一、高爐卷?yè)P(yáng)上料及布料過(guò)程簡(jiǎn)介 　　 　　高爐上料的形式主要有兩種:一是卷?yè)P(yáng)料車(chē)上料，二是皮帶上料，由于料車(chē)上料占地面積小，在中小高爐中得到廣泛的應(yīng)用，如中型高爐卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)采用雙電機(jī)控制，小高爐采用單電機(jī)控制。卷?yè)P(yáng)上料系統(tǒng)的主要過(guò)程是：各種原料經(jīng)過(guò)槽下配料后放入中間料斗，料車(chē)到料坑后，中間斗把料放入料車(chē)，中間斗閘門(mén)關(guān)到位并且爐頂準(zhǔn)備好后，料車(chē)啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)加速－勻速（高速）－減速1－減速2，到達(dá)爐頂。 　　二、控制系統(tǒng)方案 　?。ㄒ唬┥狭霞盃t頂系統(tǒng)主要電氣設(shè)備　　 　　1．卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)交流電機(jī)功率160kW，三相交流380伏一臺(tái)?！　? 　　2．冷卻風(fēng)機(jī)電機(jī)3.7kW，三相交流380伏一臺(tái)?！　? 　　3．料車(chē)制動(dòng)器1kW，兩相交流380伏兩臺(tái)。　　 　　4．料車(chē)行程編碼器，OMRON一臺(tái)　　 　　5．智能主令控制器一臺(tái)　　 　　6．料車(chē)切換柜一面、交流變頻傳動(dòng)柜2面，一用一備，制動(dòng)電阻柜一面　　 　　7．料車(chē)變頻器選西門(mén)子6SE70 200kW兩臺(tái)，配套制動(dòng)單元 　?。ǘ┗竟に囈蟆　? 　　1．料車(chē)卷?yè)P(yáng)機(jī)：料車(chē)卷?yè)P(yáng)機(jī)按料車(chē)行程曲線(xiàn)運(yùn)行；　　 　　2．在PLC及操作臺(tái)手 動(dòng)方式下，滿(mǎn)足高、中、低速調(diào)速要求；　　 　　3．料車(chē)啟動(dòng)、停車(chē)及加、減速應(yīng)平穩(wěn)，速度控制受負(fù)載（空載或滿(mǎn)載）影響較??；　　 　　4．主卷?yè)P(yáng)有鋼繩松弛保護(hù)和極限張力保護(hù)裝置（過(guò)流保護(hù)）；　　 　　5．料車(chē)有行程極限,超極限保護(hù)裝置，低速檢查保護(hù)；　　 　　6．料車(chē)尚未到達(dá)行程終點(diǎn)的卷筒反轉(zhuǎn)保護(hù)；在卡車(chē)的狀態(tài)下,可允許停車(chē)或有控下行。 　?。ㄈ┰O(shè)計(jì)方案 　　系統(tǒng)框圖如圖1所示： 　　1．主卷?yè)P(yáng)變頻調(diào)速裝置 我們采用西門(mén)子公司的6SE70全數(shù)字交流變頻調(diào)速供電裝置。系統(tǒng)配置了配套制動(dòng)單元和獨(dú)立的制動(dòng)電阻柜，采用能耗制動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的制動(dòng)。供電裝置的工作方式選用一備一用方式，通過(guò)切換柜中的三刀雙擲刀開(kāi)關(guān)完成備用切換。每個(gè)變頻器的控制信號(hào)通過(guò)切換柜的電氣設(shè)備來(lái)完成基本聯(lián)鎖及控制，在主PLC與切換柜之間、操作臺(tái)與切換柜之間利用繼電器相互隔離，使料車(chē)的控制可以由PLC或操作臺(tái)分別控制系統(tǒng)，提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。抱閘由6SE70裝置中的抱閘專(zhuān)用控制功能來(lái)實(shí)現(xiàn)料車(chē)運(yùn)行中的抱閘控制及聯(lián)鎖控制。 　　 　　調(diào)速裝置的交流進(jìn)線(xiàn)是通過(guò)交流進(jìn)線(xiàn)電抗器解耦，并且進(jìn)線(xiàn)電抗器設(shè)置在電源切換柜中，相當(dāng)于兩套變頻器共用一臺(tái)進(jìn)線(xiàn)電抗器。在切換開(kāi)關(guān)后面分別接兩臺(tái)出線(xiàn)電抗器，消除出線(xiàn)高次諧波，保護(hù)電機(jī)。　　 　　料車(chē)定位采用絕對(duì)值編碼器來(lái)完成，信號(hào)是格雷碼，以開(kāi)關(guān)量的形式送給PLC；主令控制器采用增量式編碼器，脈沖信號(hào)送給主令控制器的內(nèi)部小PLC。料車(chē)定位編碼器器通過(guò)Profibus-DP與PLC聯(lián)網(wǎng)。 　　2．料車(chē)定位 　　高爐卷?yè)P(yáng)料車(chē)的傳統(tǒng)定位方式是機(jī)械式的主令控制器，目前來(lái)看，使用起來(lái)有很多問(wèn)題，定位精度差，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，機(jī)械觸點(diǎn)容易氧化，位置發(fā)生變化后，必須休風(fēng)，跑幾次空車(chē)，調(diào)整料車(chē)位置。我們現(xiàn)在采用的方案是智能主令控制器與編碼器（PLC）結(jié)合對(duì)料車(chē)進(jìn)行定位，通過(guò)數(shù)字面板來(lái)調(diào)整料車(chē)位置，如料車(chē)位置發(fā)生變化，只需在數(shù)字面板上改變料車(chē)位置的數(shù)值即可完成對(duì)料車(chē)的定位。同時(shí)，主令控制器所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)與主PLC中的數(shù)據(jù)相比較，誤差小于允許值時(shí)認(rèn)為定位準(zhǔn)確。 　　3．料車(chē)運(yùn)行簡(jiǎn)介 　　料車(chē)在料坑底部（另一料車(chē)在頂部），備料裝好后，地坑閘門(mén)關(guān)閉，爐頂受料斗料空，申請(qǐng)上料，由主PLC發(fā)出命令給變頻器，6SE70在接到開(kāi)車(chē)命令后系統(tǒng)解封。通過(guò)6SE70系統(tǒng)中的抱閘控制功能，建立在抱閘狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩限幅給出的啟車(chē)力矩電流后，6SE70系統(tǒng)發(fā)出打開(kāi)抱閘命令，使抱閘打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)料車(chē)的平穩(wěn)啟動(dòng)。當(dāng)料車(chē)啟動(dòng)運(yùn)行后，所需的運(yùn)行力矩電流大于啟車(chē)力矩電流后，原來(lái)建立的轉(zhuǎn)矩限幅將恢復(fù)到正常的限幅值。啟車(chē)后，料車(chē)將以啟車(chē)加速度a1=0.25m/s2進(jìn)行加速至V＝2.36m/s。待爐頂另一料車(chē)退出分歧軌后，當(dāng)上行料車(chē)運(yùn)行至接近爐頂時(shí)，由主令控制器發(fā)出減速1信號(hào)給切換柜，由切換柜發(fā)給6SE70使料車(chē)按a3=0.25m/s2減速至V=1.0m/s的中速運(yùn)行。當(dāng)上行料車(chē)進(jìn)入分歧軌前，主令控制器發(fā)出減速2的命令，使料車(chē)以a3=0.2m/s2減速，在此過(guò)程中主令控制器器還會(huì)發(fā)出低速檢查命令，6SE70系統(tǒng)此時(shí)會(huì)根據(jù)料車(chē)在此點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)行速度作出比較判斷，料車(chē)運(yùn)行至爐頂時(shí)，主令控制器發(fā)出停車(chē)命令，由PLC控制6SE70完成停車(chē)，抱閘閉合，此時(shí)料車(chē)的停車(chē)位置應(yīng)是工藝要求的角度，即能將車(chē)內(nèi)的爐料倒凈而又不撞極限彈簧。 　　4．料車(chē)運(yùn)行保護(hù) 　　所有使用卷?yè)P(yáng)上料的廠(chǎng)家，最擔(dān)心的就是料車(chē)失控，產(chǎn)生飛車(chē)事故，一旦出現(xiàn)此類(lèi)事故，那么所造成的停產(chǎn)時(shí)間和損失都無(wú)法估算，為避免這樣的事故發(fā)生，我們重要采取的措施是松繩檢測(cè)和低速檢查保護(hù)。有松繩現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，松繩開(kāi)關(guān)會(huì)立 刻給PLC發(fā)出信號(hào)，PLC收到松繩信號(hào)以后，立刻給供電裝置發(fā)出停車(chē)命令，并同時(shí)給抱閘發(fā)出停車(chē)的命令。作為卷?yè)P(yáng)上料無(wú)論是直流裝置還是交流裝置，都是用速度閉環(huán)的方式，在工藝要求低速的地方增加主令控制信號(hào)，該信號(hào)觸發(fā)變頻器的速度比較功能，一旦出現(xiàn)飛車(chē)失控的現(xiàn)象，比較值大于設(shè)定值測(cè)速裝置就會(huì)向供電裝置發(fā)出真實(shí)的速度信號(hào)，裝置通過(guò)對(duì)速度信號(hào)鑒別，發(fā)現(xiàn)本給定所需要的反饋信號(hào)不符，那么裝置就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，并同時(shí)向控制它的PLC發(fā)出故障信號(hào)，接到信號(hào)以后，PLC馬上發(fā)出停車(chē)抱閘的指令，并按程序設(shè)定進(jìn)行斷電等其它保護(hù)措施。 5、系統(tǒng)特點(diǎn) 　　系統(tǒng)將PLC技術(shù)與變頻器技術(shù)相結(jié)合，極大地提高系統(tǒng)性能，成為生產(chǎn)控制的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出以下幾個(gè)有特色的功能。 　　 　?。?）設(shè)備故障檢測(cè)報(bào)警：這一功能由兩部分構(gòu)成:PLC中的實(shí)時(shí)檢測(cè)程序和計(jì)算機(jī)上的報(bào)警及記錄程序?！　? 　?。?）料車(chē)定位：采用主令控制器與編碼器（PLC）結(jié)合對(duì)料車(chē)進(jìn)行定位，定位準(zhǔn)確，調(diào)整方便，在約60m長(zhǎng)的軌道上定位精度可達(dá)0.6cm?！　? 　　（3） 料車(chē)啟動(dòng)控制：料車(chē)啟動(dòng)前，必須提前判斷爐頂狀態(tài)，防止在軌道中間停車(chē)。目前為追求產(chǎn)量，都是大料批上料，料車(chē)如在軌道中間停車(chē)，再啟動(dòng)時(shí)較危險(xiǎn)。 　?。?） 安全獨(dú)立操作方式：由主PLC和操作臺(tái)分別獨(dú)立控制主卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)，并且與切換柜相互隔離，提高降低系統(tǒng)的故障率。　　 　?。?）開(kāi)抱閘控制：開(kāi)抱閘采用力矩電流的百分值由變頻器BICO參數(shù)輸出給抱閘接觸器，來(lái)控制打開(kāi)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試測(cè)定合適的力矩值，在變頻器建立起該力矩后，再打開(kāi)抱閘，可有效的防止誤動(dòng)作及溜車(chē)故障。 　?。ㄋ模?yīng)用效果 　　 　　卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)了高爐生產(chǎn)全過(guò)程自動(dòng)控制的基礎(chǔ)，通過(guò)采用先進(jìn)的傳感器技術(shù)以及穩(wěn)定的PLC控制技術(shù)大大提高了這個(gè)高爐生產(chǎn)最重要環(huán)節(jié)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來(lái)一直穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)高爐穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，降低成本，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度起著重要作用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。