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河南潛合自動化科技有限公司 2019-01-04 點擊2210次
傳統(tǒng)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(zhuǎn)而造成的機械運轉(zhuǎn)部分損壞而不能正常工作,，易出現(xiàn)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(nèi)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(zhuǎn)爐煉鋼氧槍定位準確度低,；調(diào)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(nèi)存在張力等變化因素,，造成被控部分相對原始點，出現(xiàn)較大位移,。需要對主令控制器的凸輪觸點進行適當調(diào)整,，每次調(diào)整都需中斷生產(chǎn)，并且要反復調(diào)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(zhuǎn)爐氧槍智能主令控制器的選擇
石鋼煉鋼廠轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)量提升，影響產(chǎn)品質(zhì)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(lián)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(xiàn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)爐氧槍控制進行了改造并投入運行,。經(jīng)過一年多的實踐，證明本次改造達到了預期目的,。
系統(tǒng)構(gòu)成
石鋼轉(zhuǎn)爐氧槍智能主令控制系統(tǒng)(圖1)主要由控制單元,、現(xiàn)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(xiàn)場變送單元包括機座、傳動機構(gòu)和8位絕對型旋轉(zhuǎn)編碼器,，與受控設備傳動軸柔性連接,，通過旋轉(zhuǎn)編碼器和連接電纜將現(xiàn)場位置信號送至控制單元，安裝在現(xiàn)場,；控制單元和現(xiàn)場單元通過電纜實現(xiàn)點對點相連接,，共同組成轉(zhuǎn)爐氧槍智能主令控制系統(tǒng)。
工作原理
氧槍升降運行時,，其傳動機構(gòu)同時旋轉(zhuǎn)并帶動編碼器一起工作,，編碼器產(chǎn)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(nèi)部進行譯碼,、累加等數(shù)學運算,，同時與操作面板TD400中可調(diào)的設定參數(shù)相比較，共同構(gòu)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(diào)整氧槍位置只需通過TD400,，改變相應的“原點“即可。
系統(tǒng)的優(yōu)點
運行可靠
石鋼轉(zhuǎn)爐氧槍智能主令控制系統(tǒng)由先進,、可靠的西門子可編程序控制器(PLC)與絕對型旋轉(zhuǎn)編碼器組成,，通過旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生的位置碼實現(xiàn)對氧槍位移的檢測，然后經(jīng)PLC譯碼,、運算,、分析，產(chǎn)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(xiàn)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(xiàn)場單元遠達280m等高電氣性能參數(shù),。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?？?，單條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(diào)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(xiàn)與PLC的數(shù)據(jù)模塊實現(xiàn)通訊,。所以,，僅需對TD400進行面板操作，即可達到調(diào)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(diào)整時間20min)可節(jié)約時間,，減少勞動強度,。
數(shù)字顯示功能
通過TD400與PLC實時的數(shù)據(jù)通訊，可以在控制室內(nèi)在線觀察氧槍實際運行位置,，為編程調(diào)試帶來極大的便利,。
可在運行中調(diào)整
該主令控制器可在氧槍運行時隨時進行調(diào)整，對控制信號的輸出位置通過TD400操作面板進行微調(diào),。全數(shù)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(zhuǎn)爐氧槍智能主令控制系統(tǒng)支持口令設置功能，可以防止非專業(yè)技術(shù)人員隨意修改參數(shù),，保持系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,，具有良好的人機界面,。
應用效果
石鋼轉(zhuǎn)爐氧槍控制系統(tǒng)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(diào)整主令控制器時間縮短了19min，提高了鋼產(chǎn)量,，穩(wěn)定了質(zhì)量,，為轉(zhuǎn)爐完成生產(chǎn)任務打下了堅實基礎。
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