攀钢钒2#板坯LF炉铁合金加料控制系统的设计与实现.docx

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1、攀钢钒2#板坯LF炉铁合金加料控制系统的设计与实现2.3排料：排料包括正常排料和事故排料。正常排料，是将已配好的料从各称量斗向LF炉的中间料斗的运输经过，在配料及消费正常情况下，正常排料按逆物料方向依次启动设备。事故排料，是在配料或者消费异常时，将各称量斗物料向事故料斗排空。2.4投料：投料就是通过对炉盖合金加料门上的球阀、中间料斗的振动给料机的控制将中间料斗的物料输送到LF炉中。3控制系统设计控制系统由根底自动化系统(L1)和二级经过计算机系统(L2)组成。根底自动化系统包括自动控制系统和HMI监控系统，完成现场数据收集、经过回路控制、参数设定、设备顺序控制、设备运转操作监视及报警等根本控制

2、功能；二级计算机系统完成浇铸方案、浇铸模型计算、配料模型计算、钢水成分物流跟踪等经过控制功能，两级系统共同完成LF炉铁合金自动加料的控制，实现准确配料、自动上料功能，适时掌控所添加物料的品种和数量。控制系统配置图如图2所示。图2控制系统配置图根底自动化系统控制站采用德国西门子公司的S7-400，CPU板为CPU414-2DP，采用以太网与L2及以上系统进展通讯。控制站共有5个ET200远程I/O站,采用PROFIBUS-DP接口通讯。系统编程软件采用STEP7，软件平台基于MicrosoftWindows2000/XP操作系统，安装方便，界面友好。监控软件采用WonderwareINTOUCH

3、，画面图形编制、数据读写、通讯组态、趋势记录、报警记录等都极为方便。系统布局合理，网络运行稳定、通讯畅通。经过控制计算机系统由1台效劳器、1台开发维护终端、1台操作站及相应的以太网组成；效劳器采用磁盘阵列技术，以保证系统数据的可靠性；效劳器、开发维护终端和操作站安装在LF炉操作室内，它们之间通过星型以太网连接；二级计算机通过效劳器与根底自动化通讯；效劳器通过以太网实现与上位计算机系统之间的数据通信。4控制功能加料系统的控制包括上料系统的控制、配料系统的控制、排料系统的控制和投料系统的控制。4.1上料控制1手动上料，根据操作画面上的铁合金及渣料高位料仓的低料位报警信号或者凭借操作人员的经历定期上

4、料。采用超声波料位计通过超声波回声定位检测料仓内合金的存量，当料位低于15时，在操作站上有报警显示，提醒操作人员及时补充合金。2上料经过中要与高位料仓除尘阀的进展联锁控制。3L2操作画面上显示各料仓名称，假如料仓对应物料品种有变化，将实际物料通过L1操作画面录入，并上传至L2系统，同时L1操作画面上料仓号与贮存物料名称的对照表也将自动作相应调整。4.2配料控制1配料控制分机旁手动、远程手动、自动配料控制方式。机旁与远程的切换地点设置在机旁操作盘上，自动与远程手动控制方式的切换点在操作室画面上。2机旁手动。不用于消费，用于设备调试和维修，调试和维修人员可在机旁手动启、停各振动给料机。3手动配料a

5、在操作画面上，将“操作方式切至“手动方式。b配料系统处于操作室手动控制状态，操作人员可手动分别对各振动给料机进展启、停控制；并在接近称重终点时，手动切换振动给料机到弱振状态，实现慢速加料。c手动配料用于配料后合金品种的微量调整或消费要求有变化时称量斗的合金补料。正常消费方式下，配料都采用自动配料方式。4自动配料a在操作画面上，将“操作方式切至“自动。b钢水通过测温、取样送到检化验系统，检化验系统分析出钢水成分通过计算机传到经过控制系统L2级，L2综合精炼钢种、钢水温度、化学成分、设备性能等因素，通过数学模型计算得到所需添加合金数量和加热时间。按画面上“恳求二级按钮，将需参加LF炉的合金和渣料下

6、载到根底自动化系统，显示在HMI画面上的设定值建议区，对于建议区的设定值，操作人员根据实际经历来确认，可以对经过计算机计算结果进展修改；在经过计算异常时，必须由操作人员在操作画面上人工输入设定值。c经检查，确认建议区设定值数据正确后，按下操作画面的“确认按钮后，控制系统对设定值进展验证，验证内容包括：需要下料的高位料仓料位信号不为“空。每一种物料的设定重量值相应的高位料仓振动给料机停顿给料后的“落差量。所设定的由某个称量斗称量的所有物料的重量和体积的累计量不能超过称量斗的称量量程和有效容积。如设定值验证未通过，应有报警提示操作人员。设定值通过验证后，将建议区的设定值下送至承受区；承受区域内的设

7、定值不能修改，只能承受或者去除。在设定值由建议区转入承受区的之后，并自动复位清零建议区的设定值。d设定值验证通过后，操作人员触发“自动配料开场按钮，控制系统检查“配料前提条件是否成立。在计算机配料开场时，检查电气系统是否“准备就绪、对应称量料斗为空、且对应称量斗下的振动给料机处于停振状态。如检查未通过，配料经过处于停顿状态并且有报警提示操作人员；假如正常，那么“自动配料开场按钮在自动配料经过中失效，且物料设定值制止修改；控制系统立即自动启动相应料仓的振动给料机，开场进展自动称量。在自动配料经过中，“自动配料停顿按钮优先，如在自动配料经过中按下“自动配料停顿按钮，那么系统立即停顿。e不同称量斗的

8、物料可以同时开场称量，对同一称量斗而言，称量采用累计称量的方法，即一个称量斗假如有2种物料需要称量，必须按照先后顺序进展，待一种物料称量完毕，不必放空称量斗，再马上开场第二种物料的称量，重量累计。f对每个称量斗而言，称量经过就是称量斗重量值称量斗压头反应重量信号与目的值接近的经过。当重量值与下料目的值相差一定数量转低速值时，即到了由高速转低速的“变速点，振料机在弱振状态下运行。当重量值与下料目的重量相差一定数量落差量时，即发出停顿振动信号，停顿振料机，由于惯性继续落下的物料落差量正好使其到达设定值，一种物料称量完毕。g所有设定的物料全部按顺序称量完后，计算机自动配料经过自动完毕。4.3排料控制

9、1排料系统设置“自动、“远程手动和“机旁手动3种控制方式。“机旁手动与“远程的切换地点设置在机旁操作盘上，“自动与“远程手动切换地点在HMI操作画面上。2远程手动排料。当操作地点为远程，并在HMI上选择了手动形式，排料系统处于远程手动控制状态，操作人员可手动启、停排料系统的设备。3机旁手动。不用于消费，用于设备调试和维修，调试和维修人员可在机旁手动启、停各排料系统设备。4操作人员判断称量斗的称量实际情况和消费情况，决定在HMI上选择“正常排料或者“事故排料方式。5自动正常排料。当在HMI上选择了“自动排料方式；先确认称量斗的称量作业已完成，且中间料斗振动给料机处于停振状态；操作人员在HMI上按

10、下“正常排料按钮，“正常排料和“事故排料按钮失效，实现自动正常排料。a自动正常排料，按垂直皮带机、程度皮带机的顺序逆物料方向依次延时启动皮带。b在收到皮带机运行的信号后，有物料的称量斗振动给料机按照料斗的编号顺序开场顺序启动，但称量斗不能同时排料。c当称量斗中的物料重量减少至“偏置值时，延时5秒振动给料机停顿。d最后一个称量斗振动给料机停振后延时10秒停顿程度皮带机。e程度皮带机停顿后20秒停顿垂直皮带机，正常排料经过完毕。6自动事故排料。当消费出现异常时，需要把料自动排到事故料斗中。先确认称量斗的称量作业已完成，且中间料斗振动给料机处于停振状态；操作人员可以在HMI上，选择“自动排料方式，按

11、下“事故排料按钮，“正常排料和“事故排料按钮失效，实现自动事故排料。a自动事故排料按开事故下料三通阀、程度皮带机的顺序逆物料方向依次启动设备。b在收到皮带机运行的信号后，有物料的称量斗振动给料机按照料斗的编号顺序开场顺序启动，但称量斗不能同时排料。c当称量斗中的物料重量减少至“偏置值时，延时5秒振动给料机停顿。d最后一个称量斗振动给料机停振后延时10秒停顿程度皮带机。e程度皮带机停顿后3秒关闭事故下料三通阀，事故排料经过完毕。4.4投料控制1电极在高位才允许合金下料。2投料系统设置自动、远程手动和机旁手动3种控制方式。机旁与远程的切换地点设置在机旁，自动与远程手动控制方式的切换点在HMI操作画

12、面上。3远程手动投料。当操作地点为远程，并在HMI上选择了手动形式，投料系统处于远程手动控制状态，操作人员可手动启、停中间料斗振动机和加料球阀。4机旁手动。不用于消费，用于设备调试和维修，调试和维修人员可在机旁，手动启、停各投料系统设备。5自动投料。在正常排料完毕后，操作人员就可根据需要，在HMI上按下“自动投料按钮，自动开场投料控制。a先翻开加料溜管氮封，延时2秒翻开炉盖上方合金加料球阀。b合金加料翻开后，延时2秒启动中间料斗下振动给料机。c中间料斗下振动给料机启动后，延时10秒停顿中间料斗下振动给料机。d中间料斗下振动给料机停顿后，延时2秒关闭炉盖合金加料门球阀，然后延时2秒关闭加料溜管氮封，自动投料完毕。4.5联锁处理1当某一设备发生故障时，其前面逆物料输送方向为前面的所有设备立即停，而后面的设备应继续运转，直到物料空为止，防止物料堆积。2皮带机设置跑偏开关、打滑检测器和拉绳开关，其信号要与相关控制设备联锁控制。3操作画面及紧急操作台设“急停按钮，在设备运行经过中出现需要紧急停顿的情况下，使设备可以可靠停顿，以保证设备平安。5完毕语攀钢钒2#板坯LF炉铁合金加料系统于2020年度2月投入运行，目前系统运行良好,自动投运率达100%。典型的配料周期为1分30秒，精度达1.5%。0