風(fēng)動(dòng)送樣在煉鋼企業(yè)中的應(yīng)用

陸彬　繆亮

摘 要：該文主要介紹風(fēng)動(dòng)送樣在江陰興澄特鋼三煉鋼中的應(yīng)用，對(duì)風(fēng)動(dòng)送樣的硬件裝置和電氣控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試進(jìn)行了說(shuō)明，并對(duì)風(fēng)動(dòng)送樣在調(diào)試和實(shí)際使用維護(hù)中的問(wèn)題提供分析和解決方案，通過(guò)不斷地完善與改進(jìn)，完全滿足安全運(yùn)行和生產(chǎn)要求。

關(guān)鍵詞：風(fēng)動(dòng)送樣 煉鋼 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TF345 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）03（b）-0053-02

隨著冶金行業(yè)中產(chǎn)量和生產(chǎn)效率的不斷提高，普遍采用風(fēng)動(dòng)送樣這項(xiàng)技術(shù)來(lái)替代繁瑣的人工送樣。三煉鋼結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)使用情況，對(duì)風(fēng)動(dòng)送樣進(jìn)行創(chuàng)新和改造，改造后的風(fēng)動(dòng)送樣特點(diǎn)：（1）改變?cè)L(fēng)動(dòng)送樣原理，采用壓縮空氣正壓送樣，對(duì)方風(fēng)機(jī)吸風(fēng)輔助的雙重措施，使樣盒運(yùn)行快捷平穩(wěn)，達(dá)到無(wú)故障運(yùn)行。（2）使用了PLC控制，結(jié)合通訊聯(lián)網(wǎng)，大大減少原有的繼電器等簡(jiǎn)單的邏輯元器件，同步顯示運(yùn)行實(shí)時(shí)信息，節(jié)省大量的人力資源。（3）操作簡(jiǎn)單，無(wú)噪音，裝拆方便，故障率很低，只需基本的常規(guī)保養(yǎng)，運(yùn)行成本低。

江陰興澄特種鋼鐵有限公司三煉鋼共有3套電爐和3套精煉爐風(fēng)動(dòng)送樣裝置，均采用該文介紹的單管雙向間歇式的工作方式。

1 風(fēng)動(dòng)送樣的硬件裝置和電氣控制系統(tǒng)

風(fēng)動(dòng)送樣機(jī)械硬件主要組成：儲(chǔ)氣罐、收發(fā)柜、氣控裝置、空氣干燥過(guò)濾器和泄壓裝置、輸送管線和樣盒。

整個(gè)電控系統(tǒng)采用西門子CPU模塊6ES7 318-2AJ00-0AB0的一套S7-300PLC系統(tǒng)控制，適用建立較大規(guī)模I/O配置和分布式I/O結(jié)構(gòu)。電爐精煉爐每個(gè)點(diǎn)連接有1個(gè)帶有8路I/O的遠(yuǎn)程圖爾克模塊，共計(jì)6處。在編程中主要考慮解決以下因素：（1）6套風(fēng)動(dòng)送樣裝置共用1套PLC系統(tǒng)且有相同的流程特點(diǎn)，如采用傳統(tǒng)常用的FC塊編程，需要不斷地修改共享數(shù)據(jù)塊顯得繁瑣不利于程序調(diào)試維護(hù)，采用FB編程加多個(gè)背景數(shù)據(jù)塊DB塊多次調(diào)用的方法，使程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單一目了然。（2）由于樣盒在管路中速度較快，響應(yīng)時(shí)間很短，為了有效捕捉來(lái)料信號(hào)，選用圖爾克高速響應(yīng)接近開關(guān)接入S7-300對(duì)應(yīng)模塊。（3）中心樣品檢測(cè)室距離煉鋼車間6個(gè)取樣/送樣點(diǎn)1～2 km，CPU模塊和6個(gè)DP站使用PROFIBUS電纜通訊，為了通訊質(zhì)量穩(wěn)定可靠，傳輸過(guò)程不受干擾，在一條相對(duì)較長(zhǎng)距離線路上加裝RS485中繼器（圖1）。

CPU通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)程模塊進(jìn)行讀寫，就可以向收發(fā)柜發(fā)送命令，控制設(shè)備的運(yùn)行；又可讀取各項(xiàng)執(zhí)行原件的動(dòng)作狀態(tài)，監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到PLC中。通過(guò)安裝在中心檢測(cè)室的操作站顯示器上WINCC的畫面，為操作人員提供了實(shí)時(shí)、詳細(xì)的信息，并可以直接操作設(shè)備。在裝置發(fā)出報(bào)警，甚至出現(xiàn)故障時(shí)，可以及時(shí)采取急停措施來(lái)避免因處理不及時(shí)而導(dǎo)致事故發(fā)生。風(fēng)動(dòng)送樣的電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了執(zhí)行設(shè)備的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)控制，使PLC對(duì)整個(gè)執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字式控制，以兩條西門子通訊電纜取代了大量的硬接線，與傳統(tǒng)的模擬量、開關(guān)量控制方法相比，不僅大大提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、精確性和可靠性，而且安裝、調(diào)試、維護(hù)的成本也相應(yīng)得到降低。

每套爐前送樣裝置都配有觸摸屏，通過(guò)組態(tài)將爐號(hào)，鋼種，收發(fā)時(shí)間等信息在上位機(jī)畫面上動(dòng)態(tài)顯示，便于檢查，追溯。

2 風(fēng)動(dòng)送樣工作原理

首先送上氣源和電源，所有閥、氣缸、艙門都在原始位置。打開艙門后，觸發(fā)艙門上的金屬接近開關(guān)控制氣缸的下降（該氣缸有上下調(diào)速緩沖功能），把樣盒放入氣缸后，關(guān)閉艙門，通過(guò)艙門上的接近開關(guān)來(lái)控制氣缸的上升。氣缸上升到位后，通過(guò)氣缸原位檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)到氣缸在原位，按發(fā)送按鈕，延時(shí)2 s后本方送氣閥打開，同時(shí)本方排氣管路上的放散閥門關(guān)閉，電磁門鎖鎖緊，這時(shí)本方送樣指示燈閃亮，對(duì)方的送樣指示燈也同時(shí)閃亮。在對(duì)方收發(fā)柜上方彎頭處安裝有料檢測(cè)開關(guān)，當(dāng)樣盒通過(guò)該有料檢測(cè)開關(guān)時(shí)，來(lái)料檢測(cè)動(dòng)作發(fā)訊自動(dòng)切斷送氣閥，同時(shí)打開放散閥快速排出管中余氣，打開柜中緩沖氣閥，托住樣盒以5 m/s左右的速度緩慢下落。當(dāng)樣盒以一定速度加自身重力在垂直管路內(nèi)平穩(wěn)落下后，電磁門鎖解鎖，收發(fā)站蜂鳴器開始報(bào)警，提示樣盒已到，當(dāng)打開艙門時(shí)，氣缸落下，取出樣盒，關(guān)閉艙門，氣缸上升，恢復(fù)到原始狀態(tài)。

3 電氣安全連鎖和防護(hù)

發(fā)送樣時(shí)有警示燈，開始發(fā)送時(shí)，二端的送樣指示燈開始閃爍，同時(shí)由電子鎖將雙方的艙門鎖住，待樣盒到達(dá)后二邊警示燈停止閃爍，對(duì)方的蜂鳴器開始報(bào)警，電子門鎖自動(dòng)解開，操作工打開艙門取樣。該功能使二邊不能同時(shí)送樣及避免操作工誤動(dòng)作被氣流砸傷，保證操作工取樣、送樣時(shí)的安全。 在程序中考慮采用圖爾克有料檢測(cè)開關(guān)和精確的時(shí)間延時(shí)來(lái)觸發(fā)對(duì)方送氣閥的關(guān)閉，保證收樣方開門取樣時(shí)的安全。同時(shí)為避免出現(xiàn)無(wú)樣盒就按發(fā)送按鈕誤操作或樣盒卡在管路中不能到達(dá)對(duì)方，特意設(shè)定一延時(shí)30 s自動(dòng)排除自鎖的功能，即使誤操作，過(guò)30 s該設(shè)備自動(dòng)恢復(fù)正常狀態(tài)待機(jī)。

由于樣盒內(nèi)爐前紅樣很燙，操作工會(huì)戴手套作業(yè)手指不靈活，為防止不小心或有樣碰撞后引起誤動(dòng)作，收發(fā)柜操作按鈕加裝防護(hù)裝置，并安裝按鈕防塵套，防止煉鋼車間爐前灰塵很多引起按鈕動(dòng)作卡阻失靈。

4 實(shí)際運(yùn)行情況

興澄特鋼三煉鋼風(fēng)動(dòng)送樣的使用，實(shí)現(xiàn)了儀器的集中統(tǒng)一管理，解決了因取樣點(diǎn)多而分散和路程較遠(yuǎn)帶來(lái)的送樣難度大的問(wèn)題，大大提高樣品檢測(cè)的效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 周亮亮，周麗娜.風(fēng)動(dòng)送樣系統(tǒng)在銅冶煉行業(yè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)有色冶金，2013（4）：55-57.

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