钢厂测温取样控制系统的应用.docx

钢厂测温取样控制系统的应用0导语：介绍测温取样系统的控制主要功能，根本构造及配置。并给出系统应用实例介绍测温取样系统的控制主要功能，根本构造及配置。并给出系统应用实例，介绍系统的控制实现经过。该系统是PLC和变频器成功的组合运用，获得了很好的效果。进步炼钢的自动化程度，对保障炼钢钢水质量、进步炼钢的劳动消费率起着至关重要的作用。由于钢厂厂区构造紧凑，消费场地设计局促，消费流程假如完全由人工手动控制完成容易造成钢水输送紧张以致不畅；另外操作环境恶劣对人工操作也具有一定的难度和危险度。因此，在炼钢经过中实现全自动控制非常重要，使得整个设备操作更加平安、可靠，大大的进步了整个炼钢工艺的连续性，减少了故障率，同时也进步了炼钢的劳力消费率。测温取样装置是为了在炼钢出钢后对钢水进展测温及取样，为炼钢经过控制提供温度及化学成份参数，作为炼钢经过工艺操作的根据。我所于2004年度2月承建上海宝钢集团一钢公司炼钢区及不锈钢炼钢区测温取样装置的设计和研究。该测温取样装置是为配合不锈钢及碳钢热轧板卷技术改造工程炼钢工程配套而建，总共设计有十一套测温取样自动控制系统。1、测温取样装置简介测温取样装置由机械设备、仪表系统和自动控制系统三局部组成的机电一体品设备。机械设备包括钢构造平台、测温取样枪本体，探头存储箱组成。钢构造平台直接安装并固定在预先制作的根底上，用于给测温取样枪本体安装提供支撑和设备检修提供条件。仪表系统选用现今各大钢厂普遍应用的贺利氏电测骑士数字测温取样仪表。自动控制系统由基于西门子的S7-300PLC站，ET200M远程站和6ES70系列变频器和组成。通过ProFibus-DP现场总线实现与测温取样系统远程I/O站ET200M、6ES70系列变频器之间的通讯。2、测温取样装置型式及主要参数2.1型式：支撑台加测温枪本体；2.2电机减速机：3.7KW，380V，50Hz，1500rpm，电机内制动，带手动释放；2.3测温取样枪传动方式：双排链传动；2.4位置行程控制：限位开关，增量型编码器；2.5装置的最大行程：7220mm2.6装置运行速度：30m/min3m/min；2.7停位精度：±20mm2.8行程计算参数：(行程值：指测温枪位于初始位时，从测温探头到液面的间隔)3、控制原理分析、系统组成3.1控制原理分析系统控制主要是在装钢水的钢包抵达指定工作位后，由上一级系统发出指令控制测温取样装置工作。装置行走由变频器控制，由上、下限位开关对枪体上、下运行做极限保护，由编码器计数测量枪体行走行程进展调速停位、测量进入钢水液面行程，保证测温取样的准确性，测温取样仪表发出信号实现迅速回位、准确停车及温度信号收集，完成一次动作循环。在此同时通过悬挂式补偿导线将测温的温度信号传输到相关控制单元及仪表上反映。3.2控制系统组成3.2.1控制系统电气组成综合分析测温取样机械和工艺对控制系统的要求，控制系统采用如下列图1的硬件构造。图1：系统总体硬件配置构造图控制系统采用西门子SIMATICS7-300PLC作为根底控制装置，根据枪体设备的实际需要采用分布式形式，在现场安装有现场操作箱，将I/O子站安装在枪体框架上，枪体上相应的控制信号直接送入子站，子站只需要一根PROFIBUSDP现场通讯总线和一根电源线与PLC总站相连实现信息的上下传输，给现场操作带来很大的方便，同时，由于电气室和测温取样装置之间有一定间距，因此采用该控制方式减少了用户在电缆上的投资，也减少了铺设电缆所需的设备材料和人力资源，同时还减少了从现场到电气室的硬线连接，进而增加了信号的可靠性，为以后的检修和维护都带来了方便。另外该系统这样的配置方式具有很好的可扩展性，假如现场需求有所变化，增加控制信号或者改良控制自动化程度，都可直接将信号就近接入到I/O子站，方便设计及施工。3.2.2控制系统仪表组成本系统采用贺利氏电测骑士数字测温取样仪表DTK-A-II，该仪表具有先进的的形式、可靠的性能和超强的数据处理功能，和可靠的部件和面向系统的操作软件确保测量数据的准确可靠。仪表主要用于浸入式测温，通过测枪端部的热电偶来测量温度，可连续测温，具有完善的数据输出功能。4、控制系统应用软件4.1PLC软件功能：根据装置动作要求，在PLC软件控制中，测温取样装置分为手动、半自动和自动三种工作方式，三种方式的切换在现场操作装置上完成。装置可一次性完成测温及取样功能，也能分别完成测温和取样功能。1手动控制。手动控制主要用于现场设备维护和检修，不受任何外部联锁条件限制，操作工由此检测设备运行的可靠性及系统运行的可靠性。除此，可以在实际的消费中使用，只是要求操作工的纯熟程度要高。2半自动控制。半自动控制主要用于在已知钢水液面深度的情况下，人工选择枪体行走行程，进展测温取样操作，同时实现单独的取样功能。在现场设备维护和检修时，是检测设备准确定位停车精度的主要方式，这要求编码器信号读入及处理的可靠性高。3自动控制。自动控制主要应用于消费理论中，无需人工干预,独立完成设备所要到达的工艺要求，这要求测温取样仪表发出信号的可靠性高，控制系统响应快，变频控制可靠。操作开场应保证测温枪在初始位也即在编码器的校零位，钢水罐车到达测温取样位，测温取样探头安装完毕，根据上一工序提供的钢水液面参数设定行程档位半自动方式下或者不设定行程档位自动方式下，准备开场工作。测温取样功能执行完毕，使得测温枪回到初始位也即在编码器的校零位，编码器计数清零。4.2S7-300和6ES70变频器通讯参数设置：枪体的行走完全由6ES70变频器控制，控制指令由S7-300向变频器发出。在此系统中，我们需要在变频器中增加一块CBPProfibus通讯板完成S7-300与变频器中CUVC板的通讯。PLC和变频器通过通讯传送控制状态如图2所示。图2：PLC和变频器通讯4.2.1实现通讯在PLC软件编程中的工作在STEP7编程中需要调用系统功能块SFC14和SFC15，SFC15是PLC向变频器进展写控制，实现对变频电机的启/停、加/减速、急停、故障停车等控制信号的传递，SFC14是PLC向变频器进展读控制，实现对当前变频电机运行状态等控制信号的传递。图2：PLC和变频器通讯4.2.1实现通讯在PLC软件编程中的工作在STEP7编程中需要调用系统功能块SFC14和SFC15，SFC15是PLC向变频器进展写控制，实现对变频电机的启/停、加/减速、急停、故障停车等控制信号的传递，SFC14是PLC向变频器进展读控制，实现对当前变频电机运行状态等控制信号的传递。4.2.2实现通讯对变频器应做的工作S7-300和变频器CUVC板之间通讯，S7-300发送给变频器CUVC板的参数在CUVC板中设置，如下表所示：5、完毕语整套控制系统经过现场调试后，经过近两年度的运行，系统良好稳定，测温取样成功率高，控制精度高，知足了现场的工艺要求，到达了预期的效果。由于系统的运行效果好，又节约劳力，该厂在二期建立中也上了该系统，至今设备已调试完毕且投入使用，控制效果均良好。作者简介：1梅瑾烨1978-性别：女学历：本科所属单位：西安重型机械研究所职务职称：助理工程师当前研究课题及研究方向：结晶器液压振动电气控制系统通讯地址：西安重型机械研究所第六研究室邮政编码：710032联络：029-86322477，13032981902：029-86322570E-mail：lily-mjy1632史江华(1977-)性别：男学历：本科所属单位：西安重型机械研究所职务职称：助理工程师当前研究课题及研究方向：直流传动控制系统通讯地址：西安重型机械研究所第六研究室邮政编码：710032联络：029-86322477，13032907168：029-86322570E-mail：sjhandmjy163