陸彬　繆亮

摘 要：該文主要介紹風動送樣在江陰興澄特鋼三煉鋼中的應(yīng)用，對風動送樣的硬件裝置和電氣控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試進行了說明，并對風動送樣在調(diào)試和實際使用維護中的問題提供分析和解決方案，通過不斷地完善與改進，完全滿足安全運行和生產(chǎn)要求。

關(guān)鍵詞：風動送樣 煉鋼 應(yīng)用

中圖分類號：TF345 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（b）-0053-02

隨著冶金行業(yè)中產(chǎn)量和生產(chǎn)效率的不斷提高，普遍采用風動送樣這項技術(shù)來替代繁瑣的人工送樣。三煉鋼結(jié)合現(xiàn)場使用情況，對風動送樣進行創(chuàng)新和改造，改造后的風動送樣特點：（1）改變原風動送樣原理，采用壓縮空氣正壓送樣，對方風機吸風輔助的雙重措施，使樣盒運行快捷平穩(wěn)，達到無故障運行。（2）使用了PLC控制，結(jié)合通訊聯(lián)網(wǎng)，大大減少原有的繼電器等簡單的邏輯元器件，同步顯示運行實時信息，節(jié)省大量的人力資源。（3）操作簡單，無噪音，裝拆方便，故障率很低，只需基本的常規(guī)保養(yǎng)，運行成本低。

江陰興澄特種鋼鐵有限公司三煉鋼共有3套電爐和3套精煉爐風動送樣裝置，均采用該文介紹的單管雙向間歇式的工作方式。

1 風動送樣的硬件裝置和電氣控制系統(tǒng)

風動送樣機械硬件主要組成：儲氣罐、收發(fā)柜、氣控裝置、空氣干燥過濾器和泄壓裝置、輸送管線和樣盒。

整個電控系統(tǒng)采用西門子CPU模塊6ES7 318-2AJ00-0AB0的一套S7-300PLC系統(tǒng)控制，適用建立較大規(guī)模I/O配置和分布式I/O結(jié)構(gòu)。電爐精煉爐每個點連接有1個帶有8路I/O的遠程圖爾克模塊，共計6處。在編程中主要考慮解決以下因素：（1）6套風動送樣裝置共用1套PLC系統(tǒng)且有相同的流程特點，如采用傳統(tǒng)常用的FC塊編程，需要不斷地修改共享數(shù)據(jù)塊顯得繁瑣不利于程序調(diào)試維護，采用FB編程加多個背景數(shù)據(jù)塊DB塊多次調(diào)用的方法，使程序結(jié)構(gòu)簡單一目了然。（2）由于樣盒在管路中速度較快，響應(yīng)時間很短，為了有效捕捉來料信號，選用圖爾克高速響應(yīng)接近開關(guān)接入S7-300對應(yīng)模塊。（3）中心樣品檢測室距離煉鋼車間6個取樣/送樣點1～2 km，CPU模塊和6個DP站使用PROFIBUS電纜通訊，為了通訊質(zhì)量穩(wěn)定可靠，傳輸過程不受干擾，在一條相對較長距離線路上加裝RS485中繼器（圖1）。

CPU通過對遠程模塊進行讀寫，就可以向收發(fā)柜發(fā)送命令，控制設(shè)備的運行；又可讀取各項執(zhí)行原件的動作狀態(tài)，監(jiān)視設(shè)備的運行，并將數(shù)據(jù)實時傳送到PLC中。通過安裝在中心檢測室的操作站顯示器上WINCC的畫面，為操作人員提供了實時、詳細的信息，并可以直接操作設(shè)備。在裝置發(fā)出報警，甚至出現(xiàn)故障時，可以及時采取急停措施來避免因處理不及時而導致事故發(fā)生。風動送樣的電氣系統(tǒng)實現(xiàn)了執(zhí)行設(shè)備的遠程網(wǎng)絡(luò)實時控制，使PLC對整個執(zhí)行元件實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字式控制，以兩條西門子通訊電纜取代了大量的硬接線，與傳統(tǒng)的模擬量、開關(guān)量控制方法相比，不僅大大提高了系統(tǒng)的實時性、精確性和可靠性，而且安裝、調(diào)試、維護的成本也相應(yīng)得到降低。

每套爐前送樣裝置都配有觸摸屏，通過組態(tài)將爐號，鋼種，收發(fā)時間等信息在上位機畫面上動態(tài)顯示，便于檢查，追溯。

2 風動送樣工作原理

首先送上氣源和電源，所有閥、氣缸、艙門都在原始位置。打開艙門后，觸發(fā)艙門上的金屬接近開關(guān)控制氣缸的下降（該氣缸有上下調(diào)速緩沖功能），把樣盒放入氣缸后，關(guān)閉艙門，通過艙門上的接近開關(guān)來控制氣缸的上升。氣缸上升到位后，通過氣缸原位檢測開關(guān)檢測到氣缸在原位，按發(fā)送按鈕，延時2 s后本方送氣閥打開，同時本方排氣管路上的放散閥門關(guān)閉，電磁門鎖鎖緊，這時本方送樣指示燈閃亮，對方的送樣指示燈也同時閃亮。在對方收發(fā)柜上方彎頭處安裝有料檢測開關(guān)，當樣盒通過該有料檢測開關(guān)時，來料檢測動作發(fā)訊自動切斷送氣閥，同時打開放散閥快速排出管中余氣，打開柜中緩沖氣閥，托住樣盒以5 m/s左右的速度緩慢下落。當樣盒以一定速度加自身重力在垂直管路內(nèi)平穩(wěn)落下后，電磁門鎖解鎖，收發(fā)站蜂鳴器開始報警，提示樣盒已到，當打開艙門時，氣缸落下，取出樣盒，關(guān)閉艙門，氣缸上升，恢復到原始狀態(tài)。

3 電氣安全連鎖和防護

發(fā)送樣時有警示燈，開始發(fā)送時，二端的送樣指示燈開始閃爍，同時由電子鎖將雙方的艙門鎖住，待樣盒到達后二邊警示燈停止閃爍，對方的蜂鳴器開始報警，電子門鎖自動解開，操作工打開艙門取樣。該功能使二邊不能同時送樣及避免操作工誤動作被氣流砸傷，保證操作工取樣、送樣時的安全。 在程序中考慮采用圖爾克有料檢測開關(guān)和精確的時間延時來觸發(fā)對方送氣閥的關(guān)閉，保證收樣方開門取樣時的安全。同時為避免出現(xiàn)無樣盒就按發(fā)送按鈕誤操作或樣盒卡在管路中不能到達對方，特意設(shè)定一延時30 s自動排除自鎖的功能，即使誤操作，過30 s該設(shè)備自動恢復正常狀態(tài)待機。

由于樣盒內(nèi)爐前紅樣很燙，操作工會戴手套作業(yè)手指不靈活，為防止不小心或有樣碰撞后引起誤動作，收發(fā)柜操作按鈕加裝防護裝置，并安裝按鈕防塵套，防止煉鋼車間爐前灰塵很多引起按鈕動作卡阻失靈。

4 實際運行情況

興澄特鋼三煉鋼風動送樣的使用，實現(xiàn)了儀器的集中統(tǒng)一管理，解決了因取樣點多而分散和路程較遠帶來的送樣難度大的問題，大大提高樣品檢測的效率。

參考文獻

[1] 周亮亮，周麗娜.風動送樣系統(tǒng)在銅冶煉行業(yè)中的應(yīng)用[J].中國有色冶金，2013（4）：55-57.

[2] 劉啟新，陳會興.單管正壓風動送樣系統(tǒng)在企業(yè)中的成功應(yīng)用[J].冶金分析，2004（z2）：780-782.