套筒窯上料卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化

賈法強(qiáng)

（山東鋼鐵股份有限公司濟(jì)南分公司，山東濟(jì)南250101）

套筒窯上料卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化

賈法強(qiáng)

（山東鋼鐵股份有限公司濟(jì)南分公司，山東濟(jì)南250101）

結(jié)合套筒石灰窯在濟(jì)鋼的運(yùn)行情況，對(duì)套筒石灰窯使用的上料卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，上料小車(chē)運(yùn)行曲線的改變說(shuō)明了優(yōu)化的方法和過(guò)程。通過(guò)對(duì)上料卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化，解決了上料系統(tǒng)設(shè)備沒(méi)有點(diǎn)檢、潤(rùn)滑和維護(hù)時(shí)間的問(wèn)題，提高了設(shè)備運(yùn)行可靠性。

套筒窯；上料小車(chē)；加速時(shí)間；啟動(dòng)電流

套筒窯作為現(xiàn)今國(guó)內(nèi)鋼鐵、化工行業(yè)應(yīng)用較廣的石灰生產(chǎn)設(shè)備，其具有節(jié)能環(huán)保的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，其上料是由卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引單斗小車(chē)來(lái)進(jìn)行，卷?yè)P(yáng)機(jī)的運(yùn)行效率和可靠性已成為制約套筒石灰窯生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文介紹了優(yōu)化套筒窯上料卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)的方法和步驟。

1 上料控制系統(tǒng)的優(yōu)化

1.1 系統(tǒng)優(yōu)化的目的

上料卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)優(yōu)化主要目的是為了通過(guò)減少上料時(shí)間，增加卷?yè)P(yáng)停機(jī)時(shí)間來(lái)獲得對(duì)卷筒、鋼絲繩、減速機(jī)等機(jī)械設(shè)備的日常點(diǎn)檢、潤(rùn)滑時(shí)間，從而提高設(shè)備可靠性和利用效率。由圖1看出上料小車(chē)是由變頻器控制電動(dòng)機(jī)通過(guò)卷?yè)P(yáng)進(jìn)行拖動(dòng)，因此針對(duì)其現(xiàn)有運(yùn)行的時(shí)間曲線（見(jiàn)圖2）進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和分析，盡量使上料小車(chē)的運(yùn)行達(dá)到最優(yōu)控制。

1.2 系統(tǒng)的組成

套筒窯上料卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)由西門(mén)子公司S7-400 PLC[1]作為控制單元[2]、西門(mén)子6ES7系列變頻器[3]、變頻電機(jī)和抱閘作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)；編碼器、電流檢測(cè)為檢測(cè)單元拖動(dòng)上料小車(chē)完成上料任務(wù)。PLC和變頻器之間，PLC和編碼器之間通過(guò)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)通訊進(jìn)行通訊[4]。其控制原理圖如圖1所示：

圖1 套筒窯上料卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)控制原理圖

由圖1可看出此控制系統(tǒng)利用變頻器直接控制抱閘的打開(kāi)和關(guān)閉，在變頻器參數(shù)設(shè)定中利用參數(shù)U953.48激活來(lái)完成抱閘控制[3]，通過(guò)調(diào)整參數(shù)P611的數(shù)值來(lái)獲得卷?yè)P(yáng)啟動(dòng)時(shí)的預(yù)加力矩，從而減少對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)械系統(tǒng)的沖擊。

1.3優(yōu)化步驟

第一步：變頻器P611參數(shù)設(shè)置是控制抱閘打開(kāi)的閥值，現(xiàn)設(shè)置為20%，通過(guò)觀察小車(chē)滿料上升時(shí)的情況，抱閘打開(kāi)瞬間小車(chē)如存在一個(gè)明顯加速且伴隨較大的啟動(dòng)電流，可判斷P611參數(shù)設(shè)置的較大，需降低。如料車(chē)有下滑現(xiàn)象說(shuō)明抱閘打開(kāi)閥值設(shè)置較低，需繼續(xù)提高，最終將變頻器P611參數(shù)設(shè)置為16%，即滿足啟動(dòng)要求，又可減少機(jī)械設(shè)備損壞。

第二步：繪制小車(chē)上、下行運(yùn)行曲線圖，見(jiàn)圖2。通過(guò)圖2可以清楚的看出小車(chē)在上、下行加速階段的運(yùn)行曲線設(shè)計(jì)不合理，用時(shí)過(guò)長(zhǎng)，在上、下行減速階段由于安全上的考慮低速運(yùn)行時(shí)間也較長(zhǎng)。

圖2 料車(chē)運(yùn)行曲線圖

第三步：確定電機(jī)啟動(dòng)電流。由于電機(jī)采用的是型號(hào)為YTSZ250-4的變頻專(zhuān)用電動(dòng)機(jī)，其風(fēng)冷裝置為單獨(dú)電機(jī)供電，冷卻效果較好，所以只須限制好啟動(dòng)電流。由于其額定電流為99A，因此根據(jù)鼠籠式電機(jī)的啟動(dòng)電流應(yīng)限制在1.8～3.0倍[5]的額定電流以內(nèi)的規(guī)定，為了安全，對(duì)電機(jī)的啟動(dòng)電流留出一定的余量后決定按照1.5的過(guò)載倍數(shù)制定電機(jī)啟動(dòng)電流的最大值：99×1.5＝148.5 A。

第四步：確定料車(chē)滿料上行時(shí)的加速時(shí)間。根據(jù)計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流，將加速時(shí)間從長(zhǎng)到短進(jìn)行設(shè)定，通過(guò)監(jiān)測(cè)啟動(dòng)電流的大小來(lái)確定加速時(shí)間。第一次加速時(shí)間設(shè)定為6 s，檢測(cè)到的電流為105 A；第二次加速時(shí)間設(shè)定為4 s，檢測(cè)到的電流為130 A；第三次加速時(shí)間設(shè)定為3 s，檢測(cè)到的電流為143 A；這樣通過(guò)試驗(yàn)將料車(chē)滿料上行加速時(shí)間設(shè)定為3s。

第五步：確定料車(chē)窯頂卸料結(jié)束返回時(shí)下行的加速時(shí)間。由于窯頂有0.8 m左右的彎道，當(dāng)料車(chē)在彎道上運(yùn)行時(shí)速度不能過(guò)快，因此根據(jù)料車(chē)通過(guò)彎道的時(shí)間將下行時(shí)的加速時(shí)間初步確定為2 s，檢測(cè)到的電流為100 A。

第六步：通過(guò)對(duì)位置編碼器數(shù)值的調(diào)整，確認(rèn)合理的上行減速點(diǎn)和下行減速點(diǎn)的位置，減少料車(chē)低速運(yùn)行時(shí)間。特別需要注意上行減速點(diǎn)要設(shè)置在爐頂導(dǎo)軌彎道以下，以保證小車(chē)在爐頂?shù)倪\(yùn)行安全。

2 優(yōu)化效果

通過(guò)上料卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)的修整，上料小車(chē)為套筒窯上料1斗，單程可減少時(shí)間8 s，雙程可減少時(shí)間16 s。其新運(yùn)行曲線見(jiàn)圖3。每天上料卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的停止時(shí)間可增加6 400 s，為上料卷?yè)P(yáng)設(shè)備的日常點(diǎn)檢、潤(rùn)滑提供了時(shí)間保證。

圖3 優(yōu)化后的料車(chē)運(yùn)行曲線圖

3 結(jié)語(yǔ)

此優(yōu)化在濟(jì)鋼2座日產(chǎn)500 t套筒石灰窯上料系統(tǒng)上進(jìn)行了應(yīng)用，上料卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)運(yùn)行可靠，取得了很好的效果，獲得了生產(chǎn)過(guò)程中卷?yè)P(yáng)設(shè)備的日常點(diǎn)檢及潤(rùn)滑時(shí)間，提高了設(shè)備運(yùn)行可靠性，為套筒窯高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)打下良好基礎(chǔ)。

[1]廖常初.大中型PLC應(yīng)用教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[2]張福潤(rùn)，嚴(yán)育才.數(shù)控技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

[3]SIMOVERT MASTERDRIVES矢量控制使用說(shuō)明書(shū)[M].版本：AG 6SE7085-0QX6.2004，6

[4]谷志剛，趙忠華，徐震.西門(mén)子PLC在500 t/d石灰窯上料系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].數(shù)控技術(shù)與應(yīng)用.2012(2)：20-22.

[5]顧繩谷.電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

Control System Optimization of Feeding Hoister in Annular Shaft Kiln

JIA Faqiang
（Jinan Branch of Shandong Iron and Steel Group Co.,Ltd,Jinan 250101,China）

Combining with the operation condition of sleeve lime kiln in Jinan Steel,the feeding winding control system of sleeve kiln is optimized.The change of feeding trolley curve illustrates the optimization method and process.Through the optimization of feeding hoister system,the problems of feeding system device not tally,lubrication and maintenance time are solved,which increase the reliability of equipmentoperation.

annular shaftkiln;hoisting feeder;accelerate time;startup electric

TF325.2

B

1001-6988（2016）06-0026-02

2016-07-18

賈法強(qiáng)（1974—），男，工程師，主要從事套筒石灰窯電氣設(shè)備管理工作.