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河南潛合自動化科技有限公司 2019-01-04 點擊2016次
傳統的LK系列機械式有觸點的主令控制器，存在以下不可克服的缺點：故障率高,，尤其是控制器的機械部分長期在惡劣環(huán)境下運轉而造成的機械運轉部分損壞而不能正常工作,，易出現閉合時不導通、斷開時有粘連的情況,，嚴重時造成不可控的惡性設備故障,；精確度低，LK系列主令控制器靠一周內的凸輪運動而定位,，速比換算的方式,，對于十幾米到幾十米的被控設備的行程，會由于凸輪軌跡的極小偏差,，造成被控設備定位較大距離的偏差,。原石鋼轉爐煉鋼氧槍定位準確度低；調整時間長,，特別是氧槍每次換鋼絲繩之后,，由于鋼絲繩在使用周期內存在張力等變化因素，造成被控部分相對原始點，出現較大位移,。需要對主令控制器的凸輪觸點進行適當調整,，每次調整都需中斷生產，并且要反復調整多次才能到達理想位置,，一般在十幾分鐘至半小時,，而且執(zhí)行此項工作的往往應是十分熟練的專業(yè)電工，所以降低了設備作業(yè)率,。
石鋼轉爐氧槍智能主令控制器的選擇
石鋼煉鋼廠轉爐建于20世紀90年代,，原設計能力出鋼量為30T。2003年暑期進行擴容改造達到50t,，其氧槍為煉鋼的核心設備,。原設計轉爐氧槍采用LK系列機械式主令控制器，擴容前氧槍控制嚴重制約產量提升,，影響產品質量穩(wěn)定,；擴容后，矛盾更加突出,，提高自動煉鋼及設備作業(yè)率成為重要課題,。氧槍的運動為垂直升降裝置，全程運行距離為15.5m,，從上至下8個關鍵控制點是:超上極限-上極限-上變速一待吹位一吹煉位-下變速下極限超下極限,，這些點嚴格區(qū)分了氧槍的不同位置、運行區(qū)段,、速度變換,、工作狀態(tài)以及與其它設備的聯鎖，完全依靠主令控制器發(fā)出指令,，所以要求控制器動作可靠,，不能出現任何的誤動作和信號偏差，否則會發(fā)生氧槍定位偏差,，嚴重時會造成重大設備事故(如極限保護失靈),。由于轉爐自動煉鋼的前提是氧槍位置指示必須準確可靠，基于以上諸多因素,，石鋼煉鋼廠進行了反復專業(yè)論證后,，決定對原氧槍及主令控制進行改造,，最后選用了河南潛合自動化有限公司研制的ZNLK系列智能主令控制器,，2004年10月對轉爐氧槍控制進行了改造并投入運行。經過一年多的實踐,，證明本次改造達到了預期目的,。
系統構成
石鋼轉爐氧槍智能主令控制系統(圖1)主要由控制單元、現場單元、連接電纜組成,，控制單元由德國Siemens操作面板TD400,、s7-200PlC(CPU224)、輸出繼電器,、控制電源等組成,，安裝在控制室；現場變送單元包括機座,、傳動機構和8位絕對型旋轉編碼器,，與受控設備傳動軸柔性連接，通過旋轉編碼器和連接電纜將現場位置信號送至控制單元,，安裝在現場,；控制單元和現場單元通過電纜實現點對點相連接，共同組成轉爐氧槍智能主令控制系統,。
工作原理
氧槍升降運行時,，其傳動機構同時旋轉并帶動編碼器一起工作，編碼器產生一系列位置碼并送到可編程序控制器(PLC)的輸入端,，在PLC內部進行譯碼,、累加等數學運算，同時與操作面板TD400中可調的設定參數相比較,，共同構成智能化控制,，在合適的位置發(fā)出相應的控制信號，從而達到準確控制氧槍的目的,。
氧槍位置的計算:軟件設置一個“原點“,，對應于氧槍實際位置的“超下極限“，為0點,；距“超上極限“為1000個碼,，氧槍全程運行30m，即每個點15500mm/1000=15.5mm,，每次增加一個點,，對應氧槍實際位置運行約為上升15.5mm，通過碼來準確計算氧槍的實時狀態(tài)位,，下降狀態(tài)相反,。調整氧槍位置只需通過TD400，改變相應的“原點“即可,。
系統的優(yōu)點
運行可靠
石鋼轉爐氧槍智能主令控制系統由先進,、可靠的西門子可編程序控制器(PLC)與絕對型旋轉編碼器組成，通過旋轉編碼器產生的位置碼實現對氧槍位移的檢測,，然后經PLC譯碼,、運算、分析，產生不同的控制信號和各種保護輸出,。其工作原理不同于機械式LK主令控制器,；其設計思想是編程控制，用程序邏輯代替機械凸輪的動作,，以無觸點代替有觸點,，避免了許多機械故障，程序化控制是現代電氣自動化控制較為先進的發(fā)展方向,，從而提高了主令控制器運行的可靠性,。
PLC可支持寬范圍的電壓為AC85~264V，輸出帶載能力壽命可達1000萬次,；具有超強記憶寫入功能,，壽命為10萬次；支持遠距離控制,，控制單元至現場單元遠達280m等高電氣性能參數,。這些是機械式LK主令控制器不具備的。
響應速度快
該智能主令控制器由于采用可編程序進行控制,，其響應速度非?？欤瑔螚l邏輯指令響應速度為2ns,。
分辨率高
由于絕對位置編碼器能準確無誤,、實時發(fā)出運行狀態(tài)信號，PLC能實時運算這些位置碼并發(fā)出相應指令,，該智能主令控制器的分辨率可達到毫米級,，能夠滿足氧槍的精確定位要求和精確限位控制。
調整方便迅速
操作面板TD400通過Step7進行編程組態(tài),，通過它可以實現與PLC的數據模塊實現通訊,。所以，僅需對TD400進行面板操作,，即可達到調整的目的,，熟練的操作者只需1min即可完成。與機械式LK主令控制器相比(調整時間20min)可節(jié)約時間,，減少勞動強度,。
數字顯示功能
通過TD400與PLC實時的數據通訊，可以在控制室內在線觀察氧槍實際運行位置,，為編程調試帶來極大的便利,。
可在運行中調整
該主令控制器可在氧槍運行時隨時進行調整，對控制信號的輸出位置通過TD400操作面板進行微調,。全數字顯示功能使氧槍運行期間能方便地從TD400操作面板上觀察出其所處的準確位置,。
保護功能
轉爐氧槍智能主令控制系統支持口令設置功能,，可以防止非專業(yè)技術人員隨意修改參數,，保持系統運行的穩(wěn)定性，具有良好的人機界面,。
應用效果
石鋼轉爐氧槍控制系統采用智能主令控制器后,，氧槍槍位高度控制可精確到1cm；氧槍更換鋼絲繩后,，調整主令控制器時間縮短了19min,，提高了鋼產量，穩(wěn)定了質量,，為轉爐完成生產任務打下了堅實基礎,。
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