西鋼AB PLC系統(tǒng)高爐智能控制的研究與實現(xiàn)

鄒春龍

(西林鋼鐵集團有限責(zé)任公司 檢修公司，黑龍江 伊春153025)

西林鋼鐵集團新投入6#高爐容積是1260m3，采用主皮帶上料，槽下焦炭或燒結(jié)直接到上料主皮帶。原料皮帶上料的實際情況受地理空間位置所限，高爐本體的位置距離原料料倉的位置遠(yuǎn)，2條主上料皮帶:TS102皮帶100.456m，TS103皮帶263.611m;1條上礦皮帶:TS101皮帶239.865m;1條上焦皮帶TC101皮帶317.811 m。上料膠帶機水平輸送距離合計658.132m，皮帶帶速2m/s，礦石從稱量斗運輸?shù)綘t頂受料斗膠帶機需要用時5'24″，皮帶運輸中間沒有中間斗。這在國內(nèi)是非常罕見的，上料自動控制相對復(fù)雜化。

1 工藝流程簡介

由于燒結(jié)系統(tǒng)是大滯后系統(tǒng)，提前預(yù)報是解決控制滯后的有效方法。為實現(xiàn)提前預(yù)報，槽下供料設(shè)置有4個焦炭槽，焦槽下設(shè)有篩分、焦炭斗及碎焦膠帶機等設(shè)備。焦炭由焦炭篩篩分后，篩上塊焦排放到TC101焦炭膠帶機上送入焦炭稱量斗內(nèi)。篩下碎焦排放到TB101碎焦膠帶機上:小塊焦回收時，碎焦經(jīng)碎焦電液翻板引入碎焦篩，篩分后，大于10mm的小塊焦經(jīng)TN101焦丁皮帶機輸送到小塊焦槽內(nèi)，小于10mm的粉焦直接排入粉焦倉;小塊焦不回收時，碎焦電液翻板轉(zhuǎn)換到另一側(cè)，碎焦直接排入粉焦倉。

礦槽設(shè)有大小料槽共12個:3個燒結(jié)礦、2個塊礦、1個焦丁，3個球團礦槽。原料上料系統(tǒng)是煉鐵高爐重要組成部分。

2 控制功能需求

2.1 稱量斗排料程序控制

排料程序用來控制槽下設(shè)備動作的順序。排料程序是根椐爐頂要料指令及預(yù)先選定的排料方式進(jìn)行工作。每次排料的順序可以任意設(shè)定。

2.2 稱量控制

當(dāng)?shù)V石稱量斗內(nèi)料空(0%)，閘門關(guān)閉，無異常時稱量開始。啟動燒結(jié)礦振動篩及給料機，當(dāng)稱量值達(dá)到稱量設(shè)定值的余振量(可調(diào))時，給料機的電機停止工作，延時(可以調(diào)整)停止振動篩電機停止工作，稱量結(jié)束(若稱量設(shè)定值達(dá)到105%時發(fā)出音響報警信號)。焦炭稱料斗的稱量只啟動振動篩控制原理同上。

2.3 皮帶輸送機的運轉(zhuǎn)控制

礦槽槽下返礦、返焦及上料膠帶輸機送均為連續(xù)運轉(zhuǎn)。上料主皮帶為連續(xù)運轉(zhuǎn)，在爐頂頭輪附近和尾部下料點附近分別設(shè)有模擬料流檢測點，用于料頭OK檢查點和料尾OK檢查點。當(dāng)上料主皮帶機上爐料的料頭到達(dá)料頭檢查點時，檢查爐頂設(shè)備受料是否準(zhǔn)備好，若未準(zhǔn)備好，上料主皮帶機應(yīng)立即停機，待得到爐頂設(shè)備受料準(zhǔn)備好的指令后方能繼續(xù)運行。實現(xiàn)模擬跟蹤顯示，并在畫面上顯示出來，以便操作人員監(jiān)視和了解上料過程中原料料的運行情況。

2.4 稱量誤差補正及稱量顯示

各種原、燃料均設(shè)稱量誤差補正，稱量誤差補正的原則是本稱量漏斗的稱量誤差由該斗補，與其它斗無關(guān)。其補正的方式為:本稱量漏斗的稱量誤差累積到規(guī)定值后待下次稱量時補正。各個稱量漏斗當(dāng)前的稱量實際值在中控室顯示，也可在中控室進(jìn)行稱量值的設(shè)定及修改。

2.5 鐵檢除裝置控制

在TS101礦石膠帶機和TC101焦炭膠帶機上各設(shè)一套廢鐵檢除裝置。該裝置為機電一體化，可以通過選擇操作方式實現(xiàn)本地和遠(yuǎn)程自動，當(dāng)廢鐵經(jīng)過金屬探測器時，將信號發(fā)送給廢鐵檢除裝置，則廢鐵檢除裝置按預(yù)先設(shè)定的程序自動將混入物料中的鐵塊檢除。

2.6 槽下液壓站系統(tǒng)控制

礦焦 槽閘門采用液壓傳動。焦槽設(shè)有4閘門，礦槽設(shè)有12閘門，在礦焦槽下配置一個液壓站。實現(xiàn)就地及遠(yuǎn)程控制啟停，液壓站數(shù)據(jù)實時顯示在中控室的監(jiān)視器上。

3 RSLogix5000軟件介紹

RSLogix 5000功能強大，方便實用。RsLogix 5000編程軟件除了為順序控制提供梯形圖編程外，還可以為運動控制提供完整的編程及調(diào)試支持。RSLogix 5000可同時完成順序控制與運動控制。使用RSLogix 5000軟件可以完全實現(xiàn)對模塊的設(shè)置和監(jiān)視 通過I/O實現(xiàn)ControlLogix背板連接所有模塊相關(guān)數(shù)據(jù)都包含在一個處理器數(shù)據(jù)對象中，這便于配置，監(jiān)視和連接模塊參數(shù)，高度集成的指令集，大大提高了生產(chǎn)效率。

4 PLC控制程序的設(shè)計

原料上料系統(tǒng)涉及到全自動程序和手動控制程序。設(shè)備的控制是典型的順序控制，每個控制模塊的工作循環(huán)是從開始，一步一步有條不紊地進(jìn)行，每一步的執(zhí)行都會來判斷每一步是否完成，并決定是否啟動下一步。

4.1 自動要料的控制工藝流程:

流程說明。啟動開始上料程序，選擇上料的方式:根據(jù)工藝的需求有自動和手動要料方式。手動要料主要伴隨高爐爐頂?shù)墓に嚑顩r，人工判斷具備條件時采取的要料方式。而自動要料方式是根據(jù)高爐生產(chǎn)的節(jié)奏采用了三種不同的要料方式來滿足高爐生產(chǎn)工藝。第一種采用探尺的狀態(tài)信號，在料罐滿?探尺提尺?模擬料流料尾檢測標(biāo)志為1時，開始要料，否則等待條件具備時再要料。第二種采用下密開的狀態(tài)信號，在下密開驅(qū)動發(fā)出信號?探尺提尺?模擬料流料尾檢測標(biāo)志為1時，開始要料，否則等待條件具備時再要料。第三種采用模擬料流料尾檢測標(biāo)志為1時，開始要料，否則等待條件具備時再要料，這種要料方式，上料的節(jié)奏比上兩種快，適合料面下降速度比較快的情況。

4.2 PLC之間數(shù)據(jù)通信控制功能:

槽下上料系統(tǒng)需要和爐頂控制系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互式控制，這就需要網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信，相同AB PLC控制系統(tǒng)可以通過自身所帶的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)DFB可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信。

AB PLC與QUANTUM PLC通信采用了AB的第三方通信模塊ANYBUS的參數(shù)設(shè)置。由于控制工藝的需求，6#高爐槽下需要和5#高爐原料的控制系統(tǒng)施奈德品牌的PLC通信，這就需要相應(yīng)的通信技術(shù)實現(xiàn)不同品牌PLC數(shù)據(jù)通信。

5 結(jié)語

高爐是煉鐵生產(chǎn)的核心設(shè)備，其良好的運行能力為后續(xù)的生產(chǎn)過程提供充足而優(yōu)質(zhì)的原料保證，這對控制系統(tǒng)的可靠性提出了較高的要求。大量爐料要正確稱量，配料，按一定的比例及按規(guī)定順序及時裝入高爐內(nèi)。我們采用AB PLC 1756L72CPU開發(fā)的高爐上料自動控制系統(tǒng)，經(jīng)驗證系統(tǒng)的設(shè)計達(dá)到設(shè)計要求，運行可靠，控制效果良好。

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