加料控制技术在济钢转炉炼钢工程中的应用
2006/6/26 8:55:00
简要介绍了济钢120t转炉高效加料系统的工艺流程,详细介绍了系统硬件和软件的构成、网络配置、通信、数据共享等功能。该系统投入运行后,由于采用了先进的计算机控制技术及网络技术,整个系统实现自动操作,且设备运行稳定可靠,大大提高了生产效率,减少了操作定员,完全满足生产的需求。 [关键词]转炉;加料控制;过程计算机;PLC 加料系统主要应用于大型转炉的全自动和模型加料系统。系统通过双机热备的Quantum PLC(CPU534 14)将基于现场总线的Momentum模块的MCC(Monitor Center Control)和高精度的称量单元信号进行处理。采用DFB(DefinedFunction Block)高度模块化和Order令牌式的编程思路实现了炼钢散状料和铁合金的精确上料和投料。 一、硬件配置 该系统由两级组成,L1级以PLC作为基础级,对生产过程进行计划、设定、联锁控制;L2级下达加料表以实现自动加料。自动化系统采用集中/分布式结构,由3套Quantum控制器和3台西门子工业微机监控站构成集散控制系统,1套用于上料,两套用于投料。采用MB+网,将一系TSX Momentum连接在CPU处理器上实现对现场设备的数据采集及控制。采用环形以太网实现PLC之间及PLC与监控管理级的共享。监控站与服务器之间采用TCP/IP协议传输。硬件系统配置见图1。 二、软件功能 1、软件配置 系统的控制软件由上料系统、投料系统、炉后合金微调系统3部分组成。编程软件采用Concept2.5,将梯形逻辑LD控制及功能块FBD相结合,将固定的算法及频繁使用的逻辑定义成DFB块,在需要使用时随时调用。监控软件采用Client/Server结构双机冗余的网络版Monitor Pro V7和单机板VIJEOLOOK,实现了界面友好的操作和监视,并提供了生动快捷的故障诊断系统信息指导功能。 2、关键技术 (1) 精确称量技术 来自现场设备的联锁信号和称重传感器信号通过MB+网络引Quantum PLC,经过CPU运算后直接控制现场的振动给料机。现场称量斗部分,压头采用0.5级传感器,称重信号通过ISP Momentum称重模板由现场总线进入TSXMomentum,然后通过MB+通信将信号远传至CPU,完成称量的连锁和振动给料机频率的精确控制。 (2) 给料机之间令牌传递机制 振动给料机之间的令牌传递机制如图2所示。称量命令控制第1台给料机的启动,以后各台振动给料机的启动由令牌来控制。当给定值=0时,该振动给料机不运行,直接输出令牌到下一台振动给料机;当给定值>0时,该振动给料机按要求运行,称量结束后输出令牌到下一台振动给料机。 (3) 给料机速度转换运算 自动称量所能达到的精度是加料系统的关键,为此,振动给料机主回路采用变频器控制振动给料机先高速、后低速运行,由大到小间接控制料的流量。同时引用了弱振值、落差值、强振速度、弱振速度的概念,使振动给料机在停止的瞬间料的流量尽可能小,以提高称量的精确程度。 (4)自愈环网技术 采用双纤保护式光纤交换机及光纤作传输介质形成自愈环网,当单根光纤故障时下游节点接口电路实现环回,如当左侧光接收器无信号,右侧光发送器选择同侧光接收器数据转发。这种自愈功能保证在故障情况下仍能维持环的连续性。 (5) 加料模型 根据钢种目标成分和预计出钢量,确定出钢时应加入钢包的各种辅原料及合金量,在吹炼时下达不同吹氧点的加料表。 三、结论 济钢转炉高效加料系统于2003年3月投入运行,实现了计算机操作、故障自诊断、信息报警等自动控制功能。投料基本实现了准确的无人操作投料,散状料加料精度达到5~10ks,合金料达到5kg以内,为品种钢和优质特种钢的冶炼奠定了基础,年创经济效益441.54万元。
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