高炉上料自动控制系统
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高炉上料自动控制系统中几个关键环节的设计摘要:高炉上料过程必须做到及时、准确,操作灵活,靠人工操作已不能满足生产需要,自控系统成为高炉生产中不可缺少的环节,因此,必须高度重视高炉自控系统的设计工作。
关键词:自控系统;布线;配料;环形布料;定点布料;扇形布料;料制参数abstract: the blast furnace process must be done timely, accurate, flexible operation, can no longer rely on manual operations to meet production needs, the automatic control system to become an indispensable component in the blast furnace production, therefore, we must attach great importance to the design of the blast furnace automation system.key words: automatic control system; wiring; ingredients; circular fabric; the sentinel fabric; fan-shaped cloth; material system parameters中图分类号:tb486+.3文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)高炉上料是炼铁生产中非常重要的环节,是衔接上、下游生产工序的纽带,且控制工艺复杂,实时性要求高,一旦出现问题,将给炼铁生产造成严重影响,甚至休风停产。
因此,必须设计好高炉上料系统的自动控制方案,并且结合生产工艺,优化控制细节。
下面针对中小型高炉常见的上料控制工艺进行分析,对一些细节问题进行阐述,以供设计人员参考。
高炉上料自动控制系统【摘要】本文主要论述了罗克韦尔控制系统在包钢万腾钢铁1#高炉中的应用。
对自动控制系统的组成、硬件配置、控制过程及控制功能的实现进行了详细阐述。
【关键词】罗克韦尔控制系统;装料控制;布料控制0 概述高炉上料装置是生产中的重要环节,提高其自动化水平,可以大大减轻工人劳动强度,提高生产效率,同时通过原料的精确配比,又可提升产品的品质和质量。
高炉上料自动控制系统采用PLC完成所有的顺序控制过程、数据采集、自动调节、事故处理及报警等工作。
计算机负责监控和人机对话,PLC和计算机通过光纤进行通讯,进行动态数据交换,实现点对点通讯,控制与监控分开,可靠性高。
1 上料系统的控制方案万腾钢铁1#高炉上料控制系统分为槽下配料和小车上料及炉顶布料三部分构成,采用的是卷扬小车自动上料,炉顶是单罐式无料钟炉顶,槽下矿槽为单列左右对称布置,高炉料车卷扬采用的是两套变频传动,互为备用。
溜槽布料倾角和节流调节采用比例阀控制,炉顶探测料面采用2根变频调速垂直探尺。
炉顶其它设备采用的是液压传动。
溜槽、料溜调节阀的位置检测装置采用的是三个增量型编码器。
在上料过程中,炉料先投进受料斗里,随后放入料罐中,在这个过程中,由于高炉不能和大气相通,通过控制炉顶放散阀、均压阀、上密阀、料斗翻板、下密阀、料流阀的顺序开关来实现高炉的正常下料,通过控制α、β、γ来实现高炉布料。
根据高炉上料系统的工艺要求,综合考虑控制的可靠性及实用性,其设计方案如下。
高炉上料自动控制系统由一套冗余PLC及三个远程I/O站组成。
CPU机头及高炉炉顶I/O位于高炉主控楼PLC室,CPU、电源模块及通讯模块采用冗余方式。
炉顶远程I/O主要控制炉顶设备及布料器、探尺等炉顶设备。
槽下设备远程I/O站位于矿槽主控楼,主要控制槽下配料设备以及槽下液压站设备。
卷扬远程I/O站位于卷扬液压站,主要控制炉顶液压站及与卷扬西门子300PLC的硬连接控制。
矿槽除尘远程I/O站,主要控制矿槽除尘风机、仓壁振动器及刮板机等除尘系统设备。
1 PLC 概述PLC 的全称是可编程逻辑控制器,该控制器的存储器可以编程,所以能够用来存储内部程序、完成算术操作、执行逻辑运算以及进行定时、顺序控制等指令,且还能通过模拟控制或是数字控制实现对生产过程或是机械的科学化控制。
正是因为PLC 具有多种功能,所以其应用优势也比较突出:第一,使用方便。
在应用PLC 时,编程工作仅需采用逻辑图、梯形图以及语句表等较为简单明了的编程语言即可,无需应用计算机知识,所以系统开发不需要较多的时间,加之现场调试比较容易进行,能够实现程序的在线修改,所以具有极高的应用价值;第二,功能较强。
即便是一台小型的PLC,其内也包含了上千个编程元件,所以可以轻易的实现控制功能,较之同功能的继电器,PLC 具有明显的性价比,并且PLC 还能通过通信联网进而实现分散控制,对于集中管理而言就更为重要;第三,适应性强。
现如今,随着PLC 技术的发展,PLC 产品已经实现了系列化、标准化以及模块化,所以有品种齐全的PLC 软硬件装置可供用户选择使用,用户也能够根据这些产品的不同性能,自由灵活的进行系统配置,完成对系统功能与规模的重构,加之PLC 安装也很方便,只需用接线端子连接即可,所以受到了广大用户的青睐;第四,可靠性强。
可靠性主要体现在抗干扰层面,以往用继电器实现对系统的控制,需要使用大量的时间继电器与中间继电器,容易因触电接触不良而出现系统故障,在用PLC 替代继电器后,时间继电器与中间继电器也被软件取代,仅需保留与输入、输出有关联的硬件元件[1],因触电接触不良而出现系统故障的现象将会大幅度减少;第五,维修方便。
PLC 出现故障的几率比较小,并且PLC 还自带有显示功能与自我诊断功能,当PLC 出现故障时,维修人员可以根据编程器所提供的信息,快速定位故障部位,查明故障原因,及时的采取措施予以排除。
2 工艺流程所谓高炉上料系统,主要是指将槽下准备好的材料,通过相应的设备供应到炉顶,进而在装入炉内的全部过程如图1所示。
摘要在高炉冶炼中,各种原料如焦碳、烧结矿、球团矿和石灰石等以一定比例经过准确称量后,经皮带运输到上料小车,再由上料小车送至高炉内。
传统的钢厂配料控制系统设备陈旧、精度低,不仅造成原材料的浪费,更为严重的是导致许多工程质量不合格,因此需要一种高精度动态配料控制系统。
本设计是基于PLC控制、组态软件监控显示、变频器调速的高炉配料自动控制系统,而系统以PLC控制为核心。
本设计为4种原料的配料系统,PLC、变频器分别为西门子公司的S7-300、 M440。
投料系统的交流传动利用西门子公司的6SE70矢量型变频器和PLC结合来实现。
PLC程序的开发以西门子公司的Step7作为软件平台,采用了面向对象的程序设计技术,模块化的设计,从而使系统具有良好的可移植性和可维护性。
在系统中,通过上位机的控制界面设置配料的参数输出到PLC,然后通过PLC自动控制协调各阀门的开关和变频器的输出变化对配料过程进行控制,称量斗上的传感器通过变送器将重量信号送回到PLC,以达到闭环系统对给料的种类和速度的控制,并且对配料过程进行数据记录,使配料过程有数可依,便于管理。
关键词:自动配料,变频调速,自动补偿,可编程控制器S7-300引言研究背景随着课程的进度,我们开始了学业的最后部分——毕业设计。
经过了四年时间的学习,在老师的教导下,我们已经具备了一定基础,为了能够将所学联系起来,较好的应用到生产当中去,我们就需要在毕业设计中好好的锻炼自己。
在毕业设计中,我选择了这样一个题目就是为了能较好的锻炼自己的应用能力以及分析问题、解决问题的能力。
本设计的题目为高炉上料PLC控制系统,为工程类项目,是高炉冶炼中的一部分。
在高炉冶炼中,为了能高质量地进行冶炼,需要将各种原料按照一定的重量和比例准确地添加到高炉中。
传统的钢厂配料控制系统设备陈旧、精度低,不仅造成原材料的浪费,更为严重的是导致许多工程质量不合格,因此需要一种高精度动态配料控制系统。
基于PLCS7-200的高炉上料自控系统设计摘要本设计介绍了西门子S7-200 PLC在炼铁高炉上料料控制系统中的运用,通过西门子S7-200PLC与高炉上料系统的结合,设计出可编程序控制器的控制装置,基本上完成了120m³高炉供料电气控制系统的硬件设计。
实现了布料(槽上)和槽下卷扬的实时控制和生产过程自动化的目的。
基于PLC的高炉上料自控系统的设计,提高了高炉上料控制系统的自动化水平、可靠性,实现了上料系统的实时监控和灵活方便。
具有一定的参考应用价值。
关键词:可编程序控制器高炉上料系统自动控制AbstractIntroduced the design of Siemens S7-200 PLC in blast furnace feedingmaterial control system used in the S7-200PLC, Siemens and the charging systemof blast furnace is designed with programmable controller, the control device,basically completed the 120m blast furnace feeding control system hardwaredesign. Realization of the cloth ( groove ) and slot winding real-time process controland manufacturing automation purposes. Based on the PLC blast furnace controlsystem design, improve the blast furnace control system the level of automation,reliability, realizing feeding system and flexible and convenient. Has a certainreference value.Key words : PLC in blast furnace automatic control system目录中文摘要英文摘要绪论1、高炉上料系统的作用与地位2、高炉上料系统的传统控制方式3、高炉上料系统PLC控制方式一、总体方案设计1.1 炼铁工艺过程概述1.2高炉上料设备及工艺简介1.3操作方式1.4控制方式1.5设计概述二、PLC控制系统设计2.1PLC简介2.1.1可编程控制器的发展史2.1.2PLC的硬件组成结构2.2I/O点分配2.3PLC控制电路的设计2.3.1PLC控制器选型及硬件配置2.3.2料车上料系统2.3.3高炉料钟装料系统2.3.4探尺系统2.3.5电气控制系统原理图三、PLC控制系统软件设计方案3.1Step7软件介绍3.2 PLC控制程序的设计3.2.1程序的基本结构3.2.2动作流程图3.2.3梯形图设计四、结论致谢参考文献绪论1、高炉上料系统的作用与地位高炉是炼铁或者炼钢生产的核心设备,是一种规模大、要素多、要求严格的冶炼过程,其良好的运行能为后续的生产过程提供充足而优质的原料保证,这对控制系统的可靠性提出了较高的要求。
槽下配料上料电脑操作系统使用说明书1. 概述本系统实现了槽下14个振动筛、4个给料机、14个称量斗门、6条皮带、14个除尘闸门、1个上料卷扬的画面上的手自动操作。
具有手动时灵活、可靠和自动时运行稳定的特点。
槽下分为两部分进行控制,从给料机到中间斗为备料流程,从中间斗到炉顶为上料流程。
见下图。
2.基本操作2.1. 单台设备的操作2.1.1. 给料机和振动筛的操作▲自动状态时设备被程序所控制,按照连锁条件运行。
当切换到手动时设备由操作窗口内的“启动”,“停止”按钮来控制▲连锁状态选择,设备连锁时会对流程前后的设备的运行状态有影响,如振动筛不运行,给料机不能运行;皮带机不运行,振动筛不能运行;称量斗非空,振动筛不能运行;⏹手动状态下解锁时一定要考虑周全,以应对非正常情况。
⏹自动状态下不允许切换到解锁。
▲起停操作。
左键单击相应按钮,便可以在手动时操作设备。
自动时无效。
▲状态显示。
⏹PC控制方式。
方框显示绿色表示现场操作箱上切换到远程操作,否则为就地。
⏹自动状态。
方框显示绿色表示设备切换到远程且自动状态。
⏹故障状态。
方框显示黄色表示设备的电气回路出现故障且设备停机。
⏹电源状态。
方框显示绿色表示⏹运行状态。
方框显示红色表示设备处于停止状态,方框显示绿色表示设备处于运行状态。
2.1.2.称量斗门的操作▲自动状态选择⏹自动状态选择时设备被程序所控制,按照连锁条件运行。
当切换到手动时设备由操作窗口内的“启动”,“停止”按钮来控制▲连锁状态选择⏹设备连锁时会对流程前后的设备的运行状态有影响,如皮带机不运行,斗门不能关闭,称量斗非满,则斗门不能打开。
⏹手动状态下解锁时一定要考虑周全,以应对非正常情况。
⏹自动状态下不允许切换到解锁。
▲开关操作按钮⏹左键单击相应按钮,便可以在手动时操作设备。
自动时无效。
▲回路状态显示。
⏹PC控制方式。
方框显示绿色表示现场操作箱上切换到远程操作,否则为就地。
⏹自动状态。
方框显示绿色表示设备切换到远程且自动状态。
钢铁厂高炉供料自动控制系统改造设计作者:冯美英来源:《现代电子技术》2012年第04期摘要:目前很多钢铁厂供料系统控制供料系统存在操作员工作环境差,上料联系信号不准确和供料生产不安全等问题。
针对这些问题,现以某典型的钢铁厂高炉供料系统为例,给出了改造设计思路、控制模式设计及PLC控制系统设计方案。
该系统投入运行后,降低了操作人员工作量,改善了工人的工作环境,使高炉运行顺畅,保证了生产安全。
这一设计方案在钢铁厂高炉供料控制系统中具有较好的推广价值。
关键词:高炉;供料系统;控制系统;改造设计中图分类号:; TP274文献标识码:A文章编号:Design of feeding automatic control system for blast furnace in steel and iron plants(Liuzhou Vocational & Technical College, Liuzhou 545006, China)Abstract: The feeding control systems of blast furnaces in many steel plants have the following questions: poor working environment, inaccurate feeding signal and unsafety feeding system. To solve these problems, the feeding system of a typical blast furnace is taken as an example to offer the thought of system design for automatic control, design of control mode and design scheme of PLC control system. Since the system is put into production, it has reduced operating personnel workload, improved the working environment, made blast furnace worked smoothly and ensured production safety. This design plays a good role in promoting the automatic control system to blast furnace of steel plants.Keywords: blast furnace; feeding system; control system; design modification收稿日期:基金项目:广西教育厅科研项目 (201010LX639,201010LX648)阶段成果0引言目前很多钢铁厂供料系统控制基本上均存在以下问题:操作员工作环境差;上料联系信号不准确;供料生产不安全等问题。
Science &Technology Vision 科技视界0概述高炉上料装置是生产中的重要环节,提高其自动化水平,可以大大减轻工人劳动强度,提高生产效率,同时通过原料的精确配比,又可提升产品的品质和质量。
高炉上料自动控制系统采用PLC 完成所有的顺序控制过程、数据采集、自动调节、事故处理及报警等工作。
计算机负责监控和人机对话,PLC 和计算机通过光纤进行通讯,进行动态数据交换,实现点对点通讯,控制与监控分开,可靠性高。
1上料系统的控制方案万腾钢铁1#高炉上料控制系统分为槽下配料和小车上料及炉顶布料三部分构成,采用的是卷扬小车自动上料,炉顶是单罐式无料钟炉顶,槽下矿槽为单列左右对称布置,高炉料车卷扬采用的是两套变频传动,互为备用。
溜槽布料倾角和节流调节采用比例阀控制,炉顶探测料面采用2根变频调速垂直探尺。
炉顶其它设备采用的是液压传动。
溜槽、料溜调节阀的位置检测装置采用的是三个增量型编码器。
在上料过程中,炉料先投进受料斗里,随后放入料罐中,在这个过程中,由于高炉不能和大气相通,通过控制炉顶放散阀、均压阀、上密阀、料斗翻板、下密阀、料流阀的顺序开关来实现高炉的正常下料,通过控制α、β、γ来实现高炉布料。
根据高炉上料系统的工艺要求,综合考虑控制的可靠性及实用性,其设计方案如下。
高炉上料自动控制系统由一套冗余PLC 及三个远程I/O 站组成。
CPU 机头及高炉炉顶I/O 位于高炉主控楼PLC 室,CPU、电源模块及通讯模块采用冗余方式。
炉顶远程I/O 主要控制炉顶设备及布料器、探尺等炉顶设备。
槽下设备远程I/O 站位于矿槽主控楼,主要控制槽下配料设备以及槽下液压站设备。
卷扬远程I/O 站位于卷扬液压站,主要控制炉顶液压站及与卷扬西门子300PLC 的硬连接控制。
矿槽除尘远程I/O 站,主要控制矿槽除尘风机、仓壁振动器及刮板机等除尘系统设备。
2控制系统的硬件配置整个上料系统包括一套冗余PLC 系统和三个远程I/O 站。