烧结机控制系统（精选12篇）
烧结机控制系统 篇1
0 引言
武钢烧结厂二烧车间的主体设备为法国隆维钢铁厂的二手设备,于1989年投入使用至今。期间,其控制系统经历了几次大的改造,包括1990年实施的国产直流柜改造,1998年实施的数控直流柜改造,最近一次改造在1998年。目前,整个控制系统存在设备老化严重、备品备件采购困难等问题。鉴于此,改造烧结机203、204控制系统就显得迫在眉睫。
1 改造的设计依据
1.1 烧结机的工艺过程
烧结机工艺流程如图1所示。
203主传动由2台法国产直流电机(2×44kW)及与其同轴联结的蜗轮蜗杆减速机组成。2台电机的电枢绕组串联,励磁绕组并联。2台蜗轮蜗杆减速机形成头部大星轮,推动台车沿水平方向移动至机尾弯道。
台车沿回车道从机尾缓慢下滑至小星轮,小星轮由1台204(40kW)电机在有源逆变状态下驱动。
204不断根据203的运行速度,释放机尾下滑的台车,以防机尾出现“拉缝”现象。如果机尾长时间“拉缝”,那么在203启动、运行中会因机尾台车下滑撞击弯道造成弯道损坏而影响生产。
204机械轴上装有1台直径约为600mm的液压闸,此闸配合204装置可保证203停机时机尾不“拉缝”,能防止停机后台车下滑。
1.2 原控制系统的组成
原控制系统由2台Eurothem590系列直流数控调速装置和1台OMRON C60 PLC构成,如图2所示。原控制系统的启动命令、停止命令、模拟量给定等都由远程烧冷系统PLC给出。采集到的模拟量信号直接接至直流数控调速装置的模拟量输入端子,经装置内部逻辑转换为开关量信号后,再通过端子接至C60 PLC。
C60 PLC主要负责开关量的处理。它对接收到的输入信号作逻辑判断后发出控制指令,控制电机和抱闸等设备的启停与运行。该PLC除具备急停故障报警功能外,不具备其它故障报警功能。所有的外部故障点接入远程烧冷系统PLC,由其进行故障判断。
1.3 203、204的启停过程联锁控制
203、204的启停时序如图3所示。
启动时,DCS发出运行信号,并给定机速。由于庞大机械设备提速是一个缓慢过程,并且机尾“拉缝”也需要缓慢吸收才能保证设备的运行安全,因此203在启动初期以15%额定转速运行(爬行状态),把台车推向机尾,同时C60 PLC作出判断,在接收到启动信号后1.5s,发出指令将204抱闸打开,204则在台车下滑力的推动下反转,电枢绕组中将产生反电势。204的直流数控调速装置满足逆变条件后,进入逆变发电状态,同时203的直流数控调速装置解除爬行状态,全面加速达到给定值进入正常运行阶段。
停机时,DCS首先停止送出运行信号,203自动将转速定为零。204抱闸则在203停机后2s关闭,204在抱闸的作用下转速逐渐降为零,并退出逆变状态(正常情况下204停机时处于待逆变状态)。如果在204停机状态下,有外力使台车下滑,那么即使没有203、204的DCS启动命令,204也能自动转入正常逆变状态,以确保204机械柔性传动无“飞车”现象。
2 改造方案及实施
2.1 新控制系统的组成
参考原控制系统的控制方式,根据烧结机工艺要求,设计了如图4所示的烧结机新控制系统。该控制系统由2台西门子6RA70直流数控调速装置、1台西门子S7-300PLC、1台12英寸西门子MP370触摸屏组成。其中,S7-300 PLC是整个控制系统的核心,并作为主站采用Profibus-DP现场总线方式与作为从站的2台直流数控调速装置通信,进行模拟量、控制字、状态字等数据的交换。触摸屏使用WinCC_Flexible组态,通过以太网从PLC读取203、204运行数据、状态以及故障报警等信息。操作站使用InTouch组态时,亦可通过以太网进行通信。另外,将原系统中未接入PLC的外部故障点接入新的控制系统,使得整个系统的功能更加完善。
2.2 直流数控调速装置的设置
2.2.1 电机相关数据设置
按电机铭牌设置电机数据。P100=电枢额定电流(A);P101=电枢额定电压(V);P102=励磁额定电流(A);P108=最大运行速度(r/m)。
2.2.2 装置优化
系统中,203、204均运行在速度环控制方式下。由于现场机械结构和传动的特殊性,无法在带有效负载的情况下实现速度环的自动优化功能,因此在实际带载时应根据设备的运行状态,手动调整P225、P226、P228参数。
2.2.3 PLC与直流数控调速装置的通信设置
为实现PLC与直流数控调速装置的数据交换,必须对直流数控调速装置进行设置,关键参数的设置如下。
2.2.4 其它参数设置
实际速度检测数据:P083,有4种设置方式,在应用中选择第3种,即无测速机运行(EMF控制),速度实际值信号由“EMF实际值”通道(K0287)提供。
励磁控制:P082,有4种设置方式,根据系统要求设置P082=3,即励磁电流恒定接入。
2.3 S7-300 PLC程序功能
(1)烧结机合闸控制:主要对合闸条件进行判断并进行合闸控制。
(2)烧结机运行控制:负责判断系统启动方式、启动条件,控制203、204电机和抱闸协调动作。
(3)传动参数转换:负责原始数据与工程量间的转换。
(4)故障报警:主要对外部和直流数控调速装置内部故障进行判断。
(5)数据传送:对数据进行整合,方便数据的读取和写入。
2.4 触摸屏及画面功能
触摸屏主要具有电机运行状态显示、系统状态显示、故障报警、204电流限定设置等功能。
操作站画面主要包含电机运行状态显示、故障报警、机速设定、启停等功能。
3 改造效果
武钢二烧烧结机直流数控调速系统自投运以来,运行状态稳定,与改造前相比,除保持了原系统的所有功能外,还增加了以下功能。
(1)柜门触摸屏显示系统状态和电机运行状态,使监控更直观和全面;增加了系统故障报警功能,有利于及时发现问题并迅速处理。
(2)与原系统周期性出现231A电流(电机额定电流)相比,新系统中203的运行电流稳定在160A左右,使得203运行更加稳定,减少了大电流对台车弯道的冲击。
(3)原系统在运行中偶尔出现电机速度大范围波动现象,而新系统的电机速度基本稳定在给定值,波动在±0.01m/min。
(4)新系统204的转速稳定在300～600r/min,相对于原系统的300～1 200r/min,204的运行更平稳,释放台车的动作更均匀,使台车对204传动轴的冲击更小。
烧结机控制系统 篇2
由于烧结保温砌块体积大、质量大，人工卸砖打包更加困难，但这适合自动卸垛及无托盘打包，同时在较低的运行速度下就能达到较高的产量，性价比高，稳定性好，有很好的市场前景。
双鸭山东方墙材集团有限公司研发制造的无托盘自动卸垛打包系统能够实现对保温砌块的卸垛、砖垛的输送整理、水平及垂直两种打包、成品输送等自动化生产过程。
无托盘自动卸垛打包系统包含自动卸垛机、链式输送机、水平打包机、垂直打包机、输送辊道机组成。
（1）自动卸砖机主要由机架、液压卸垛夹具、液压站、板式链提升装置、夹具旋转装置、驱动行走装置、提升安全保护装置、行走车架、安全护栏等组成，主要功能是将砖垛从窑车上卸下放到链式输送机的栈板上。
（2）升降链式输送机主要由机架、驱动行走（升降）装置、齿轮齿条同步装置、输送链条、张紧装置等组成，主要功能是将栈板输送到预定位置。
（3）水平打包机、垂直打包机主要由机架、打包机头、送带槽、带盘等组成。
主要功能是将砖垛在水平、垂直两个方向打紧包装带，将砖垛捆扎成型，保证砖垛在后续输送过程中的完整性。
（4）输送辊道机组成主要由驱动装置、输送辊筒、改向链轮、标准套筒滚子链、张紧装置、支撑构件、安全保护装置等组成。主要功能是将与栈板分离后的砖垛输送到预定位置，等待叉车将打包后的砖垛运走。
自动卸砖打包系统的工作原理：链式输送机将栈板送到卸砖机的工作位置信号，卸砖机将砖垛夹起后放到栈板上，链式输送机对砖垛进行整理并输送到水平打包机工作位置，水平打包机对砖垛进行水平打包处理；完成水平打包后进入垂直打包机工作位置，垂直打包机对砖垛进行垂直打包处理；链式输送机进行栈板与打包后的分离后，砖垛输送到辊道输送机上暂存，等待叉车叉走，栈板在链式输送机上循环使用。
双鸭山东方墙材集团有限公司研发制造的无托盘自动卸砖打包系统已经在沙特阿拉伯的烧结保温砌块生产线上成功应用。该系统解决了无托盘自动卸砖打包的难题，能够提高生产线的自动化水平，大幅度地提高生产效率，降低用户运营成本，经济效益、社会效益十分显着。
烧结机控制系统 篇3
【关键词】烧结生产；电气；仪表控制；系统；PLC改造；工艺；功能；分析
1.烧结生产过程中电气和仪表控制系统的PLC改造工艺要求分析
整个烧结生产作业应用时间为长时间且持续性的24h不间断作业模式。对于1#以及2#烧结机设备生产流水线而言，其主要包括如下几个方面的关键构成系统要素：①.1#生产线圆盘给料机设备处理前期系统要素；②.1#生产线圆盘给料机设备至1#生产线单锟破碎机设备中间处理系统要素；③.2#生产线圆盘给料机设备至2#生产线热返矿运输链扳机处理系统要素；④.1#生产线环式冷却剂设备至成品矿槽前皮带中间处理系统要素；⑤.2#生产线环式冷却剂设备至成品矿槽前皮带中间处理系统要素。在整个烧结生产过程当中，对于以上各类型处理系统要素的工艺控制有着极为明确的要求。具体而言，主要涉及到以下几个方面。
首先，烧结生产过程电气仪表控制系统子系统内相邻设备沿料流方向的逆向位置需要确保可靠性联锁，与此同时，还应当确保1#生产线以及2#生产线环式冷却剂设备至成品矿槽前皮带中间处理系统相互间联锁性能的稳定发挥。
其次，在整个烧结生产过程电气和仪表控制系统的PLC改造过程当中，需要确保整个系统正常运行状态下的所有设备均能够具备机旁操作以及集中操作这两种运行模式。与此同时，对于煤气调节阀以及空气调节阀同样需要配备以手动为主以及以自动为主的两种调节控制方式。
再次，对于55kW单位以上电机装置在运行状态下所对应电流值而言，其需要确保能够在烧结生产作业现场操作箱设备以及集中控制室监控换面当中可靠显示，确保监控人员对于整个烧结生产电气仪表控制系统运行状态的有效把控。
再次，结合对整个烧结生产过程的设备运行状态以及工艺试验研究分析，需要确保1#生产线以及2#生产线环式冷却剂设备至成品矿槽前皮带中间处理系统的互用特性。在此过程当中还应当确保冷筛部件的短接属性。确保在整个烧结生产作业流程部分设备出现运行故障的情况下，其能够在不对烧结生产系统其它设备的正常运行产生影响的前提条件下退出系统运行，进行及时修复。
最后，在整个烧结生产过程电器仪表控制PLC系统的启动状态下，铺底料运输皮带组需要处于集中位状态。而在该PLC系统启动结束之后，铺底料运输皮带组同样能够在不影响烧结生产系统正常运行的基础之上切换至停止状态。
2.烧结生产过程中电气和仪表控制系统的PLC改造应用分析
整个监控系统共设置有一个主站系统、13个电控从站系统以及4各仪控从站系统，在此基础之上配备与主站系统正常运行相对应的工业控制计算机。在整个烧结生产过程中电气和仪表控制系统的PLC改造过程当中，主站系统与从站系统间的信息通讯建立在GENIUS网通讯模式基础之上完成。与此同时，PLC控制系统中央处理器设备与工业控制计算机之间的信息通讯建立在以太网网络基础之上予以完成。按照此种方式，整个监控系统的基本结构示意图如下图所示（见图1）。在PLC改造的实践作业过程当中，需要重点关注如下几方面的问题。
首先，从操作站站点的应用功能角度上来说，在烧结生产作业过程当中，操作站能够针对包括设备工作状态、工作方式、生产线各元件运行状态、运行故障以及生产作业关键指标取值范围进行合理且完整性的显示处理。与此同时，在PLC控制技术的支持作用之下，操作站站点能够针对包括总管温度指标、负压指标以及烧结机运行速度指标在内的相关操作数据信息，提供在30d时间范围内的运行曲线显示示意图，这对于烧结生产系统质量考核以及管理分析工作的开展而言同样有着重要意义。与此同时，该操作站站点还为监控管理工作人员提供相关操作功能的切换动作，针对料流进行灵活选取、控制操作系统的运行状态，并针对监控状态下的相关画面进行可靠性选取与切换。借助于此种方式，能够确保整个烧结生产过程中始终处于一个在线监测闭环控制的可靠性运行状态当中；其次，从中央处理器的应用功能角度上来说，在烧结生产作业过程当中，其自身具备较为显著的自诊断功能，能够通过对各模块参数的查询提供详细的诊断记录，并在接入通讯网络的过程当中实现对应用数据信息的读取与发送处理。
3.结束语
在有关烧结生产过程电气和仪表控制系统的PLC改造过程中，为确保烧结矿质量稳定发挥，需要通过构建监控系统方式确保PLC作业的有效性。总而言之，本文针对有关烧结生产过程电气和仪表控制系统的PLC改造所涉及到的相关问题做出了简要分析与说明，希望能够引起各方工作人员的特别关注与重视。
【参考文献】
[1]张晓刚，王亮，周超等.PLC在钢厂烧结烟气脱硫系统设计中的应用[J].太原理工大学学报，2007，38（3）：256-258.
[2]张立杰，张蕊，孙荣廷等.基于S7-400H PLC冗余系统的烧结温度控制[J].自动化与仪表，2012，27（1）：44-47.
[3]刘京朋，康戈文，李洪等.S7-300 PLC和VB在生产硬质合金烧结炉中的应用[J].自动化仪表，2009，30（7）：75-76.
烧结机控制系统的升级改造 篇4
关键词：网络通信,网络结构,PLC,CONTROLLOGIX
唐山钢铁股份有限公司炼铁厂2#烧结机控制系统已运行17年, 设备老化, 故障频发, 严重影响了正常生产。为此对2#烧结机控制平台进行升级改造, 不仅解决了影响生产的系统通信问题, 而且优化了网络结构, 实现了生产控制和管理双重功能。
一、工艺流程简介
烧结生产工艺流程可概括为各种物料 (铁矿粉、熔剂和燃料) 的破碎混匀配比、混合润湿加温、负压烧结成块、破碎冷却筛分, 最终获得品质高、强度好、粉末少、粒度均匀、化学成分稳定和冶金性能好的烧结矿。
二、控制系统概述
1. 控制系统现状
(1) 设备老化故障率高
2#烧结机控制系统设备已老化, 故障频发, 严重影响正常生产。
(2) 监控层网络结构落后
原控制系统监控层为菊花链式DH+网, 通信速率很低, 不易实现大规模生产控制及生产数据的综合分析管理。此外, 该系统容量小、扩展性及网络互联性差, 已不能适应现代化生产管理的要求。
(3) 硬件技术落后, 备件成本高
原控制系统是上世纪90年代初AB公司的PLC5系列产品, 现已基本停产, 备件采购需单独订货, 价格昂贵。
(4) 通信速率低
AB PLC5系统通信采用DH+网和远程I/O网, 通信速率仅57.6kbps。监控反应慢, 很难实现配料室料量自动调节、一二混水分率自动调节等实时性要求较高的控制功能。
(5) 系统总体规划不合理
系统按控制类型划分, 大体分为仪控系统和顺控系统, 仪控系统根据烧结工艺又分成若干小系统, 由不同的CPU控制, 存在严重的资源浪费。
2. 系统优化构想
硬件设备和网络设备能与现场I/O完全兼容;网络数据通信一体化, 具备快捷、高速、大容量和开放的技术性能;系统应具有冗余和容错功能, 并具开放性、安全性及自诊断功能, 操作站、网络、控制级的CPU、电源及通信模件要求冗余;全面完成生产过程的实时监控和生产过程管理功能。
3. 系统设备选型
系统硬件选择AB公司的该类型系统配置支持的特定的解决方案。即用1771-ACNR通信适配器代替原通信适配器1771-ASB, 通信网络为ControlNet网, 通信介质采用RG6同轴电缆。控制系统需要一个开放的结构, 因此选择了功能更为强大的ABControlLogix5000CPU。该CPU具有开放性强、容量大、易于扩展等特性, 其丰富的通信配套产品, 便于组成冗余的控制层网络结构, 且能够根据需要组成任何类型的管理层网络拓扑结构, 实现与企业内部LAN、WAN和Intranet的完全连通。
4. 系统方案实施
(1) 合理规划CPU的功能, 优化硬件配置
原2#烧结机PLC 5控制系统将仪控和顺控系统完全划分开。顺控系统包括两对冗余的PLC5/40CPU, 仪控系统根据区域分为配料仪控、烧结机仪控和一二混仪控等, 用4个独立的PLC5/12CPU来完成所有监控功能。改造后, 新系统取消CPU使用仪控顺控的划分, 将2#烧结机按生产工艺流程分成三个区域, 其生产监控分别由三对冗余的ControlLogix5000 CPU完成, 且每对CPU与现场I/O采用冗余的ControlNet网通信, 速率达到5Mbps, 提高了系统运行的可靠性。三对CPU处于监控层总线上, 便于实现各种通信功能。
(1) 1#CPU
主要完成从配料室给料设备至烧结机混合料槽上料工艺设备的电气传动控制, 及配料室各给料设备的自动调节控制和一二混水分率自动调节控制。所有设备信号采集由配料和一混远程站 (R-I/O) 完成。
(2) 2#CPU
主要完成圆辊至环冷所有设备的传动控制, 及烧结机本体、主排、余热回收等所有数据的仪表控制, 所有设备信号采集由20.06m和0m远程站 (R-I/O) 完成。
(3) 3#CPU
主要完成环冷至Q1成品破碎筛分工艺流程所有设备的传动控制, 及流程间自动切换控制, 所有设备信号采集由成品和0m远程站 (R-I/O) 完成。
(2) 系统网络结构
改造前, 2#烧结机控制系统、1#烧结机控制系统以及加工控制系统均为DH+网, 其间的通信全部通过网桥DHR I/O由远程MSG完成。大量MSG的使用, 占用了大量CPU内存, 而且可靠性低, 扩展困难, 经常发生网络数据拥堵, 监控反应滞后现象。
改造后, 系统控制层使用RG6同轴电缆组成冗余的ControlNet网络, 通信速率为5Mbps, 大大提高了控制层网络通信的性能和可靠性。监控管理层采用扩展性和兼容性很好的星型拓扑结构计算机网络, 使用TCP/IP协议实现网络通信, 通信速率可达100Mbps。使用OPC技术, 不同系统之间可以很方便地进行数据交换和访问。而且网络具有很好的开放性, 便于和工厂管理网ERP (Enterprise Resouce Planning) 互联, 实现实时数据上网, 且为今后建立大型生产过程数据库, 实现生产智能控制管理搭建好硬件平台。
(3) 系统软件开发
(1) PLC5系列模拟量I/O模板在Logix5000编程环境下组态方法
RSLogix5000编程环境不支持PLC5系列模拟量I/O模板的组态, 没有模板组态应用界面, 开发出在ControlLogix5000平台下各类ABPLC5系列模拟量I/O模板组态数据软件编程方法, 即单独组态方法和整体组态方法。
(2) 模拟量I/O模板组态的研究与开发
RSLogix5000环境不支持PLC5模拟量I/O模板组态, 所有模拟量I/O模板的访问需使用MSG读、MSG写指令完成, 模板组态数据须在标签表中进行逐位设置, 通过大量实验摸索出各类模拟量I/O模板组态字的意义。各类模拟量模板的相关组态字见表1。
(3) MSG优化处理
MSG指令占连接数, 连接数超过系统规定的限制将引起系统通信故障或CPU死机, 因此应根据各类模板的工作性质和在系统中的地位确定MSG读、写指令的执行频率, 对MSG进行优化设计, 保证系统稳定运行。
三、结语
400m2烧结机烟气脱硫 篇5
400m2烧结机烟气脱硫
本文阐述了烧结机烟气脱硫是未来环保发展的必然趋势;结合邯钢400m2烧结机烟气脱硫实际工程,分析了烧结机头烟气的特性:介绍了一种气固再循环半干法脱硫工艺(GSCA)及其技术特点,该工艺技术先进,可靠,具有代表性.
作 者：刘君 庞俊香 刘新虎 程旭 Liu Jun Pang Junxiang Liu Xinhu Tian Wei 作者单位：邯钢集团公司设计院,河北,邯郸,056015刊 名：金属世界英文刊名：METAL WORLD年，卷(期)：“”(5)分类号：X7关键词：烧结机 烟气脱硫 GSCA半干法
烧结机控制系统 篇6
关键词：烧结机 漏风 改造
0 引言
我国冶金行业经过几十年的蓬勃发展，不管从设备还是技术上都取得了卓越的成就。在设备、技术更新的同时，许多早期建成投产的烧结系统都面临着设备老化及生产效率不高的窘境。通过对唐山港陆钢铁烧结机系统（4台100m2烧结机和2台200m2烧结机）及涟钢130m2、180m2烧结机系统等投产十多年的烧结系统考察，针对烧结机设备上存在的主要共性问题进行简要分析，并给出诊断方案。
1 设备目前存在的问题
带式烧结机是传统烧结系统中相当成熟的烧结设备，它主要由驱动装置、给料装置、台车、风箱及风箱端部密封、尾部装置、骨架、轨道装置、灰斗及密封罩等组成。
通过对老式烧结机系统生产过程仔细观察，并与现场生产人员及设备维护人员沟通，目前使用时间久的老式烧结机主要存在以下问题。
1.1 轨道磨损 台车在轨道上运行，由于长时间的摩擦，再加上车轮运行时对散落在轨道上烧结散料的碾压，造成轨道及车轮磨损严重，甚至表面出现开裂及剥落现象。台车运行阻力无形增大。同时轨道面磨损后台车标高降低，导致台车的弹性密封滑板与风箱侧梁上的滑道压得过紧，摩擦阻力增大。同时滑板、滑道磨损加剧，导致弹簧压紧力不足或弹性失效，密封板上下不灵活，滑板与滑道之间的缝隙增大，漏风率增高。同时由于受力不均，烧结机运行不平稳，跑偏严重。
1.2 尾部起拱 由于头尾齿板采用以前老式设计，台车在尾部星轮回程时起拱嚴重，台车耐磨端板磨损厉害，导致相邻台车轮距变小，在上部台车进入尾部弯道时，不能与齿板正常啮合，经常出现顶到齿冠部分现象，对烧结机正常生产运行产生严重危害。
1.3 台车塌腰及栏板开裂 台车是关键的受料设备，是整个系统运行主体。由于台车长期在高温工况下工作，台车栏板变形严重甚至开裂，相邻栏板的间隙增大，严重影响抽风烧结效果。台车塌腰严重，塌腰变形量超达20mm，同时台车塌腰后与头尾密封盖板摩擦，导致台车梁底及密封盖板磨损加剧，两者间隙进一步加大，漏风率大增。
1.4 头尾密封处漏风 由于早期头尾密封采用多板式结构，盖板与盖板之间的缝隙是无法避免的漏风点。并且老式头尾密封是采用重锤连杆机构，下面带灰箱装置。长时间在高温、多灰的工况下作业，设备磨损，氧化，锈蚀严重，而短暂的检修时间无法给设备进行维护。年久失修，转动卡阻不灵活，盖板下沉后不能在重锤作用下上浮复位，导致密封盖板与台车底面间隙过大，漏风严重。
1.5 头部星轮不正 烧结机台车在头部星轮的驱动下作封闭式链式运转，由于抽风、磨损等原因导致头部星轮两侧传动齿板受力不均，星轮齿板长期单侧受力，负载过重，齿板磨损严重且开始产生塑性变形，齿板受力面弧线磨平且开始往里凹陷，严重造成两侧齿板不同相，导致系统运行不平稳，烧结机跑偏厉害，从而车轮及轨道的磨损又加剧。同时烧结机跑偏又反过来加剧传动受力不均，两者互相恶化，对烧结机运行产生严重影响。
2 解决方案
针对上述问题，对老式烧结机改造给出以下方案。
2.1 更换轨道、滑道 对已经磨损的上部轨道及头尾弯道进行清理、更换。对滑道整体更换，采用高硬度耐磨滑道以减少磨损。由于磨损后各设备标高变动，按理论尺寸重新检查轨道、滑道的标高，通过垫片的调整使其高度公差控制在允许的范围内。
2.2 更换头尾星轮齿板 老式齿板不仅磨损厉害，而且容易造成起拱。对头、尾星轮齿板更换，采用修正齿弧曲线的烧结机尾部星轮齿板。实践证明该齿板和弯道能使台车顺利运行，并能基本消除台车的起拱现象，起拱量不超5mm，有效地减少台车耐磨衬板的磨损，提高使用寿命，从而减少漏风。
2.3 更换台车相关零部件 对所有台车进行检查，对于塌腰超过10 mm的台车体给予更换。检查台车下面弹性密封，看滑板是否卡死，如弹性滑板失去弹性，则必须更换。检查台车栏板，对开裂过大的栏板进行更换。检查台车端部耐磨板，对于磨损严重的衬板必须更换，以确保相邻台车轮距与理论尺寸不相差过大，在进头尾星轮时能正确配合。
2.4 更换头尾密封 对以前传统老式头、尾密封进行更换，建议采用负压吸附式烧结机端部密封。负压吸附式烧结机端部密封重量轻，密封好，转动灵活，同时不需要单独设置灰箱，有效地减少了维护工作，延长了设备寿命。
2.5 调整头尾星轮位置 头尾星轮长时间运行后，位置会出现偏差。检查头、尾轮整体标高与理论中心线的偏差，检查尾轮与头轮中心线的平行度，确保星轮头尾传动部分位置正确。同时检查头、尾弯道与星轮相对位置，如有偏差，作出调整，确保台车在弯道中运行平稳。
3 结束语
烧结机自动控制管理系统改进 篇7
关键词：烧结机,矢量跟踪,自动控制
唐钢炼铁厂北区有200m2烧结机两台, 265m2烧结机一台, 主要满足炼铁北区三座高炉的用料需要。2007年公司决定对炼铁北区3#高炉进行改造扩容 (由2 560m3扩容至3 200 m3) , 扩容后高炉用料出现百吨左右的缺口, 因此决定再建一台180m2烧结机。同时, 为给新180m2烧结机供料, 对现有的加工上料系统进行改扩建, 使之为四台烧结机所共用。为实现上述工艺控制要求, 除需要新增一套180m2烧结机控制系统, 还需对现有的加工控制系统进行改造。
一、系统结构改进
1. 控制管理系统设备选型
新180 m2烧结机控制系统采用的是AB Control Logix5000系列产品, 原1#、2#、3#烧结机和加工控制系统使用的全部是AB PLC5系列产品, 新系统要和原1#、2#、3#烧结机和加工控制系统联网, 实现烧结区数据共享, 与原系统有良好的兼容性。
新180m2烧结机采用的AB Control Logix5000系列产品功能强大, 易于网络拓展, 并且与原AB PLC5控制系统通信不需要使用第三方技术协议, 有多种可供选择的使用相同基板的通信模块, 向下可以方便实现与原AB PLC5控制系统通信, 向上实现与公司控制管理网通信。
2. 系统网络构成
新180m2烧结机自动控制管理系统分为四部分, 即配混料系统、主排机头系统、烧结成品系统及外网通信。形成四CPU双冗余、总线型、主子网结构, 负责完成180m2烧结机所有系统及过程的自动控制与调节功能;在外网通信子系统中配置1756-DHRIO模板和1756-ENBT模板, 分别实现与原系统DH+网和企业资源计划管理网ERP系统的通信。
新180m2烧结机控制系统主干Control Net网络由四个互相冗余的CPU、中控室3台监控计算机、看火室1台监控计算机和主排1台监控计算机组成, 主要实现上位机与控制子网以及与公司ERP网的通信, 网上共有15个节点 (包括冗余系统) , 控制子网根据烧结工艺特点和各CPU功能分成5个子网, 每个子网配置若干机架, 实现现场设备信号采集与控制。
系统采用高速、确定的Control Net现场网络, 用于高速传送实时I/O数据和信息数据, 包括程序上载及下载。并采用了监控层和管理层的网络控制方案, 具有良好的拓展性、兼容性、可移植性和前瞻性。
(1) 监控层完成生产流程选择、设备远方联锁启停, 设备故障检测报警, 回路调节控制、过程趋势显示、设备状态和过程数据监视及报警等功能。
(2) 管理层完成实时数据采集、生产过程中各种相关数据的录入;建立生产数据库, 实现数据共享;完成数据分析, 下达各项生产数据指标指导生产管理, 统一协调各车间的生产工作;提供生产数据报表和数据查询功能。
3. 重新优化的加工上料控制系统
作为新180m2烧结机配套工程的加工上料系统, 是烧结工艺的前道工序, 除了完成对原有三台烧结机的上料任务外, 还需要完成对新180m2烧结机的上料任务。为此除新增熔剂供料工艺流程和部分混匀矿供料及燃料破碎加工流程外, 还需要对原混匀矿供料及燃料破碎加工工艺流程进行改造。根据改扩建后加工上料工艺特点, 对控制系统功能进行了以下改造。
(1) 根据原1#、2#、3#烧结机和新180m2烧结机的生产能力, 实现对F203头部翻板及二层翻板的自动控制, 合理控制料流量, 满足烧结区四台烧结机对混匀矿的用料需要。
(2) F203与下游设备的接口多, 流程复杂, 通过简单实用的逻辑控制保证了单一流程或多个流程启停时F203相应联锁动作全面可靠。
(3) 增加P1复线及Z6-1、Z6-2皮带尾部翻板后, 原1#、2#、3#机匀矿受料槽均有多个供料流程可供选择, 解决了Z6-1、Z6-2皮带停机检修时 (如划带) 烧结机断料停机的问题。
(4) 新180m2烧结机配料室有五个匀矿仓, 移动受矿小车跨两个仓, 当给三号仓上料时, 向西跨4#、5#仓压住其他料种仓位, 可能上错料, 因此移动受矿小车必须向东跨过1#、2#仓, 而小车向东没有车位, 程序无法判断出小车位置, 会导致小车失控造成事故。为此经多次现场勘察, 提出模拟小车0车位信号, 使小车能正常工作。
(5) 改造前, 原燃料破碎加工 (C系统) 系统工艺设备繁多, 流程混乱。为此将C系统重新划分为1C系统、2C系统、3C系统, 1C系统为公共部分, 2C系统负责为原1#、2#、3#烧结机提供燃料, 3C系统负责为新180m2烧结机提供燃料。
二、控制系统关键技术改进
1. 创建从配料室至混合料矿槽全流程料量矢量跟踪表, 实现配料室各物料切出量的精确调整
烧结配料室各种物料下料量的稳定控制是保证烧结混合料各种化学成分稳定的重要保证, 使用矢量技术, 进行物料跟踪, 实时动态模拟配料室各加入点料流变化情况过程, 为切除量控制调节提供高度精确的过程变量, 从而提高配矿精度, 保证混合料中各物料配比的稳定。
2. 建立水分数学模型使用矢量跟踪和移动平均技术, 实现混合料水分自动调节控制
所谓矢量跟踪即知道结果反推过程。移动平均即相邻时间片变量简单平均。混合料水分率控制用于在线控制烧结混合料中的水分, 使之保持稳定, 以确保烧结混合料具有良好的透气性。本控制过程从加水到检测出水分率需要4min左右, 属滞后过程。为此开发出水分率控制数学模型, 建立了严格时间概念的混合料、混合料干料, 混合料含水量矢量表, 并使用移动平均技术克服滞后问题, 实现了混合料水分自动控制。
3. 风箱风门实现自动调节, 通过终点温度调整风门开度, 实现烧透点控制
烧结矿质量的好坏主要和烧结温度有关, 由于烧结生产是负压烧结, 台车下风箱抽风, 混合料自点火炉内点燃料面开始, 沿台车行进方向至机尾烧透为止完成烧结过程。其中烧结终点的选择尤为重要, 所谓烧结终点即烧透点, 靠前出粉矿、质量降低, 靠后出红矿、烧环冷台车。因此烧结终点的选择必须恰当。180m2烧结机共22个风箱, 取20#风温为终点, 由后五个风箱温度的高低变化情况决定, 而后五个风箱风门的开度直接影响着烧结机后五个风箱的温度变化。风箱风门投入自动调节方式后, 中控操作人员可以跟据烧结矿质量需要分别预先设定18~22号风箱温度, 控制系统通过和实际温度进行比较计算, 产生一个输出去调节风箱风门开度, 使实际温度保持在设定值, 并达到稳定, 从而保证烧结矿质量稳定, 合理用风, 提高生产效率。
4. 关键设备的实时监控与数据管理
首次将主排等关键大型设备列入系统监控范围, 实时监控设备运行的各项技术指标, 当设备运行出现异常时, 系统可以在第一时间作出反应, 并采取可靠措施, 对减少大型设备故障, 延长设备使用寿命起到了关键作用。
主排风机是烧结工艺中的关键设备, 新180m2烧结机主排风机采用6 800k W电机, 引进PC控制尚属首次, 对保护设备安全运行有非常重大的意义。主要实现以下功能。
(1) 主排电机, 风机温度、轴振动等信号超限时, PLC监控画面立刻弹出报警。连续超限10s, PLC输出停机信号, 并锁存故障信息, 对主排风机及电机起到保护作用。
(2) 当主排故障停机时, PLC判断出是电气停机还是仪控停机, 并进一步判断出是温度停机或是油压停机, 并将判断结果锁存, 直至启车后进行复位才能消除判断内容。
(3) 主排启车前, 必须对PLC进行复位, 以满足启车条件;启车正常后, 再进行一次复位, 以消除上次停机时的判断内容, 以免造成下次停机时的判断失误。
(4) 实现两台电动油泵在主排风机启动、运行、停止过程中的自动启停和相互切换。
三、总结
180 m2烧结机自动控制管理系统采用计算机网络技术、数据通信技术和自动控制技术, 结合唐钢炼铁厂生产特点, 实现控制和管理双重功能。经投产检验, 系统功能丰富, 使用灵活方便, 运行稳定可靠, 性能价格比高, 有着良好的扩展性、可移植性。
《生产维护体系中的五个六架构》, 定价28元。
《精益生产实践———任何规模企业实施完全宝典》, 定价38元。《产品生命周期管理—21世纪企业制胜之道》, 定价58元。
《可持续工业设计与废物管理:“从摇篮到摇篮”的可持续发展》,
烧结机控制系统 篇8
济钢炼铁厂有120 ㎡烧结机3 台, 其中1#2# 烧结机在2002 年由90 ㎡烧结机扩容改造成120 ㎡烧结机, 采用的是双线集中润滑系统, 油泵开启后, 采用分配器对各润滑点进行供油, 一个分配器带4 个润滑点, 这种润滑系统在自身原理和结构上具有一定的限制, 常常因润滑不到位, 造成台车爬坡、掉滑板、电流过载等故障, 同时加快了滑道磨损, 增大了烧结机的漏风率, 给生产带来了严重的影响。烧结机生产环境恶劣、温度高、润滑点多且分散, 烧结机头尾部润滑点多为重载轴承, 滑道及尾部润滑点温度都在100℃以上, 济钢120 ㎡烧结机润滑点中部滑道有108个, 头部轴承座有16个, 尾部轴承座有10个, 在生产运行中, 双线集中润滑系统主要存在以下这些方面的问题:
(1) 系统泵站压力比较低, 由于各点是同时供油, 管线比较长, 系统压力升不上去, 在距离泵站近的地方压力高能够得到充分的润滑, 远的地方压力低而得不到供油; (2) 各点的润滑油量无法控制, 在134 个润滑点中包括滑道、轴承座、齿轮箱等, 各点对润滑油量需求和润滑时间不一样, 造成润滑油的浪费, 同时由于管道长、压力损失的原因, 导致中、后部滑道润滑点油量过少, 容易造成设备故障; (3) 润滑油路由于无过滤装置, 容易造成分配器卡阻, 并且没有检测及报警功能, 排查很不方便, 一旦某个分配器卡死, 将有4 个点无法供油。烧结机本身工作环境比较恶劣, 属于高温、粉尘区域, 分配器在这种环境下工作, 极易出现卡阻, 如果得不到及时处理, 很容易造成滑道缺油, 发生设备事故; (4) 故障率比较高, 并且检修不方便, 如果系统压力出现问题, 不容易查出问题的所在, 将会导致整个系统无法正常工作, 需停止供油, 方能检修; (5) 自动化程度低, 不能进行远程监控, 油量、时间的调节都需要到泵站手动操作, 经常由于操作的原因带来一些设备事故。
2 润滑系统改造
2.1 润滑系统改造必要性
济钢120 ㎡烧结机在使用双线集中润滑系统过程中, 故障率较高, 经常因润滑不到位使得电流过载, 造成停机, 同时也影响烧结机机速调节, 制约着烧结机的产量和烧结机的作业率, 针对这些问题, 在2014 年5 月份我厂对120 ㎡烧结机进行大修时, 引进了ZDRH-2000智能润滑系统, 该系统可根据设备工作状态、现场环境温度等不同条件及设备润滑部位的不同要求, 准确、定量、可靠的满足各种润滑要求, 它具体有以下技术特点:
(1) 润滑泵一用一备, 工作压力高, 能够在其中一台出现故障的时候自动启用备用泵, 稳定可靠, 最高工作压力能达到30MPa, 保证所有供油点都得到充足的润滑, 采用压力传感器, 实时监控系统压力。 (2) PLC可编程控制器现场控制各润滑点润滑状态;能够控制定时、定量供油, 并能依据润滑状态调整供油参数, 提高润滑系统可靠性。 (3) 给油系统采用的是新型电磁给油器集成, 避免了分配器所带来的一些缺点, 各润滑点都是单对单, 提高了润滑可靠性。 (4) 先进的流量传感器实时监控润滑点的真实运行状态, 如果某个点出现故障, 能够及时从监控中发现并得到解决, 不用停止整个系统, 维护方便。 (5) 网络挂接与微机通讯实行远程监控, 方便工人操作, 并且能够从微机上及时掌握润滑信息, 出现问题能够得到及时发现并解决。
2.2 润滑系统工作原理
该系统主要由以下几部分组成:主控系统、润滑泵站、执行检测部件、监控系统。采用PLC控制, 通过流量传感器进行流量信号检测, 通过主管路供油, 在主管路和润滑点之间皆有电磁给油器和流量传感器, 电磁给油器初始是常闭的, 当某个电磁给油器接到指令时打开给油, 因此每个润滑点的供油量都是可以根据需要控制, 且某一点有故障不影响其他各点供油。
工作流程, 首先启动电动高压润滑泵, 待主给油管道压力升至设定值后, 依次逐个打开各电磁给油器开关, 按照设定的参数给各润滑点供油, 同时流量传感器进行检测, 如有故障及时报警, 并且继续给下一个润滑点供油, 直到所有润滑点给油结束, 系统进入循环等待时间, 循环等待时间结束, 开始下一个给油过程。
3 自动润滑系统应用效果
2014 年5 月济钢120 ㎡烧结机投入使用ZDRH-2000 智能润滑系统后, 已经安全稳定运行快一年了, 经过这段时间的实践可以看出, 改造是非常成功的。
(1) 设备故障率为零, 系统运行稳定。定期每月打开阀前过滤网检查, 及时更换损坏件, 运行期间未出现过堵塞和卡阀现象。 (2) 备件费用和维护费用大大降低。新系统上线后, 系统润滑良好, 烧结机滑道寿命提高了1 倍, 年节约备件费用30 万元;通过控制打油量和打油时间, 用油量也大大减少, 由单台机月消耗2000kg降到了1500kg;施工费用也明显降低, 以前安排了一个维修承包队伍, 平时处理分配器堵塞, 检修处理滑道堵塞等问题, 每月施工费用大概在1.5万元, 现在我们自己检修班就能维护所有的活, 节约了维修成本。 (3) 烧结机运行稳定, 机速能够得到稳定的调节, 滑道漏风率也降低了1.5%, 每台机年产量提高近4000 吨。可以从表1 中看出。
4 结语
烧结机余热水泵改变频控制 篇9
1.1 工艺简介
烧结余热回收系统用于回收利用环冷废气余热, 是烧结生产节能降耗, 实现资源再利用的重要手段。其主要工艺流程为利用主抽风机抽取鼓风环冷第一冷却段的高温废气, 经多管除尘器除尘后到达余热锅炉。余热锅炉分两段布置, 分别为高压余热锅炉 (蒸汽压力1.27M Pa) 和低压余热锅炉 (蒸汽压力蒸汽压力1.27M Pa) 。
1.2 主要工艺设备及工艺流程
4#烧结机余热回收系统现有两台高压给水泵 (A C 380V, 110k W) , 为高压余热锅炉的供水;其供水量的调节是通过给水调节阀节流调节给水流量, 以保证锅炉汽包水位。
2 存在问题
4#烧结机余热回收系统现有两台高压给水泵 (A C 380V, 110k W) , 采用常规M C C控制;给水量靠给水调节阀门控制。由于高压给水泵选型过大, 给水管路压力过高, 造成高压给水调节阀调节故障率高, 降低了余热系统同步作业率和余热的产汽量。
因此, 只有改变高压给水的调节方式, 才能降低故障率, 提高余热系统同步作业率和余热的产汽量, 并具有一定的节能效果。
3 解决措施
1) 将两台高压水泵由常规的M C C控制改为变频调速控制;
2) 在现有PLC控制柜中增加PLC模拟量模块及信号隔离器, 并根据工艺控制要求修改两台高压水泵的PLC控制程序;
3) 将现有两台三相异步电机Y 2-315-2更换为变频电机。
4 电气改造
4.1 供电
在4#烧结机余热回收电气室新增两台变频控制柜, 变频控制柜的A C 380V电源分别引自现有两台水泵电机的配电柜。
4.2 控制
本次改造, 将给水泵的改为变频控制, 保证锅炉汽包水位, 同时将蒸汽流量作为扰动信号引入该控制系统中, 排除了由于温度骤变而产生的虚假液位对控制系统的影响。新增的变频器通过硬接线和现有的PLC系统采用点对点连接。PLC系统通过硬接线接受变频器的运行、故障等开关量的信号以便系统实时监控。改造后的系统控制框图如下:
当通过PLC系统的“H IM”画面给变频控制系统设定一个给定值后, 该给定值与液位反馈信号值进行比较, 并通过PID计算得到的流量值与锅炉的蒸汽流量比较过程中, 排除由于温度骤变而产生的虚假液位对控制系统的影响, 这个信号作为变频器的给定值, 当变频器运行时, 变频器接受PLC的控制信号实现变频控制方式从而控制水泵的转速, 达到调节给水量的目的。
另外, 当水位过低时产生声光报警提醒操作人员注意。当水位出现极低时, 系统立即进入紧急停炉程序, 保证锅炉本体设备不受损坏。
5 设备改造
原有两台高压水泵电机采用的是Y 2-315-2, 110k W普通电机。普通电机是根据市电的频率和相应的功率设计的, 只有在额定的情况下才能稳定运行。针对本次改造, 电机控制改为变频控制后, 就要克服低频时的电机过热与振动等问题, 而变频电机在设计上要比普通电机性能要好一点。
5.1 变频电机选型
5.1.1 变频电机特点
1) 采用电磁设计, 减少了定子和转子的阻值;
2) 采用特殊的绝缘结构, 使电气绕组绝缘耐压及机械强度有很大提高;
3) 适应不同工况条件下的频繁变速;
4) 平衡质量高, 防震动等级为R级;
5) 强制通风散热系统。保障马达在任何转速下, 得到有效散热, 可实现高速或低速长期运行。
5.1.2 变频电机选型
变频电机选型采用Y V F2-315S-2, 功率110KW;绝缘等级F;防护等级IP54;电机配冷却风扇。
Y V F2系列电机主要性能指标符合最新颁布的国家标准 (变频调速专用三相异步电动机技术条件) 的有关规定, Y V F2系列变频调速电机采用独立的风机冷却, 以保证电机在低速长期运行时温升不超过允许值。
Y V F2系列电机采用性能优良的电磁线及绝缘材料, 可靠的浸渍过程及检测措施, 使电机在变频器高频载波引起的过电压方面具有很强的适应能力。
总之, Y V F2系列电机采用特殊设计的电磁方案及合理的定转子槽配合, 使其适应变频器供电的状况。以使电机在低速时恒转矩输出及在高频段保持一定的过载能力。
6 经济效益分析
2011年烧结机作业率约90%, 4#烧结机余热高压供水调节阀的故障时间约80小时, 同步率为90%×99%=89%。改造后, 调节阀故障率为零, 余热系统的同步率可提高1%。4#烧结机余热高压锅炉设计能力为产汽量40吨/小时, 实际运行产汽量约30吨/小时, 所以同步率提高后, 每年产汽量至少增加2400吨, 经济效益每年为2400×112元/吨 (不含税) =268800元。由此可见, 本改造产生的经济效益是可观的。
7 结束语
本工程于2012年10月开始施工, 并于2012年12月竣工, 通过对PLC系统调试, 其控制功能完全满足工艺生产要求, 得到了用户一致好评。
参考文献
烧结机控制系统 篇10
关键词：烧结机生产,自动控制系统,Quantum PLC
1 前言
烧结矿作为高炉冶炼的主要原料, 其质量直接影响高炉生产。安钢400m2烧结机于2007年6月投产以来, 运行一直很平稳, 该系统主要向安钢2800m3高炉提供优质烧结矿。该系统自动化控制系统采用先进的网络结构和PLC软硬件设备, 并应用先进的烧结工艺优化控制软件技术, 实现烧结生产过程自动控制、监控及管理, 为安钢烧结生产走向大型化迈出了一大步。
2 自动控制系统构成
自动控制系统实现对整个烧结机生产设备的联锁控制, 实时数据的采集与分析, 过程与设备状态的监控与报警, 过程趋势数据的采集与处理, 报表打印, 画面显示。完成了生产设备的基础自动化及过程计算机控制。各个P L C站、上位监控机、工程师站之间采用环路光纤配置的TCP/IP工业以太网连接, 构成了烧结生产的综合监控网络。
根据烧结工艺对自动化系统的要求, 400m2烧结机计算机自动控制系统采用施耐德Quantum 140系列PLC (CPU模板:140 CPU 53414B;通讯模板:140C R P 9 3 2 0 0, 1 4 0 C R A 9 3 2 0 0, 140N O E 7 7 1 0 1;输入模板:1 4 0D A I 7 5 3 0 0, 1 4 0 A T I 0 3 0 0 0, 1 4 0ARI03010, 140 ACI03000;输出模板:140 DRA84000, 140 ACO02000) 可实现配混系统、烧冷系统、成品筛分系统、主抽风系统、主粉尘系统及电除尘卸灰系统的逻辑顺序控制, 对主抽风机、点火炉等生产工艺的数据采集处理及回路控制。系统网络配置简图如图1。
系统由5台P L C、2个工程师站、2台服务器和10个监控站组成。基础控制层采用Quantum 140系列PLC, PLC主站与分站之间采用远程I/O方式扩展。各P L C站通过网络通讯模板、交换机、TCP/IP工业以太网与工程师站、服务器或监控站可进行通讯, 传输速率为1 0 0 M pbs, 传送介质为超五类屏蔽双绞线。系统具有强大的数字量、模拟量及回路处理功能, 具备模板化可扩展的特点, 包括C P U、I/O模板、I/O接口、通讯模板、电源和底板等。监控系统 (H M I) 采用施耐德公司的citect 6.01监控软件, 实现生产过程工艺流程及各参数的采集显示、报警、回路控制画面, 历史数据存储及趋势图, 报表等监控功能。操作系统为Windows xp编程软件采用Concept2.6, 它支持5种IEC标准语言, 系统提供了派生功能块 (DFB) , 并可在Concept2.6应用程序中反复调用, 如果一些特定的算法或逻辑控制需要改变, 只需修改D F B功能块即可。
3 系统功能
3.1 电气控制
根据工艺要求和现场实际情况, 系统从整体上分为机旁操作和计算机联锁运行。机旁操作是指操作人员在现场操作箱上进行设备的启动、停止及设备运转速度设定。当一台设备于机旁操作状态时, 不再参与系统的其它联锁。计算机联锁运行是指处于自动运行的所有设备每一时刻都参入各自联锁条件, 如运行安全联锁、工艺参数联锁、启动或停止顺序联锁等, 有效地防止因下游设备故障而引起上游皮带堆料。现以配混系统为例, 阐述控制原理, 如简图2。
在圆盘配料系统中, 给料量主要由圆盘的转速决定, 并且与圆盘的转速成线性比例关系。处于机旁手动操作方式时, 操作工可手动调节操作箱上电位器来控制变频器频率, 从而控制圆盘给料机的转速。处于自动运行方式时, 中控室操作工可从上位监控机设定流量给PLC, 同时电子皮带秤测出一个实际流量信号反馈回PLC参加PID运算, 最后, 得到一控制量, 通过MB+网控制变频器, 从而控制圆盘给料机的转速, 达到控制物料流量的目的。1混-1皮带、1混滚筒、转2-1皮带等设备自动控制程序上做了严格的连锁控制, 避免了下游设备故障停机引起上游皮带堆料问题。
3.2 仪表控制
(1) 信号的采集与处理
利用Concept 2.6软件特有功能, 针对不同的模拟量输入信号和不同参数需要, 分别编制了工程量转换、偏差、上下限报警等各种信号处理的D F B, 在控制程序中可直接调用这些功能块。实现了混合料矿槽料位测量及上下限料位报警, 煤气流量、空气流量的累计及瞬时显示, 煤气与空气压力测量, 低压煤气切断, 负压测量与显示, 烧结料层厚度检测。实现了主抽风机入口流量检测, 进口废气负压、温度测量, 高压电动机的轴承、定子温度测量及风机轴承、温度、振动的测量及超限报警和停车等。
(2) 点火炉温度控制
点火炉燃烧控制是烧结工艺的重要环节, 该系统可分为点火流量控制和点火温度控制两种方式。流量控制为操作员在上位监控机设定一流量值, 给PID调节器的SP端, 反馈信号给PID调节器的PV端, 然后经PID运算后输出一开度信号来确定调节阀的开度。点火温度控制为操作员在上位监控机设定一温度值, 经PID调节程序输出一煤气流量值, 最终达到调整煤气流量的目的。
4 系统特点
(1) 故障报警及自动生成报表。当出现故障时, 监控画面将以警示色提醒用户, 以便操作工及时处理。系统能实时地将历史数据记录在上位机中, 对数据的查询、统计和打印很方便。
(2) P L C电源模板冗余, 并采用U P S供电, 保证了系统的安全性和稳定性, 有效地减少故障停机时间。
(3) 上位机进行系统的监控和管理, 并提供良好的人机界面, 实现分布处理与集中管理一体化, 而且系统故障率低, 可靠性高, 操作简便, 控制功能和精度满足生产工艺要求。
(4) 采用服务器采集和存储数据, 可靠性和稳定性更高。由于监控机只和服务器交换数据, 所以对底层PLC系统暂用率低, 运行速度更快;同时网络负荷也大大降低了。
5 结束语
该系统自2007年6月投产以来, 运行一直很平稳, 没有出现过事故故障, 故障率低, 可靠性高, 完全满足了大型烧结机的自动化生产要求。
参考文献
[1]、Modicon.Tsx Quantum.硬件手册
[2]、Modicon.Concept V2.6.编程软件手册
[3]、廖常初.PLC编程及应用.北京机械工业出版社.2002
烧结机控制系统 篇11
摘要：文章针对昆钢本部300m2烧结机柔性传动安全联轴器出现频繁打滑失效的问题，通过分析安全联轴器的结构，对比安全联轴器的机械保护与电气保护，重新设计一种联轴器取代安全联轴器，使烧结机柔性传动安全联轴器频繁打滑失效的问题得到根本解决，从而提高了烧结机的产量和质量，取得了良好的经济效益。
关键词：300m2烧结机；柔性传动；安全联轴器
中图分类号：TF321 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）20-0038-02
昆钢本部300m2烧结机于2008年8月建成投产。烧结机的主驱动装置为双电机全悬挂柔性传动装置，结构简图见图1，主要有：（1）22×2kW电机；（2）一级减速机；（3）安全联轴器；（4）蜗轮、蜗杆减速机；（5）小齿轮；（6）大齿轮等部件。300m2烧结机投入生产近三年，先后出现四次柔性传动安全联轴器损坏打滑失效的设备事故，由于安全联轴器结构复杂，每次修复均需要4～6小时时间，造成烧结机较长时间停产，导致烧结机作业率下降，烧结矿产、质量受到影响。2011年7月6#高炉大修完毕，四烧300m2烧结机专供6#高炉烧结矿，而2011年6月至7月烧结机的柔性传动安全联轴器出现打滑失效的设备事故就有三次，严重威胁到炼铁厂生产组织，因此必须采取有效措施遏制这一设备事故的频繁发生。
1 原因分析
柔性传动安全联轴器主要依靠摩擦片的压紧力来传递扭矩，设定扭矩为2680N·m（结构简图见图2）。
通过对四次柔性传动安全联轴器损坏打滑现场进行观察发现，每次打滑引起的原因都是一致的，首先压盘（1）的联接螺栓和压盘（2）的导杆螺栓长期承受剪切力疲劳断裂后，引起内、外摩擦片压紧力不足，导致联轴器打滑，传动失效烧结机停机。同时每次安全联轴器损坏打滑我们都对烧结机进行详细检查，未发现外来的阻力，修复后对电机电流进行检测，单台电机的工作电流值为26～30A（电机额定电流为：43.1A），也就是说每次打滑烧结机均是在正常工作工况下发生的，安全联轴器设计本身有缺陷。
图1 双电机全悬挂柔性传动装置
针对这一情况，我们向设备设计制造厂家唐山矿山冶金机械厂的技术人员进行过咨询，信息反馈该类型的联轴器在其他冶金单位也出现过相同的设备事故，多数采取的补救措施为用螺栓代替导杆、蝶形弹簧组，尽可能地将安全联轴器内、外摩擦片顶死来避免打滑现象。我分析认为厂家这一建议仅是对导杆螺栓、压盘（1）的联接螺栓进行加大提高承受载荷的能力，但受安全联轴器本身结构限制，螺栓进行加大提高承载有限。另外将内、外摩擦片顶死来避免打滑，则安全联轴器所具有的一定保护作用也没有了，因此认为此方案不可取，必须考虑更好的改造方案，才能根本上解决问题。
图2 安全联轴器
2 改进措施
2.1 烧结机过载保护分析
自300m2烧结机投产三年以来，发生过载时最先起保护作用的是两台变频电机的过流保护。2011年4月23日烧结机更换新的固定滑道，开机后固定滑道与台车磨合期间阻力较大，导致两台变频电机的运行电流频繁超保护值115A而跳停多次，而这一期间烧结机柔传安全联轴器并没有发生机械保护打滑。因此，烧结机过载主要还是电气保护起作用，原设计的安全联轴器对烧结机的过载保护没有起到
作用。
2.2 改造设计
通过上述过载保护分析，在现有安全联轴器位置可以设计一套新联轴器取代，新联轴器必须结构简单、便于维修，同时所传递的扭矩不得低于原安全联轴器的设定扭矩2680N·m。
根据这一设计思路，我们决定参考HL6型弹性柱销联轴器来设计新联轴器，结合现场空间尺寸和一级减速机结构，设计了图3弹性柱销联轴器，对联轴器的尼龙柱销的剪切强度进行了校核。
2.2.1 校核HL6弹性销联轴器：
根据HL弹性柱销联轴器校核公式：
柱销的剪切强度τ=≤[τ]（N/mm）2 （1）
式中：
Tc——联轴器的计算转矩，这里取原安全联轴器设定扭矩为2680N·m
D1——所得设计联轴器尼龙柱销分度圆240mm
Z——所得设计联轴器尼龙柱销数8个
d3——所得设计联轴器尼龙柱销直径40mm
[τ]——尼龙柱销材料的许用剪切应力，可取11（N/mm）2
将各值代入式（1），计算得出：
τ=2.2≤[τ]
满足柱销的剪切强度要求。
2.2.2 计算所设计的联轴器剪断时尼龙柱销直径：
将上述已知条件，除d3外，代入式（1），计算得出：
d3=18.8mm
当承受设定扭矩为2680N·m时，尼龙柱销在19mm左右剪断。
图3 弹性柱销联轴器
2.2.3 校核改造设计的图3新弹性柱销联轴器。考虑到改造设计的新弹性柱销联轴器任要具有一定的机械保护作用，我们设计尼龙柱销时设计了∮30mm的剪切槽。
将上述已知条件，同时将d3=30mm，代入式（1），计算得出：
Tc=6782N/mm；大于原安全联轴器设定扭矩为2680N·m，满足使用条件。
2.3 实施过程
利用2011年7月20日计划检修时间，将加工好的弹性柱销联轴器置换了原设计的安全联轴器，检修完毕烧结机启动顺利，柔性传动的两台电机运行电流值在22～30A之间，属正常工作电流。
3 改造效果
2011年7月20日改造完毕至9月27日，烧结机正常运行了2个月，未发生联轴器柱销剪断的设备事故，烧结机事故台时明显减少。每月实现增产2250吨烧结矿。
4 结语
烧结机控制系统 篇12
2009年9月11日, 河北钢铁集团唐山钢铁集团有限责任公司自动化公司自主研发的炼铁320 m2烧结机专家系统投入使用, 系统增加了包含燃料控制模型、烧结矿返矿控制模型、混合料水分控制模型、烧结混合料料量控制模型、烧结混合料布料和压实度控制模型、烧结混合料点火控制模型的6个模型, 优化了烧结过程控制, 简化了操作工工作, 达到了稳定烧结生产和高效运行的目的。
系统采用矢量控制技术对物料进行跟踪, 实现了料种和料量补偿, 并以混匀矿实际下料量为基准, 动态计算其他料种的设定值, 使各个料种实时符合配比要求。水分率控制采用水分率计算值, 测量值仅用做参考和报警, 有效解决了红外水分仪受各种影响波动太大引起的水分控制不准确这一技术难题, 并通过实验得出工业污泥中含水量的计算方法, 实现了一混、二混水分率的自动控制, 大大提高了混合料水分稳定性。点火炉温度控制采用空燃比控制煤气和空气流量, 解决了由于高炉煤气热值不稳定引起的温度变化。
该系统解决了以前人工配料精度差、操作单一、质量不稳定、统计管理差、水分控制不稳定、点火温度波动大等缺点, 大大减轻了工人的劳动强度, 提高了烧结生产效率, 稳定了烧结生产过程, 改善了烧结矿质量。