賈法強(qiáng)

（山東鋼鐵股份有限公司濟(jì)南分公司，山東濟(jì)南250101）

套筒窯上料卷揚(yáng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化

賈法強(qiáng)

（山東鋼鐵股份有限公司濟(jì)南分公司，山東濟(jì)南250101）

結(jié)合套筒石灰窯在濟(jì)鋼的運行情況，對套筒石灰窯使用的上料卷揚(yáng)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，上料小車運行曲線的改變說明了優(yōu)化的方法和過程。通過對上料卷揚(yáng)控制系統(tǒng)的優(yōu)化，解決了上料系統(tǒng)設(shè)備沒有點檢、潤滑和維護(hù)時間的問題，提高了設(shè)備運行可靠性。

套筒窯；上料小車；加速時間；啟動電流

套筒窯作為現(xiàn)今國內(nèi)鋼鐵、化工行業(yè)應(yīng)用較廣的石灰生產(chǎn)設(shè)備，其具有節(jié)能環(huán)保的技術(shù)優(yōu)勢，其上料是由卷揚(yáng)機(jī)牽引單斗小車來進(jìn)行，卷揚(yáng)機(jī)的運行效率和可靠性已成為制約套筒石灰窯生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文介紹了優(yōu)化套筒窯上料卷揚(yáng)控制系統(tǒng)的方法和步驟。

1 上料控制系統(tǒng)的優(yōu)化

1.1 系統(tǒng)優(yōu)化的目的

上料卷揚(yáng)系統(tǒng)優(yōu)化主要目的是為了通過減少上料時間，增加卷揚(yáng)停機(jī)時間來獲得對卷筒、鋼絲繩、減速機(jī)等機(jī)械設(shè)備的日常點檢、潤滑時間，從而提高設(shè)備可靠性和利用效率。由圖1看出上料小車是由變頻器控制電動機(jī)通過卷揚(yáng)進(jìn)行拖動，因此針對其現(xiàn)有運行的時間曲線（見圖2）進(jìn)行了詳細(xì)的計算和分析，盡量使上料小車的運行達(dá)到最優(yōu)控制。

1.2 系統(tǒng)的組成

套筒窯上料卷揚(yáng)控制系統(tǒng)由西門子公司S7-400 PLC[1]作為控制單元[2]、西門子6ES7系列變頻器[3]、變頻電機(jī)和抱閘作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)；編碼器、電流檢測為檢測單元拖動上料小車完成上料任務(wù)。PLC和變頻器之間，PLC和編碼器之間通過PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)通訊進(jìn)行通訊[4]。其控制原理圖如圖1所示：

圖1 套筒窯上料卷揚(yáng)控制系統(tǒng)控制原理圖

由圖1可看出此控制系統(tǒng)利用變頻器直接控制抱閘的打開和關(guān)閉，在變頻器參數(shù)設(shè)定中利用參數(shù)U953.48激活來完成抱閘控制[3]，通過調(diào)整參數(shù)P611的數(shù)值來獲得卷揚(yáng)啟動時的預(yù)加力矩，從而減少對卷揚(yáng)機(jī)械系統(tǒng)的沖擊。

1.3優(yōu)化步驟

第一步：變頻器P611參數(shù)設(shè)置是控制抱閘打開的閥值，現(xiàn)設(shè)置為20%，通過觀察小車滿料上升時的情況，抱閘打開瞬間小車如存在一個明顯加速且伴隨較大的啟動電流，可判斷P611參數(shù)設(shè)置的較大，需降低。如料車有下滑現(xiàn)象說明抱閘打開閥值設(shè)置較低，需繼續(xù)提高，最終將變頻器P611參數(shù)設(shè)置為16%，即滿足啟動要求，又可減少機(jī)械設(shè)備損壞。

第二步：繪制小車上、下行運行曲線圖，見圖2。通過圖2可以清楚的看出小車在上、下行加速階段的運行曲線設(shè)計不合理，用時過長，在上、下行減速階段由于安全上的考慮低速運行時間也較長。

圖2 料車運行曲線圖

第三步：確定電機(jī)啟動電流。由于電機(jī)采用的是型號為YTSZ250-4的變頻專用電動機(jī)，其風(fēng)冷裝置為單獨電機(jī)供電，冷卻效果較好，所以只須限制好啟動電流。由于其額定電流為99A，因此根據(jù)鼠籠式電機(jī)的啟動電流應(yīng)限制在1.8～3.0倍[5]的額定電流以內(nèi)的規(guī)定，為了安全，對電機(jī)的啟動電流留出一定的余量后決定按照1.5的過載倍數(shù)制定電機(jī)啟動電流的最大值：99×1.5＝148.5 A。

第四步：確定料車滿料上行時的加速時間。根據(jù)計算出的電動機(jī)啟動電流，將加速時間從長到短進(jìn)行設(shè)定，通過監(jiān)測啟動電流的大小來確定加速時間。第一次加速時間設(shè)定為6 s，檢測到的電流為105 A；第二次加速時間設(shè)定為4 s，檢測到的電流為130 A；第三次加速時間設(shè)定為3 s，檢測到的電流為143 A；這樣通過試驗將料車滿料上行加速時間設(shè)定為3s。

第五步：確定料車窯頂卸料結(jié)束返回時下行的加速時間。由于窯頂有0.8 m左右的彎道，當(dāng)料車在彎道上運行時速度不能過快，因此根據(jù)料車通過彎道的時間將下行時的加速時間初步確定為2 s，檢測到的電流為100 A。

第六步：通過對位置編碼器數(shù)值的調(diào)整，確認(rèn)合理的上行減速點和下行減速點的位置，減少料車低速運行時間。特別需要注意上行減速點要設(shè)置在爐頂導(dǎo)軌彎道以下，以保證小車在爐頂?shù)倪\行安全。

2 優(yōu)化效果

通過上料卷揚(yáng)控制系統(tǒng)的修整，上料小車為套筒窯上料1斗，單程可減少時間8 s，雙程可減少時間16 s。其新運行曲線見圖3。每天上料卷揚(yáng)系統(tǒng)的停止時間可增加6 400 s，為上料卷揚(yáng)設(shè)備的日常點檢、潤滑提供了時間保證。

圖3 優(yōu)化后的料車運行曲線圖

3 結(jié)語

此優(yōu)化在濟(jì)鋼2座日產(chǎn)500 t套筒石灰窯上料系統(tǒng)上進(jìn)行了應(yīng)用，上料卷揚(yáng)系統(tǒng)運行可靠，取得了很好的效果，獲得了生產(chǎn)過程中卷揚(yáng)設(shè)備的日常點檢及潤滑時間，提高了設(shè)備運行可靠性，為套筒窯高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)打下良好基礎(chǔ)。

[1]廖常初.大中型PLC應(yīng)用教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[2]張福潤，嚴(yán)育才.數(shù)控技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

[3]SIMOVERT MASTERDRIVES矢量控制使用說明書[M].版本：AG 6SE7085-0QX6.2004，6

[4]谷志剛，趙忠華，徐震.西門子PLC在500 t/d石灰窯上料系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].數(shù)控技術(shù)與應(yīng)用.2012(2)：20-22.

[5]顧繩谷.電機(jī)及拖動基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

Control System Optimization of Feeding Hoister in Annular Shaft Kiln

JIA Faqiang
（Jinan Branch of Shandong Iron and Steel Group Co.,Ltd,Jinan 250101,China）

Combining with the operation condition of sleeve lime kiln in Jinan Steel,the feeding winding control system of sleeve kiln is optimized.The change of feeding trolley curve illustrates the optimization method and process.Through the optimization of feeding hoister system,the problems of feeding system device not tally,lubrication and maintenance time are solved,which increase the reliability of equipmentoperation.

annular shaftkiln;hoisting feeder;accelerate time;startup electric

TF325.2

B

1001-6988（2016）06-0026-02

2016-07-18

賈法強(qiáng)（1974—），男，工程師，主要從事套筒石灰窯電氣設(shè)備管理工作.