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微控制器MCU

可編程序控制器在鋼1#、鋼2#石灰豎爐的應(yīng)用

發(fā)布日期:2022-04-22 點(diǎn)擊率:52

摘 要:介紹了三菱FX2N ——128MR可編程序控制器在信鋼煉鋼廠鋼1#、鋼2#石灰豎爐自動(dòng)控制中的應(yīng)用。根據(jù)石灰豎爐生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)特點(diǎn)將自動(dòng)控制劃分為供料、上料及排灰等幾大部分,詳細(xì)介紹了這幾部分的工藝控制過(guò)程及程序設(shè)計(jì)思路。生產(chǎn)實(shí)踐表明,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,收到了預(yù)期效果,為今后的設(shè)計(jì)提供了思路和方法。
關(guān)鍵詞:可編程序控制器自動(dòng)控制 梯形圖 產(chǎn)品質(zhì)量

引言

煉鋼和燒結(jié)希望生石灰的質(zhì)量及CaO含量越高越好。石灰豎爐生產(chǎn)過(guò)程同高爐煉鐵一樣上料準(zhǔn)確、布料均勻,焦炭、石灰石配比合理,是燒出好石灰的關(guān)鍵所在,同時(shí)要求配合合理的排灰時(shí)間。完全靠人工上料、配料、布料及排灰的方式遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足以上要求,嚴(yán)重制約著生石灰產(chǎn)品質(zhì)量的提高。針對(duì)這一情況對(duì)鋼1#、鋼2#石灰豎爐進(jìn)行徹底改造,引入三菱FX2N——128MR可編程序控制器,同時(shí)將風(fēng)機(jī)電機(jī)及上料電機(jī)都采用變頻器控制,使風(fēng)量大小可根據(jù)爐溫料位高低,料密度大小任意調(diào)節(jié),改變了原來(lái)風(fēng)量大小靠調(diào)節(jié)管道閥門(mén)因控制不精確而出現(xiàn)過(guò)燒或欠燒的情況,達(dá)到了科學(xué)控制的目的。


圖1 石灰豎爐工藝流程圖

1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本控制系統(tǒng)采用的三菱FX2N——128MR可編程序控制器具有0—77點(diǎn)輸入和0—77點(diǎn)輸出,采用FX—20P型便攜式簡(jiǎn)易編程器,HPP本體內(nèi)附8K步程序存儲(chǔ)器(FX-EEPROM—8),用超級(jí)電容器作斷電后備,具有性能可靠、程序編寫(xiě)調(diào)試方便、快捷等特點(diǎn)。本控制系統(tǒng)程序先用梯形圖設(shè)計(jì),然后用編程器轉(zhuǎn)換成程序語(yǔ)句,輸入可編程序控制器中調(diào)試好后即完成全部工作。

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中,根據(jù)石灰豎爐生產(chǎn)工藝流程(圖1)和上料要求,將自動(dòng)控制部分劃分為:1#、2#供料;1#、2#上料;1#、2#卸灰及公共卸灰等7部分,各部分互聯(lián)為一體。

1.1 鋼1#爐供料PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鋼1#爐供料PLC梯形圖如圖2所示。圖中,X21為料車(chē)到底(主令)發(fā)料信號(hào),X22為1#皮帶開(kāi)車(chē)信號(hào)(1KM 常開(kāi)輔助觸點(diǎn)),X23為2#皮帶開(kāi)車(chē)信號(hào)(1KM 常開(kāi)輔助觸點(diǎn)),T4為給焦時(shí)間(調(diào)節(jié)給焦量),T5為給石時(shí)間(調(diào)節(jié)給石量),T6設(shè)定時(shí)間為T(mén)1+T2+T4或T5(取大值)+15 s(皮帶輸送完料時(shí)間),T7為延時(shí)振石以便和焦炭同步下到料車(chē)?yán)飼r(shí)間。


圖2 鋼1#爐供料PLC梯形圖

鋼1#爐供料PLC部分自動(dòng)過(guò)程如下:
料車(chē)到底(X21),延時(shí)3s (T1)開(kāi)1#皮帶(Y0),再延時(shí)3s (T2)開(kāi)2#皮帶(Y1),再延時(shí)3s (T3)振焦炭(Y2),振焦后延時(shí)5s (T7)振石(Y3)。
1.2 鋼1#爐上料PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)
鋼1#爐上料PLC梯形圖如圖3所示,圖中,T21為料車(chē)下降超時(shí)保護(hù),T22為料車(chē)上升超時(shí)保護(hù),T24為料車(chē)上升行程到四分之三處所用時(shí)間,T25為插板閥開(kāi)啟過(guò)程時(shí)間,X1為插板閥開(kāi)到位信號(hào),X20為車(chē)到頂信號(hào)(離開(kāi)消失),X21為車(chē)到底信號(hào)(離開(kāi)消失),X22為1#皮帶開(kāi)信號(hào),X31為開(kāi)插板信號(hào)(來(lái)自卷?yè)P(yáng)主令)。
鋼1#爐上料PLC部分自動(dòng)過(guò)程如下:
卸灰部分上段閥關(guān)到位后(T34),料車(chē)開(kāi)始上升(Y22),延時(shí)65s(T22)(或料車(chē)上升到第一減速(X31)時(shí)),開(kāi)爐頂插板閥(Y23),準(zhǔn)備下料。料車(chē)到頂(X20)延時(shí)3s(T20)料車(chē)自動(dòng)下降(Y21),料車(chē)下降爐頂插板閥關(guān)回(Y23)。另外,為了避免爐頂卡料,如果插板閥5s(T25)后仍未開(kāi)到位(X1),則自動(dòng)停卷?yè)P(yáng)(Y22),防止?fàn)t頂溢料。


圖3 鋼1#爐上料PLC梯形圖

1.3 鋼1#爐卸灰PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鋼1#爐卸灰系統(tǒng)PLC梯形圖如圖4所示,圖中,T30為卸灰周期,T33為圓盤(pán)機(jī)工作時(shí)間(調(diào)節(jié)每次出灰量),T34為上段閥打開(kāi)時(shí)間(值為T(mén)33+5s),T35為共用卸灰部分的出灰皮帶開(kāi)后延時(shí)開(kāi)下段閥時(shí)間,T36為定時(shí)關(guān)下段閥時(shí)間,X3為上段閥開(kāi)到位信號(hào),X5為下段閥開(kāi)到位信號(hào),X7為卸灰段自動(dòng)位信號(hào),X25為出灰皮帶開(kāi)信號(hào)。


圖4 鋼1#爐卸灰系統(tǒng)PLC梯形圖

鋼1#爐卸灰系統(tǒng)PLC部分自動(dòng)過(guò)程如下:

打自動(dòng)(X7)后,即進(jìn)入卸灰周期(T30),卸灰周期(T30)到后,先開(kāi)上段閥(Y31),延時(shí)2s (T32)開(kāi)圓盤(pán)卸灰機(jī)(Y32),延時(shí)10s (T33)后停圓盤(pán)(Y32),再延時(shí)5s (T34-T33)后關(guān)閉上段閥(Y31)(此時(shí)料車(chē)開(kāi)始自動(dòng)上升),上段閥關(guān)后,共用卸灰部分先開(kāi)傾角皮帶,然后開(kāi)出灰皮帶(X25),出灰皮帶開(kāi)后延時(shí)2s (T35)開(kāi)下段閥(Y33),下段閥開(kāi)后延時(shí)15s (T36)關(guān)閉(Y33)。

1.4 鋼1#爐、鋼2#爐共用卸灰部分PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鋼1#爐、鋼2#爐共用卸灰部分PLC梯形圖如圖5所示,圖中,T71為防止1#爐2#爐上段閥關(guān)閉時(shí)抖動(dòng)時(shí)間,T72為傾角皮帶開(kāi)后延時(shí)開(kāi)出灰皮帶時(shí)間,T73為1#爐2#爐下段閥都關(guān)閉后停傾角皮帶時(shí)間,X4為1#爐上段閥關(guān)到位,X6為1#爐下段閥關(guān)到位,X44為2#爐上段閥關(guān)到位,X46為2#爐下段閥關(guān)到位,X26為傾角皮帶開(kāi)車(chē)信號(hào)。


圖5 鋼1#爐、鋼2#爐共用卸灰部分PLC梯形圖

鋼1#爐、鋼2#爐共用卸灰部分PLC自動(dòng)過(guò)程如下:

1#爐上段閥關(guān)到位(X4)或2#爐上段閥關(guān)到位(X44),延時(shí)2s (T71)開(kāi)傾角皮帶(Y72),傾角皮帶開(kāi)后,延時(shí)3s (T72)開(kāi)出灰皮帶(Y71);當(dāng)1#爐下段閥關(guān)到位(X6)且2#爐下段閥關(guān)到位(X46)后,停出灰皮帶(Y71),然后停傾角皮帶(Y72)。

1.5 鋼2#爐供料PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鋼2#爐供料PLC梯形圖如圖6所示,圖中,X51為料車(chē)到底(主令)發(fā)料信號(hào),X52為1#皮帶開(kāi)車(chē)信號(hào)(1KM 常開(kāi)輔助觸點(diǎn)),X53為2#皮帶開(kāi)車(chē)信號(hào)(1KM 常開(kāi)輔助觸點(diǎn)),T44為給焦時(shí)間(調(diào)節(jié)給焦量),T45為給石時(shí)間(調(diào)節(jié)給石量),T47為延時(shí)振石以便和焦炭同步下到料車(chē)?yán)飼r(shí)間,T46設(shè)定時(shí)間為T(mén)41+T42+T44或T45(取大值)+15s (皮帶輸送完料時(shí)間)。


圖6 鋼2#爐供料PLC梯形圖

鋼2#爐供料PLC部分自動(dòng)過(guò)程如下:

料車(chē)到底(X51),延時(shí)3s (T41)開(kāi)1#皮帶(Y41),再延時(shí)3s (T42)開(kāi)2#皮帶(Y42),再延時(shí)3s (T43)振焦炭(Y43),振焦后延時(shí)5s (T47)振石(Y44)。

1.6 鋼2#爐上料PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鋼2#爐供料PLC梯形圖如圖7所示,圖中,T51為料車(chē)下降超時(shí)保護(hù)時(shí)間,T52為料車(chē)上升超時(shí)保護(hù)時(shí)間,T54為料車(chē)上升行程到四分之三處所用時(shí)間,T55為插板閥開(kāi)啟過(guò)程時(shí)間,X41為插板閥開(kāi)到位信號(hào),X50為車(chē)到頂信號(hào)(離開(kāi)消失),X51為車(chē)到底信號(hào)(離開(kāi)消失),X52為1#皮帶開(kāi)信號(hào),X61為開(kāi)插板信號(hào)(來(lái)自卷?yè)P(yáng)主令)。


圖7 鋼2#爐供料PLC梯形圖

鋼2#爐上料PLC部分自動(dòng)過(guò)程如下:

卸灰部分上段閥關(guān)到位后(T64),料車(chē)開(kāi)始上升(Y52),延時(shí)65s(T52)(或料車(chē)上升到第一減速(X61)時(shí)),開(kāi)爐頂插板閥(Y53),準(zhǔn)備下料。料車(chē)到頂(X50)延時(shí)3s(T50)自動(dòng)下降(Y51),料車(chē)下降爐頂插板閥關(guān)回(Y53)。另外,本部分為了避免爐頂卡料,如果插板閥5s(T55)后仍未開(kāi)到位(X41),則自動(dòng)停卷?yè)P(yáng)(Y52),防止?fàn)t頂溢料。

1.7 鋼2#爐卸灰PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鋼2#爐卸灰系統(tǒng)PLC梯形圖如圖8所示,圖中,T60為卸灰周期,T63為圓盤(pán)機(jī)工作時(shí)間(調(diào)節(jié)每次出灰量),T64為上段閥打開(kāi)時(shí)間(值為T(mén)33+5s),T65為共用卸灰部分的出灰皮帶開(kāi)后延時(shí)開(kāi)下段閥時(shí)間,T66為定時(shí)關(guān)下段閥時(shí)間,X43為上段閥開(kāi)到位信號(hào),X45為下段閥開(kāi)到位信號(hào),X47為卸灰段自動(dòng)位信號(hào),X25為出灰皮帶開(kāi)信號(hào)。


圖8 鋼2#爐卸灰系統(tǒng)PLC梯形圖

鋼2#爐卸灰系統(tǒng)PLC部分自動(dòng)過(guò)程如下:

打自動(dòng)(X47)后,即進(jìn)入卸灰周期(T60),卸灰周期(T60)到后,先開(kāi)上段閥(Y61),延時(shí)2s (T62)開(kāi)圓盤(pán)卸灰機(jī)(Y62),延時(shí)10s (T63)后停圓盤(pán)(Y62),再延時(shí)5s (T64-T63)后關(guān)閉上段閥(Y61)(此時(shí)料車(chē)開(kāi)始自動(dòng)上升),上段閥關(guān)后,共用卸灰部分先開(kāi)傾角皮帶,然后開(kāi)出灰皮帶(X25),出灰皮帶開(kāi)后延時(shí)2s (T65)開(kāi)下段閥(Y63),下段閥開(kāi)后延時(shí)15s (T66)關(guān)閉(Y63)。

以上各部分相互聯(lián)系,使整個(gè)控制過(guò)程有序進(jìn)行,環(huán)環(huán)相扣,形成一個(gè)完整的工藝控制流程。

2 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上改進(jìn)后,石灰豎爐單爐生產(chǎn)周期明顯縮短,由于上料準(zhǔn)確、布料均勻,焦炭、石灰石配比合理,使?fàn)t內(nèi)風(fēng)量均勻,透氣性好,生石灰產(chǎn)量尤其是質(zhì)量得以顯著提高,單爐日產(chǎn)由原不足50噸提高到近100噸,CaO含量由50%提高到80-85%,其它各項(xiàng)指標(biāo)均得以提高。由于配料合理、布料均勻、風(fēng)量自由調(diào)節(jié)等,使?fàn)t內(nèi)過(guò)燒(結(jié)瘤)和生燒現(xiàn)象得以根本消除,產(chǎn)量和質(zhì)量都完全滿足煉鋼和燒結(jié)生產(chǎn)方面要求,為今后生產(chǎn)發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ),同時(shí)自動(dòng)控制的應(yīng)用減少了人工誤操作,使設(shè)備故障率下降,大大降低了設(shè)備材料消耗,減少了成本,達(dá)到了增產(chǎn)增效增收三重目的。

參考文獻(xiàn)
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