整个流程上，均极易产生泡沫；输送污水的管道直　径较大，有些地方利用重力差采用自流方式输送。　面常常被翻滚的泡沫所覆盖，显然不能采用超声波液　位计测量液位，可采用静压液位计。污泥浓缩池内由　于污泥浓缩机来回旋转，任何沉入式安装的液位计均　不能应用，应采用非接触式的超声波液位计测量液　位。　在设计中尽量选用超声波液位计等非接触式仪表，　以保证仪表的正常使用，减少维护工作量；选用多普　勒超声波流量计，可有效地降低仪表投资；对于ｐＨ　值传感器等浸入式安装的仪表，要求在使用过程中定　３．５回流污泥浓度、流量的测量　如前所述，污泥回流池的污泥中含有大量的泡沫，　期清洗及校验，以保证仪表的测量精度。　自下向上涌出，泡沫对超声波的吸收较强，在污泥回　流池中采用沉入式安装的污泥浓度传感器测量污泥浓　参考文献　度，误差很大，后改为在管道上测量，效果较好。回　１田旭中，周焕祥．卡鲁塞尔氧化沟在麦草浆中段废水　处理中的应用．山东勘察设计，２００２，（４）．　流污泥流量的测量，大口径的管道可采用多普勒超声　波流量计，小口径的管道可采用电磁流量计，但无论　是管道上的浓度测量还是流量测量，其传感器的安装　位置应尽可能的远离泵。　（上接第５６页）　作者简介：危明，高级工程师，主要从事制浆造纸自控仪表　系统的工程设计。　不但提高了转炉加料的自动化控制程度，而且满足了　炼钢快节奏生产的需要。　参考文献　４结束语　该铁合金控制系统经过改进后操作方便，结构合　１西门子自动化与驱动集团．深入浅出西门子ｓ７—３００ＰＬＣ．　北京航空航天大学出版社，２００４．　２刘春华．工业企业电气调整手册．冶金工业出版社，２０００．　理。并可以利用２级计算机模型对整个炼钢过程进行　控制，因而不仅可以降低劳动强度，还可以提高钢水　可编程控制系统原理．清华大学出版社，１９９２．　成分的命中率。这对提高产品质量、降低生产成本起　３李善君等．到了重要作用。　４王聪等．现代电力电子学与交流传动．机械工业出版　社，２００５．　该控制系统经过优化改进后一直运行稳定可靠，　７４　ｗｗｗ．ｃａｉｎ．ｒｃｎ　２００７年第１９期中阅俄嚣俄表