崔愛成 楊萬華

（安鋼集團永通球墨鑄鐵管有限責任公司，河南安陽 455133）

智能主令在高爐探尺中的應用

崔愛成 楊萬華

（安鋼集團永通球墨鑄鐵管有限責任公司，河南安陽 455133）

本文介紹了智能主令的工作原理，通過實例說明智能主令的控制精度高，抗干擾能力強，調(diào)整靈活方便等優(yōu)點。

智能主令；探尺；旋轉(zhuǎn)編碼器

1 引言

在冶金自動化控制系統(tǒng)中，經(jīng)常會有多點位置檢測控制，像高爐卷揚料車位置檢測控制、高爐探尺控制等，而且對定位精確要求較高，檢測這些位置的工作通常用主令控制器來完成。

傳統(tǒng)主令控制器一般由機械凸輪和觸點組成，在實際使用過程中存在著較多的缺陷和不足，其故障多、壽命短、調(diào)整難度大、控制精度低、不能適應自動化生產(chǎn)需求。隨著控制技術日益成熟，在自動化控制系統(tǒng)中，以PLC為核心的智能主令控制器得到廣泛應用。智能主令控制器采用PLC程序和旋轉(zhuǎn)編碼器，通過內(nèi)部邏輯運算，得到控制對象的具體位置，避免了機械觸點故障，提高了系統(tǒng)的整體控制精度和可靠性。

2 工作原理

智能主令控制系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)編碼器和PLC主控單元組成，其系統(tǒng)構成如下圖所示：主控單元由Siemens操作面板PANEL、S7-200、控制電源等組成，安裝在現(xiàn)場墻上或支架上，通過電纜與變送單元連接；旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在現(xiàn)場，與被控設備（滾筒）通過軸聯(lián)器柔性連接，檢測電機滾筒旋轉(zhuǎn)角度，并將檢測到的信號進行編碼，通過連接電纜送至主控單元，完成信號的采集和傳送。

在實際工作中，當被控設備（滾筒）位置發(fā)生改變時，通過軸聯(lián)器連接的旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)生相同的旋轉(zhuǎn)方向和角度變化，智能主令通過檢測編碼器旋轉(zhuǎn)角度，計算出其相對于零位的距離，并在液晶屏幕上顯示出來；在參數(shù)設定的運行區(qū)域，主令控制器發(fā)出多種加、減速信號，控制設備變速運行，到達設定的上限值或下限值時，發(fā)出停車信號，控制設備停車。如果運行過程中，設備運行的速度超過設定的速度時，主令控制器發(fā)出保護信號，能夠有效預防惡性事故的發(fā)生。

智能主令控制器還有一個優(yōu)點，在運行過程中允許用戶修改運行參數(shù)，不必停車，從而實現(xiàn)被控對象的精確定位，提高生產(chǎn)效率。

3 具體應用

在高爐冶煉過程中，為保證高爐冶煉正常進行，必須使爐料保持一定的高度。一般采用探料尺在垂直方向周期地從爐頂探測料面高度和爐料下降速度，當爐料低于規(guī)定料面高度時，上料系統(tǒng)開始裝料。探料尺系統(tǒng)由電機、減速機、制動器、滾筒、重錘、智能主令等組成。

高爐冶煉時，高爐內(nèi)料面不斷下降，探料尺重錘浮在料面上，隨高爐料面下降，當下降到下極限位置時（需要裝料時），主令控制器控制電機電源，將探尺重錘提起，當提至上極限位置時，主令控制器保持探料尺位置，等待裝料系統(tǒng)完成高爐裝料；當裝料完畢后，主令控制器操作探料尺下放，這時電機提供小于重錘重力的向上拉力，重錘下拉探料尺到料面位置，當重錘受到料面的支撐力，停止下降，浮在料面上，隨料面不斷下降的運行狀態(tài)，這樣就完成一個工作循環(huán)。

探尺提放過程中，旋轉(zhuǎn)編碼器和滾筒柔性連接，通過機械傳動，有相同的旋轉(zhuǎn)方向和角度變化；主令控制器與旋轉(zhuǎn)編碼器通過電纜連接，共同完成位置的精確檢測，并經(jīng)運算后送出料位的干接點信號及料位的模擬量信號，遠傳至中央控制室。這樣主令控制器與整個高爐系統(tǒng)聯(lián)系在一起，為高爐提供精準的料位數(shù)據(jù)，提高自動化操作水平。

4 優(yōu)點

與傳統(tǒng)的機械主令相比，智能主令具有控制精度高，抗干擾能力強，調(diào)整靈活方便等優(yōu)點。智能主令控制器的調(diào)整，是調(diào)整操作面板參數(shù)，簡單方便，精度高，勞動強度小。所有參數(shù)都是數(shù)字顯示，人機界面友好，調(diào)整方便迅速，在控制系統(tǒng)運行過程中也能調(diào)整，安全方便。智能主令控制器的遠程通訊功能，能夠與高爐主控中心的控制系統(tǒng)相連接，提供位置數(shù)據(jù)，顯示料車運動過程中的具體位置和運動方向。另外智能主令還具有多種保護功能，如超限保護和松繩異常保護。

5 結束語

智能主令在高爐探尺中的應用，提高了料面跟蹤準確性和穩(wěn)定性，為高爐工作人員提供精確的控制參數(shù)，布料指令、控制高爐爐況穩(wěn)定，從而有力地保障高爐生產(chǎn)的安全穩(wěn)定運行，具有良好的使用效果和顯著的經(jīng)濟效益。

[1]西門子公司.SIMATICS7200可編程控制器原理系統(tǒng)手冊[M].

[2]ZNLK智能主令控制器說明書[M].

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1003-5168(2014)04-0132-01