淺談某鋼廠高爐爐頂防重料技術(shù)

孫慧+孫達(dá)

【摘 要】 分析了某鋼廠高爐爐頂準(zhǔn)備點采用壓磁元件法和PLC程序模擬法檢測料尾信號出現(xiàn)頻繁重料的原因，并提出了有針對性的解決措施，并取得了良好的效果。

【關(guān)鍵詞】 高爐爐頂 控制方式 防重料技術(shù)

1 高爐爐頂準(zhǔn)備點的控制方式

某鋼廠高爐爐頂準(zhǔn)備點由三種控制方式：即M法、S法、M+S法。為了保證信號的正確性，正常采用的是M+S法。

M法就是壓磁元件法，其工作原理就當(dāng)壓磁元件壓頭上部有料時，壓磁元件傳感器輸出的感應(yīng)出Δu電壓信號，通過信號放大，驅(qū)動爐頂?shù)街^電器（DC12V），發(fā)出爐頂準(zhǔn)備點（后文簡稱B點）有料信號。同時在CRT上該點點亮閃爍。

壓磁元件傳感器的型號為：TKMC-500K2-K

其主要參數(shù)：

輸出電壓Δu=

ΔE：感應(yīng)輸出的最大電壓。（此規(guī)格的傳感器ΔE取1000mv）

A/B：為傳感器的比率（此規(guī)格的傳感器為999/300單位為mv/kg..ton）

C：為載荷，單位為kg.ton

S法就是PLC內(nèi)部程序模擬法，它是通過礦石中間料斗或焦碳稱量料斗閘門開為條件，對主皮帶模擬寄存器進(jìn)行置“1”操作，CRT上顯示有相應(yīng)的料段信號，當(dāng)?shù)V石中間料斗或焦碳稱量料斗排空閉到位時，對主皮帶模擬寄存器進(jìn)行置“0”操作，CRT上顯示無料段信號。置“1”的寄存器通過PLC內(nèi)部脈沖信號對寄存器進(jìn)行移位，當(dāng)寄存器移到爐頂準(zhǔn)備點的相應(yīng)寄存器的位上，該點就發(fā)出爐頂準(zhǔn)備點信號，CRT上該點點亮閃爍。

2 數(shù)據(jù)的傳送過程

固定料斗內(nèi)的數(shù)據(jù)是通過礦石中間料斗或焦碳稱量料斗滿信號讀入本次稱量數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)V石中間料斗或焦碳稱量料斗滿排料時，數(shù)據(jù)就相應(yīng)地傳輸?shù)较乱粋€環(huán)節(jié)中去，再經(jīng)過料尾過原料次回OK點延時30秒、料尾過原料次回OK點（后文簡稱A點）延時70秒、料尾過爐頂準(zhǔn)備點1秒，把數(shù)據(jù)傳送到爐頂固定料斗閘閥，此數(shù)據(jù)作為爐頂固定料斗空、滿依據(jù)。

3 關(guān)于壓磁元件控制工藝的介紹

3.1 壓磁元件的作用

壓磁元件在控制過程中起到及其重要的作用，次回OK點的是當(dāng)一段料的料尾經(jīng)過A點時，才能允許下一段料排出，確保兩段料之間存在著一定的間距，利用這個間距的時間，可以保證爐頂設(shè)備動作一個循環(huán)。同時通過它可以傳遞料段的數(shù)據(jù)。爐頂準(zhǔn)備點的作用是當(dāng)料段的料頭到達(dá)爐頂準(zhǔn)備點時，檢查固定料斗中是否有料，如果固定料斗有料則停止主皮并發(fā)出爐頂準(zhǔn)備故障，待固定料斗閘閥料排空后再次起動主皮帶，確保固定料斗最多受一段料，如果固定料斗中沒有料則系統(tǒng)運行正常。

3.2 M+S法的控制原理

在選擇M+S法控制時，PLC程序把S法的模擬信號和M法的外部傳感器信號“OR”使用，即料頭到著信號那一個先到取那一個，料尾過檢測點那一個晚掉取那一個，確保料頭和料尾的正確性。具體的邏輯關(guān)系見（圖1）。

4 存在的問題

爐頂準(zhǔn)備點B點距皮帶頭部20米。A、B兩點是在膠帶頭部下設(shè)置一個磁性測壓元件，直接測得原料重量而給出位置檢測信號。此二點各設(shè)500kg測壓傳感器兩個，膠帶上原料越過實施重于測壓頭的頂蓋使得測壓附件機(jī)構(gòu)動作而獲得電壓信號。安裝結(jié)構(gòu)見（圖2）。

但是在實際使用中由于外部原因或者自身缺陷，往往發(fā)生皮帶無料時。傳感器的信號不跌落，其原因有以下幾點。

（1）傳感器安裝在兩個托輥之間，實際使用過程中，由于壓磁元件前后托輥內(nèi)部軸承脫落，即使皮帶上無料時，押在傳感器機(jī)架上的重量會增加，傳感器有電壓輸出，導(dǎo)致壓磁元件信號不跌落。（2）現(xiàn)場壓磁元件固定支架螺絲松弛，傳感參數(shù)變化，造成壓磁元件零位漂移，導(dǎo)致壓磁元件信號不跌落。（3）傳感器檢測裝置放大器、供電裝置、工作電壓不穩(wěn)定，電壓放大器工作失效造成壓磁元件零位漂移，壓磁元件信號不跌落。（4）現(xiàn)場的諧波干擾會影響壓磁元件的零位漂移，壓磁元件信號不跌落。

5 對策及措施

5.1 分析

綜合以上的分析，產(chǎn)生爐頂固定料斗重料的原因是爐頂準(zhǔn)備點壓磁元件，當(dāng)料尾經(jīng)過爐頂準(zhǔn)備點（B點）時，傳感器的信號不跌落，導(dǎo)致料段信號數(shù)據(jù)進(jìn)不了固定料斗閘閥，固定料斗閘閥中沒有裝料數(shù)據(jù)，待第二段料到達(dá)爐頂準(zhǔn)備點時，主皮帶爐頂準(zhǔn)備故障沒有，料段就直接進(jìn)入固定料斗閘閥。爐頂重料就發(fā)生了。

在M+S法的情況下發(fā)生重料故障時，始終有一種方式是異常的，兩種方式的狀態(tài)時不一致的，在邏輯OR的情況下就會造成信號不跌落（如表1）。

5.2 措施

根據(jù)爐頂趕料中斗排料時兩段料之間的最短時間應(yīng)為36秒，這是由次回OK點來控制。在正常情況下M法和S法的信號是同步的，通常情況下料段是連續(xù)的，即使不連續(xù)、不同步時間也應(yīng)該控制在18秒以內(nèi)，如果不同步的信號時間大于18秒，那么說明我們就認(rèn)為這兩種檢測方式中的其中有一種異常，主皮帶就必須連鎖停機(jī)，待生產(chǎn)現(xiàn)場確認(rèn)，從而可以徹底排除由于爐頂準(zhǔn)備點壓磁元件異常而產(chǎn)生的重料事故。為此在PLC程序內(nèi)部增加了這兩條檢測程序，并把檢測結(jié)果連鎖在主皮帶的停機(jī)條件中。（如圖3）

6 結(jié)語

通過按上文所述方法改進(jìn)，在PLC程序上進(jìn)行調(diào)整從使得采用S+M法檢測高爐上料系統(tǒng)料尾位置時在邏輯上更完整，使得兩種方法在出現(xiàn)故障時，設(shè)備維護(hù)人員能夠從系統(tǒng)中正確識別并排除。從接下去的1年運行狀態(tài)來看，已經(jīng)徹底排除了該鋼廠高爐爐頂上料罐重料事故，同時也為今后高爐上料控制系統(tǒng)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]《電氣工程師手冊》編輯委員會《電氣工程師手冊》[M].第1版.北京.中國電力出版社，2010.4.endprint

【摘 要】 分析了某鋼廠高爐爐頂準(zhǔn)備點采用壓磁元件法和PLC程序模擬法檢測料尾信號出現(xiàn)頻繁重料的原因，并提出了有針對性的解決措施，并取得了良好的效果。

【關(guān)鍵詞】 高爐爐頂 控制方式 防重料技術(shù)

1 高爐爐頂準(zhǔn)備點的控制方式

某鋼廠高爐爐頂準(zhǔn)備點由三種控制方式：即M法、S法、M+S法。為了保證信號的正確性，正常采用的是M+S法。

M法就是壓磁元件法，其工作原理就當(dāng)壓磁元件壓頭上部有料時，壓磁元件傳感器輸出的感應(yīng)出Δu電壓信號，通過信號放大，驅(qū)動爐頂?shù)街^電器（DC12V），發(fā)出爐頂準(zhǔn)備點（后文簡稱B點）有料信號。同時在CRT上該點點亮閃爍。

壓磁元件傳感器的型號為：TKMC-500K2-K

其主要參數(shù)：

輸出電壓Δu=

ΔE：感應(yīng)輸出的最大電壓。（此規(guī)格的傳感器ΔE取1000mv）

A/B：為傳感器的比率（此規(guī)格的傳感器為999/300單位為mv/kg..ton）

C：為載荷，單位為kg.ton

S法就是PLC內(nèi)部程序模擬法，它是通過礦石中間料斗或焦碳稱量料斗閘門開為條件，對主皮帶模擬寄存器進(jìn)行置“1”操作，CRT上顯示有相應(yīng)的料段信號，當(dāng)?shù)V石中間料斗或焦碳稱量料斗排空閉到位時，對主皮帶模擬寄存器進(jìn)行置“0”操作，CRT上顯示無料段信號。置“1”的寄存器通過PLC內(nèi)部脈沖信號對寄存器進(jìn)行移位，當(dāng)寄存器移到爐頂準(zhǔn)備點的相應(yīng)寄存器的位上，該點就發(fā)出爐頂準(zhǔn)備點信號，CRT上該點點亮閃爍。

2 數(shù)據(jù)的傳送過程

固定料斗內(nèi)的數(shù)據(jù)是通過礦石中間料斗或焦碳稱量料斗滿信號讀入本次稱量數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)V石中間料斗或焦碳稱量料斗滿排料時，數(shù)據(jù)就相應(yīng)地傳輸?shù)较乱粋€環(huán)節(jié)中去，再經(jīng)過料尾過原料次回OK點延時30秒、料尾過原料次回OK點（后文簡稱A點）延時70秒、料尾過爐頂準(zhǔn)備點1秒，把數(shù)據(jù)傳送到爐頂固定料斗閘閥，此數(shù)據(jù)作為爐頂固定料斗空、滿依據(jù)。

3 關(guān)于壓磁元件控制工藝的介紹

3.1 壓磁元件的作用

壓磁元件在控制過程中起到及其重要的作用，次回OK點的是當(dāng)一段料的料尾經(jīng)過A點時，才能允許下一段料排出，確保兩段料之間存在著一定的間距，利用這個間距的時間，可以保證爐頂設(shè)備動作一個循環(huán)。同時通過它可以傳遞料段的數(shù)據(jù)。爐頂準(zhǔn)備點的作用是當(dāng)料段的料頭到達(dá)爐頂準(zhǔn)備點時，檢查固定料斗中是否有料，如果固定料斗有料則停止主皮并發(fā)出爐頂準(zhǔn)備故障，待固定料斗閘閥料排空后再次起動主皮帶，確保固定料斗最多受一段料，如果固定料斗中沒有料則系統(tǒng)運行正常。

3.2 M+S法的控制原理

在選擇M+S法控制時，PLC程序把S法的模擬信號和M法的外部傳感器信號“OR”使用，即料頭到著信號那一個先到取那一個，料尾過檢測點那一個晚掉取那一個，確保料頭和料尾的正確性。具體的邏輯關(guān)系見（圖1）。

4 存在的問題

爐頂準(zhǔn)備點B點距皮帶頭部20米。A、B兩點是在膠帶頭部下設(shè)置一個磁性測壓元件，直接測得原料重量而給出位置檢測信號。此二點各設(shè)500kg測壓傳感器兩個，膠帶上原料越過實施重于測壓頭的頂蓋使得測壓附件機(jī)構(gòu)動作而獲得電壓信號。安裝結(jié)構(gòu)見（圖2）。

但是在實際使用中由于外部原因或者自身缺陷，往往發(fā)生皮帶無料時。傳感器的信號不跌落，其原因有以下幾點。

（1）傳感器安裝在兩個托輥之間，實際使用過程中，由于壓磁元件前后托輥內(nèi)部軸承脫落，即使皮帶上無料時，押在傳感器機(jī)架上的重量會增加，傳感器有電壓輸出，導(dǎo)致壓磁元件信號不跌落。（2）現(xiàn)場壓磁元件固定支架螺絲松弛，傳感參數(shù)變化，造成壓磁元件零位漂移，導(dǎo)致壓磁元件信號不跌落。（3）傳感器檢測裝置放大器、供電裝置、工作電壓不穩(wěn)定，電壓放大器工作失效造成壓磁元件零位漂移，壓磁元件信號不跌落。（4）現(xiàn)場的諧波干擾會影響壓磁元件的零位漂移，壓磁元件信號不跌落。

5 對策及措施

5.1 分析

綜合以上的分析，產(chǎn)生爐頂固定料斗重料的原因是爐頂準(zhǔn)備點壓磁元件，當(dāng)料尾經(jīng)過爐頂準(zhǔn)備點（B點）時，傳感器的信號不跌落，導(dǎo)致料段信號數(shù)據(jù)進(jìn)不了固定料斗閘閥，固定料斗閘閥中沒有裝料數(shù)據(jù)，待第二段料到達(dá)爐頂準(zhǔn)備點時，主皮帶爐頂準(zhǔn)備故障沒有，料段就直接進(jìn)入固定料斗閘閥。爐頂重料就發(fā)生了。

在M+S法的情況下發(fā)生重料故障時，始終有一種方式是異常的，兩種方式的狀態(tài)時不一致的，在邏輯OR的情況下就會造成信號不跌落（如表1）。

5.2 措施

根據(jù)爐頂趕料中斗排料時兩段料之間的最短時間應(yīng)為36秒，這是由次回OK點來控制。在正常情況下M法和S法的信號是同步的，通常情況下料段是連續(xù)的，即使不連續(xù)、不同步時間也應(yīng)該控制在18秒以內(nèi)，如果不同步的信號時間大于18秒，那么說明我們就認(rèn)為這兩種檢測方式中的其中有一種異常，主皮帶就必須連鎖停機(jī)，待生產(chǎn)現(xiàn)場確認(rèn)，從而可以徹底排除由于爐頂準(zhǔn)備點壓磁元件異常而產(chǎn)生的重料事故。為此在PLC程序內(nèi)部增加了這兩條檢測程序，并把檢測結(jié)果連鎖在主皮帶的停機(jī)條件中。（如圖3）

6 結(jié)語

通過按上文所述方法改進(jìn)，在PLC程序上進(jìn)行調(diào)整從使得采用S+M法檢測高爐上料系統(tǒng)料尾位置時在邏輯上更完整，使得兩種方法在出現(xiàn)故障時，設(shè)備維護(hù)人員能夠從系統(tǒng)中正確識別并排除。從接下去的1年運行狀態(tài)來看，已經(jīng)徹底排除了該鋼廠高爐爐頂上料罐重料事故，同時也為今后高爐上料控制系統(tǒng)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]《電氣工程師手冊》編輯委員會《電氣工程師手冊》[M].第1版.北京.中國電力出版社，2010.4.endprint

【摘 要】 分析了某鋼廠高爐爐頂準(zhǔn)備點采用壓磁元件法和PLC程序模擬法檢測料尾信號出現(xiàn)頻繁重料的原因，并提出了有針對性的解決措施，并取得了良好的效果。

【關(guān)鍵詞】 高爐爐頂 控制方式 防重料技術(shù)

1 高爐爐頂準(zhǔn)備點的控制方式

某鋼廠高爐爐頂準(zhǔn)備點由三種控制方式：即M法、S法、M+S法。為了保證信號的正確性，正常采用的是M+S法。

M法就是壓磁元件法，其工作原理就當(dāng)壓磁元件壓頭上部有料時，壓磁元件傳感器輸出的感應(yīng)出Δu電壓信號，通過信號放大，驅(qū)動爐頂?shù)街^電器（DC12V），發(fā)出爐頂準(zhǔn)備點（后文簡稱B點）有料信號。同時在CRT上該點點亮閃爍。

壓磁元件傳感器的型號為：TKMC-500K2-K

其主要參數(shù)：

輸出電壓Δu=

ΔE：感應(yīng)輸出的最大電壓。（此規(guī)格的傳感器ΔE取1000mv）

A/B：為傳感器的比率（此規(guī)格的傳感器為999/300單位為mv/kg..ton）

C：為載荷，單位為kg.ton

S法就是PLC內(nèi)部程序模擬法，它是通過礦石中間料斗或焦碳稱量料斗閘門開為條件，對主皮帶模擬寄存器進(jìn)行置“1”操作，CRT上顯示有相應(yīng)的料段信號，當(dāng)?shù)V石中間料斗或焦碳稱量料斗排空閉到位時，對主皮帶模擬寄存器進(jìn)行置“0”操作，CRT上顯示無料段信號。置“1”的寄存器通過PLC內(nèi)部脈沖信號對寄存器進(jìn)行移位，當(dāng)寄存器移到爐頂準(zhǔn)備點的相應(yīng)寄存器的位上，該點就發(fā)出爐頂準(zhǔn)備點信號，CRT上該點點亮閃爍。

2 數(shù)據(jù)的傳送過程

固定料斗內(nèi)的數(shù)據(jù)是通過礦石中間料斗或焦碳稱量料斗滿信號讀入本次稱量數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)V石中間料斗或焦碳稱量料斗滿排料時，數(shù)據(jù)就相應(yīng)地傳輸?shù)较乱粋€環(huán)節(jié)中去，再經(jīng)過料尾過原料次回OK點延時30秒、料尾過原料次回OK點（后文簡稱A點）延時70秒、料尾過爐頂準(zhǔn)備點1秒，把數(shù)據(jù)傳送到爐頂固定料斗閘閥，此數(shù)據(jù)作為爐頂固定料斗空、滿依據(jù)。

3 關(guān)于壓磁元件控制工藝的介紹

3.1 壓磁元件的作用

壓磁元件在控制過程中起到及其重要的作用，次回OK點的是當(dāng)一段料的料尾經(jīng)過A點時，才能允許下一段料排出，確保兩段料之間存在著一定的間距，利用這個間距的時間，可以保證爐頂設(shè)備動作一個循環(huán)。同時通過它可以傳遞料段的數(shù)據(jù)。爐頂準(zhǔn)備點的作用是當(dāng)料段的料頭到達(dá)爐頂準(zhǔn)備點時，檢查固定料斗中是否有料，如果固定料斗有料則停止主皮并發(fā)出爐頂準(zhǔn)備故障，待固定料斗閘閥料排空后再次起動主皮帶，確保固定料斗最多受一段料，如果固定料斗中沒有料則系統(tǒng)運行正常。

3.2 M+S法的控制原理

在選擇M+S法控制時，PLC程序把S法的模擬信號和M法的外部傳感器信號“OR”使用，即料頭到著信號那一個先到取那一個，料尾過檢測點那一個晚掉取那一個，確保料頭和料尾的正確性。具體的邏輯關(guān)系見（圖1）。

4 存在的問題

爐頂準(zhǔn)備點B點距皮帶頭部20米。A、B兩點是在膠帶頭部下設(shè)置一個磁性測壓元件，直接測得原料重量而給出位置檢測信號。此二點各設(shè)500kg測壓傳感器兩個，膠帶上原料越過實施重于測壓頭的頂蓋使得測壓附件機(jī)構(gòu)動作而獲得電壓信號。安裝結(jié)構(gòu)見（圖2）。

但是在實際使用中由于外部原因或者自身缺陷，往往發(fā)生皮帶無料時。傳感器的信號不跌落，其原因有以下幾點。

（1）傳感器安裝在兩個托輥之間，實際使用過程中，由于壓磁元件前后托輥內(nèi)部軸承脫落，即使皮帶上無料時，押在傳感器機(jī)架上的重量會增加，傳感器有電壓輸出，導(dǎo)致壓磁元件信號不跌落。（2）現(xiàn)場壓磁元件固定支架螺絲松弛，傳感參數(shù)變化，造成壓磁元件零位漂移，導(dǎo)致壓磁元件信號不跌落。（3）傳感器檢測裝置放大器、供電裝置、工作電壓不穩(wěn)定，電壓放大器工作失效造成壓磁元件零位漂移，壓磁元件信號不跌落。（4）現(xiàn)場的諧波干擾會影響壓磁元件的零位漂移，壓磁元件信號不跌落。

5 對策及措施

5.1 分析

綜合以上的分析，產(chǎn)生爐頂固定料斗重料的原因是爐頂準(zhǔn)備點壓磁元件，當(dāng)料尾經(jīng)過爐頂準(zhǔn)備點（B點）時，傳感器的信號不跌落，導(dǎo)致料段信號數(shù)據(jù)進(jìn)不了固定料斗閘閥，固定料斗閘閥中沒有裝料數(shù)據(jù)，待第二段料到達(dá)爐頂準(zhǔn)備點時，主皮帶爐頂準(zhǔn)備故障沒有，料段就直接進(jìn)入固定料斗閘閥。爐頂重料就發(fā)生了。

在M+S法的情況下發(fā)生重料故障時，始終有一種方式是異常的，兩種方式的狀態(tài)時不一致的，在邏輯OR的情況下就會造成信號不跌落（如表1）。

5.2 措施

根據(jù)爐頂趕料中斗排料時兩段料之間的最短時間應(yīng)為36秒，這是由次回OK點來控制。在正常情況下M法和S法的信號是同步的，通常情況下料段是連續(xù)的，即使不連續(xù)、不同步時間也應(yīng)該控制在18秒以內(nèi)，如果不同步的信號時間大于18秒，那么說明我們就認(rèn)為這兩種檢測方式中的其中有一種異常，主皮帶就必須連鎖停機(jī)，待生產(chǎn)現(xiàn)場確認(rèn)，從而可以徹底排除由于爐頂準(zhǔn)備點壓磁元件異常而產(chǎn)生的重料事故。為此在PLC程序內(nèi)部增加了這兩條檢測程序，并把檢測結(jié)果連鎖在主皮帶的停機(jī)條件中。（如圖3）

6 結(jié)語

通過按上文所述方法改進(jìn)，在PLC程序上進(jìn)行調(diào)整從使得采用S+M法檢測高爐上料系統(tǒng)料尾位置時在邏輯上更完整，使得兩種方法在出現(xiàn)故障時，設(shè)備維護(hù)人員能夠從系統(tǒng)中正確識別并排除。從接下去的1年運行狀態(tài)來看，已經(jīng)徹底排除了該鋼廠高爐爐頂上料罐重料事故，同時也為今后高爐上料控制系統(tǒng)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]《電氣工程師手冊》編輯委員會《電氣工程師手冊》[M].第1版.北京.中國電力出版社，2010.4.endprint