铁水倒罐站铁水测温、取样自动控制系统开发.pdf

第32卷 第4期 2010年8月 山东冶金 Shandong Metallurgy Vol.32 No.4 August 2010 摘要 采用西门子Step 7 V5.4对变频器、 编码器进行网络组态， 读取各设备控制参数， 利用西门子Wincc V6.2设计中控室 监控界面， 开发了铁水倒罐站测温、 取样自动控制系统， 可在中控室设定、 显示测温取样装置的测温位， 实现对测温取样装 置的准确定位， 应用表明， 测温精度可达到0.5， 停止过程中不会出现滑行现象。 关键词 铁水罐； 测温取样装置； 自动控制； 编码器 中中图分类号号 TP273文献标识码 A文章编号 1004-4620 （2010） 04-0059-02 􀥜􀥜􀥜􀥜􀥜􀥜􀥜􀥜􀥜􀧜 􀥜􀧜 􀥜􀥜􀥜􀥜􀥜􀥜􀥜􀥜􀥜􀧜 􀥜􀧜 信息化建设信息化建设 1前言 铁水温度与含硅量是转炉炼钢的重要输入参 数。长时间以来， 炼钢生产过程中一直通过观察和 人工测温判断铁水实时温度， 依靠人工直接观察高 温铁水的理化特征评判硅含量乃至物理热及化学 热， 难免会出现人为误差； 同样， 使用人工测温， 工 作劳动强度大， 操作难度高， 容易产生测量误差。 为此， 开发铁水测温、 取样自动控制系统， 以降低劳 动强度与操作难度， 提高监测精度。 2测温、 取样自动控制系统 铁水倒罐站系统为炼钢系统的重要组成部分， 主要设备有 鱼雷罐车、 铁水称量台车、 测温取样装 置。该系统是为转炉供应铁水的中转站， 由铁水鱼 雷罐车运来后在倒罐坑内倒入铁水罐， 称量台车称 重后运至测温位， 用测温取样装置测温取样， 再运 到吊包位由行车吊到铁水预处理后， 进入转炉炼钢。 2.1硬件组成 控制系统组成 PLC选用Siemens S7-300控制 系 统（CPU6ES7 315-2DP），ET200M 远 程 站 （IM153-1） ， 测温取样装置远程控制箱由Turk系列 模块控制； CPU通过Profibus-DP网络实现对远程控 制站及其他联网设备的控制， 包括 4 台 Powerflex 700 s变频器 （分别控制2台铁水称量台车与2台测 温取样枪） 、 2套Sickatm60-p系列增量式多圈编码 器 （用于监测测温取样装置位置） 。另外， 该系统还 与铁水倒罐通风除尘系统及铁水预处理系统进行 联网通讯， 实现数据的交互应用。 2.2软件组成 测温取样自动控制系统下位编程软件采用西 门子Step 7 V5.4， 通过该编程软件对变频器、 编码器 进行网络组态， 读取各设备控制参数， 并向各设备 发送多个控制指令， 完成对变频器、 编码器的精确 控制； 上位机中控室监控软件采用西门子 Wincc V6.2， 设计中控室监控界面， 其功能有 设定、 显示测 温取样装置的测温位； 显示测温取样装置、 称量台 车变频器的运行方向、 运行状态、 故障信息， 测温取 样装置、 称量台车操作状况； 测温取样装置的上下 限位到位信号、 称量台车限位， 测温取样装置精确 到毫米的实时位置信息， 测温取样装置实时取样温 度， 称量台车铁水重量； 变频器的故障复位。 2.3测温、 取样装置的控制方式 测温取样装置的操作方式分为自动操作与手 动操作。自动方式 在操作箱上选择自动方式， 测 温取样装置下行至测温位停止， 延时3 s后自动上升 至上限位后停止。当测温取样装置上行到离上限 500 mm， 或下行至离测温位800 mm处， 变频器对测 温取样装置进行减速。其中测温位由操作人员根 据铁水罐内液位高度自主设定。手动方式 在操作 箱上选择手动方式， 按下下降按钮， 测温取样装置 下行， 按上升按钮， 测温取样装置上行， 按停止按 钮， 则测温取样装置停止； 在上行过程中如没有停 止信号， 在上限时停止， 同样下行时在下限停止。 在测温取样装置上行到离上限500 mm， 或下行至离 测温位800 mm处， 变频器对测温取样装置进行减 速。在正常工作中一般采用自动操作方式， 只有在 检修或者非正常工作状态下采用手动操作方式， 手 动操作方式具有优先操作权。 2.4监测测温取样装置位置 由于铁水罐内的液面高度不定， 测温位相应调 整， 检测测温取样装置相对于上限的绝对位置， 由 生产人员通过设定测温位就可固定位置。 对于测温取样装置的定位有4个限位 上限、 上 上限、 下限、 下下限。由于实际运行过程中机械的 铁水倒罐站铁水测温、 取样自动控制系统开发 杨兰萍 1， 王永春1， 朱 海 2 （1 山东省冶金科学研究院， 山东 济南 250014； 2 济南黄河河务局天桥黄河河务局， 山东 济南 250032） 收稿日期 2010-03-25 作者简介 杨兰萍， 女， 1977年生， 2002年毕业于济南大学工业自动 化专业。现为山东省冶金科学研究院助理工程师， 从事电气自动 化技术工作。 59 山东冶金2010年8月第32卷 原因， 电机的抱闸在测温取样装置停止时不能完全 抱住， 使得测温取样装置有滑行现象， 而出现烧毁 测温取样装置探头的现象， 无法满足实际测温需 要。这时可用编码器检测， 由PLC读取编码器码值， 经程序计算出测温取样装置对应上限的绝对位置， 在测温取样装置距上限500 mm或距测温位800 mm 时， 测温取样装置先进行一定程度的减速， 再到上 限、 测温位等位置时便能及时停止， 从而解决停止 过程中的滑行问题。 2.5测温取样装置位置的检测及计算方法 PLC通过Profibus-DP总线实时读取编码器码 值， 并由程序通过公式计算出测温取样装置位置 kD/ （Mx-Ms） ， PH- （M-Ms） k。 其中 D为上下限的绝对距离值， Ms为在上限读取 编码器码值， Mx为在下限读取码值， k为系数， P为 测温取样装置的当前位置， H为上限位置， M为当前 码值。 为避免编码器的码值跑飞， 在上限时对编码器 进行校正， 即给编码器写入一个恰当的码数， 并以 这个数为基准进行数据的计算。这样， 系数为每次 计算所得， 避免了由于每次上下限的码差不同， 而 系数却为固定值所造成的位置偏差。测温取样装 置的测量位置准确， 方便生产人员操作。 3应用效果 铁水测温、 取样自动控制系统应用后， 可在中 控室设定、 显示测温取样装置的测温位， 实现对测 温取样装置的准确定位， 精准调整下枪位置， 测温 精度达到0.5， 没有再出现滑行现象， 降低了操作 人员的劳动强度与操作难度， 提高了监测精度与工 作效率， 使用方便、 可靠。 Development of Temperature Measuring and Sampling Automatic Control System in Ladle Preparation Station YANG Lan-ping1, WANG Yong-chun1, ZHU Hai2 （1 Shandong Metallurgical Research Institute, Jinan 250014, China; 2 Yellow River Tianqiao Bureau of Yellow River Jinan Bureau, Jinan 250032, China） AbstractAbstract Making the transducer and encoder network configuration by Siemens Step 7 V5.4 for reading the control parameters of individual equipment and designing the monitoring interface in the central control room, temperature measuring and sampling automatic control system in ladle preparation station was developed. The temperature measuring location of temperature measuring and sampling device can be set and displayed to realize the accurate location of the device. Applications showed that the temperature measurement accuracy reached 0.5 and the slippage did not occurred in stop course. Key wordsKey words iron ladle; temperature measuring and sampling device; automatic control; encoder 为了得到机械性能优良、 表面光洁度高的板、 卷板， 冷轧常以厚度1.5～6.0 mm的热轧板、 卷材为原料， 轧制 前须用机械、 化学的方法去除钢材表面的氧化铁皮。为 了杜绝冷加工硬化现象， 冷轧后的板、 卷材一般在罩式炉 内进行再结晶退火， 用平整机保持平整并提高其表面光 洁度。平整后的带钢可以是成品和部分冷轧产品， 还要 在表面镀以金属镀层或非金属涂层。 冷轧车间用水作为间接冷却水， 约占车间用水量的 90。主要用水机组为 酸洗机组、 冷轧机组、 脱脂机组、 退火机组以及连续热镀锌、 连续电镀锌、 电镀锡和硅钢机 组等。通常用水有间接冷却水、 软水和工业用水等。 为提高冷轧板、 冷轧卷材的机械强度和表面光洁度， 轧制前须对热轧板进行机械、 化学处理， 以去除钢材表面 的氧化铁皮。轧制后， 为消除冷加工硬化现象， 冷轧板、 冷轧卷须在罩式炉内进行结晶退火， 使用平整机保持平 整并提高表面的光洁度。热轧板材等往往经过酸洗才能 作为冷轧原料、 冷轧过程中须采用乳化油或棕榈油作为 润滑剂和冷却剂， 因而会产生大量的废酸、 酸性废水、 含 油废水。 治理冷轧废水须注意以下几点 掌握废水的种类、 水 质、 水量、 成分和排放制度， 特别是废水的化学成分。不 同种类、 浓度的废水， 根据情况要用专门的管道送入相应 的处理构筑物， 含重金属的废水在治理前不允许与其他 废水混合， 这有利于降低治理难度， 减少运行费用并提高 治理效率。对间断排出的废水可通过调节池来实现连续 操作， 以减轻处理构筑物的压力。冷轧废水治理包括油、 乳化液分离、 氧化、 还原、 中和、 混凝、 沉淀、 污泥浓缩、 脱 水等单元操作， 冷轧废水治理主要是化学处理。废水中 悬浮物的质量浓度并不高， 远低于热轧废水。废水本身 的悬浮物量仅占冷轧污泥总量的5～10， 冷轧污泥的 绝大部分是在处理过程中生成的沉淀物， 其中含铁污泥 约占污泥总量的75左右。 （摘自2010年7月22日 中国冶金报 ） 根据冷轧工艺科学选择废水处理方法 􀤰􀤰􀤰􀤰􀤰􀤰􀤰􀤰􀤰􀤰􀤰􀤰 􀤰􀤰􀤰 􀤰􀤰􀤰􀤰􀤰􀤰􀤰􀤰􀤰􀤰 􀤰􀤰􀤰 信息园地 60