陳 通

(福建三安鋼鐵有限公司,福建 泉州362411)

0 前言

轉(zhuǎn)爐上料系統(tǒng)具有高溫、高粉塵、流程跨度大的特點,三安公司原有的是一個純電氣控制的上料系統(tǒng),需要人員到現(xiàn)場操作,工作環(huán)境差,上料效率低,且控制電纜錯綜復雜,難以排查故障?，F(xiàn)采用西門子300CPU,從站采用IM153-1、GKDP、GCI-DP、圖爾克2RFID-S等通過profibus dp總線協(xié)議組成一個PLC控制系統(tǒng),實現(xiàn)在操作室電腦遠程控制現(xiàn)在設備的運行,使礦料快速、精確的到達指定下料口。

1 工藝流程

如圖1所示,料礦由地面堆料室經(jīng)地下受料槽通過閘閥下到1＃皮帶,經(jīng)轉(zhuǎn)運站到2＃皮帶、3＃皮帶到達卸料小車,進而進入下料口,存儲在轉(zhuǎn)爐上位料倉中,料倉設有料位計,實時監(jiān)控料位情況。由于下料過程粉塵大,使用一個新型的移動式通風槽除塵系統(tǒng)對準卸料小車進行除塵。

圖1 工藝流程

2 整體設計

控制系統(tǒng)包括一個有351-2DP,CP343-1組成的一個300PLC主站,八個地下受料槽操作箱,3個皮帶操作箱,一個除塵器從站柜,一個IM153-1從站,一個小車定位箱,一臺440變頻器,3個料位計儀表箱,兩臺電腦,一臺交換機組成。Profibus DP走向如圖2所示,其中由于距離較遠且為了簡化線路,在下料平臺電氣室設置一個圖爾克中繼模塊,作用為放大信號和一入三出的功能,由2＃皮帶分別去往3＃皮帶操作箱,小車定位箱和IM153從站?？刂瞥绦蚝蜕衔粰C界面分別由西門子STEP75.5和WINCC6.0完成。

3 系統(tǒng)組成

上料主體由地下受料槽、皮帶卸料小車組成,主畫面如圖3所示,受料槽選擇某個料槽可以一鍵啟動,皮帶也是一鍵啟動,卸料小車選擇某個指定倉位點啟動,小車自動開到指定位置后停止,圖中淺灰色原定為RFID定位顯示,具體爐號、倉號、位號顯示在畫面中。3個轉(zhuǎn)爐總共30個倉,每個倉需要的料種可在畫面中選擇顯示。

圖2 系統(tǒng)整體設計圖

圖3 福建三安鋼鐵煉鋼廠散裝料系統(tǒng)

3.1 地下受料槽

地下受料槽需要遠程控制的有震動給料機和閘閥,控制要求為震動給料機啟動的時候開啟閘閥?？刂颇Ｊ椒譃槭謩涌刂婆c遠程控制,手動為純電氣控制。遠程控制時主要控制閘閥。閘閥設有4個接近開關限位,分別為關到位、位置1、位置2、開到位,其中位置1和位置2是操作工根據(jù)經(jīng)驗設定出來,平時生產(chǎn)位置1可以滿足下料速度的需要,當需要更快速度時使用位置2,畫面操作為先選擇位置,再點開發(fā),閘閥開到指定位置后停止。

3.2 送料皮帶

總共設有3條皮帶,皮帶手動控制為單個啟動。遠程控制時,皮帶為流程啟動,即啟動時有10s的啟動預告,之后先開3＃皮帶,然后開2＃皮帶,最后開1＃皮帶。停皮帶時先停1＃皮帶,再停2＃皮帶,最后停3＃皮帶,當皮帶有故障時,如重跑偏、拉繩等,有故障的皮帶和送料方向之后的皮帶立馬停,之前的皮帶繼續(xù)運行10s后停止。在畫面皮帶控制窗口中也可選擇連鎖啟動與解鎖啟動,解鎖時,也可控制單條皮帶啟停。

3.3 卸料小車及小車定位

卸料小車主要控制小車的精確定位,本系統(tǒng)采用了RFID技術來使小車精確定位。無線射頻識別技術(Radio Frequency Idenfication,RFID)是一種非接觸的自動識別技術,其基本原理是利用射頻信號和空間耦合(電感或電磁耦合)或雷達反射的傳輸特性,實現(xiàn)對被識別物體的自動識別。其包含3個組件分別為圖爾克2RFID-S網(wǎng)關模塊,讀寫頭和載碼體。網(wǎng)關模塊和讀卡器固定在卸料小車上,載碼體固定在料倉正上方。

三安公司有三座轉(zhuǎn)爐,每個轉(zhuǎn)爐10個倉,每個倉設計固定在角鋼的三個載碼體對應三個倉位,中間為停車位,旁邊兩個為減速位。選擇轉(zhuǎn)爐的某個倉位,則目標倉位值為該倉位的停車位。具體設計如下:

(1)要把倉位、爐號、倉號、位號寫入載碼體。把載碼體置于讀卡器上,在畫面上點擊寫入按鈕,寫入程序如圖4所示。

圖4 T形圖

(2)讀取的倉位為實際倉位,畫面給定倉位為目標倉位(每個倉的中間倉位),通過比較兩者的差值給定變頻器的頻率,實際倉位大于目標倉位時小車正向,小于為反向,當當倉位差大于2時,小車40 Hz運行;當倉位差等于2時,小車20 Hz運行;當倉位差等于1時,小車10 Hz運行;當倉位差等于0時,小車0速。經(jīng)測試,這種方式可以精確進行定位,誤差不超過2cm。流程圖如圖5所示。

(3)當倉位不是連續(xù)變化時,畫面提示倉位故障,如非目標倉位,小車繼續(xù)運行,如為目標倉位,小車來回行走兩次后停止。

3.4 料位計

采集的料位數(shù)據(jù)通過GCI-4AI/I模塊進入PLC進行處理,顯示在畫面中,并做趨勢,操作工通料位數(shù)據(jù)判斷需要上料量,準確、及時的進行上料。

3.5 除塵系統(tǒng)

圖5 流程圖

本系統(tǒng)采用的是一種新型的除塵系統(tǒng)——移動式通風槽除塵系統(tǒng)。吸風管在總風管軌道上滑動,滾動皮帶密封通風槽。當卸料小車對準料倉時,密封皮帶凸起,包住吸風管,形成一個相對密封的管路。經(jīng)使用觀察,風口開三分之一時,除塵效果就已達到要求。除塵器采用脈沖式袋式除塵器,總共5個除塵室,自動控制時,分為定壓清灰和定時清灰兩種模式。當為定壓清灰時,壓力始終要保持在0.8MPa到1MPa之間。當為定時清灰時總共有15個清灰序列,每個除塵室3個清灰序列,圖6為1＃除塵室的控制程序,清灰開始時,先開啟離線閥SV1,6s后脈沖閥SE1開啟0.1s,再過240s后轉(zhuǎn)到下一個除塵室,依次動作到5＃除塵室后再過810s回到1＃除塵室,一套動作時間為30分鐘。

圖6 程序代碼

4 結(jié)論

采用自動化控制技術,使轉(zhuǎn)爐上料由以前需要多人到現(xiàn)場操作變成一種簡單、高效的一次上料方式。RFID技術的使用,實現(xiàn)了卸料小車精確定位;新型除塵系統(tǒng)使上料揚塵量大大降低,工作環(huán)境得到改善;現(xiàn)場總線模塊的使用,使得設備故障率大大降低,且易于排插故障。三鋼鋼鐵轉(zhuǎn)爐散裝料系統(tǒng)現(xiàn)已投入使用,一直穩(wěn)定運行,故障率低,明顯提高了工作效率,降低了操作人員的工作量。

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