PLC控制在韶钢高炉探尺的应用

PLC控制在韶钢高炉探尺的应用

冯国亮1蔡旭2

（1.广东省韶关钢铁有限公司炼铁厂广东省韶关市512123；2.广东韶钢现代产业发展有限公司广东省韶关市512123）

摘要：通过对高炉探尺的工艺分析，介绍了一种由西门子PLC控制实现高炉探尺全自动控制的应用方案，通过WINCC人机交互界面，实现探尺探测曲线可视化，实现冶炼过程中的料面监控和故障报警。

关键词：PLC；探尺；控制

1概述

高炉探尺主要用于对高炉料面（矿石与焦碳等冶金物料）的位置进行跟踪检测，使高炉冶炼人员能够明确了解高炉冶炼情况。韶钢750m?高炉采用的是ABB变频器控制的机械探尺，通过DP电缆与西门子PLC相连接，实现探尺检测的料面数据能够及时反馈，确保自动控制程序能顺利完成冶炼过程的上料工艺。

2高炉探尺控制原理

当探尺随着高炉料面下放至设定位置时，探尺自动提升到零位（一般是高炉顶部），物料按照工艺设定向高炉内部布料。布料完毕后，探尺电机抱闸打开，探尺自零位开始匀速下放，当探尺重锤接触到料面后，受物料的支撑力，使重锤浮立于料面，，当料面下放至设定料线时，探尺自动提升。如此循环往复，使高炉上料的工艺流程顺利进行。

3实际控制应用

基于对探尺提尺匀速、跟随料面的特性，在高炉上安装了两套探尺系统，PLC采用西门子400系列、变频器选用的是ABB-ACX800、通讯采用Profibus-DP的方式配以RPBA-01的通讯适配器、位置信号反馈采用PVM58N-1213绝对值编码器，硬件组态回路如图1所示：

图1控制硬件组态回路

（1）探尺控制方式

探尺分为手动、自动、半自动三种控制方式，可以在机旁操作柜进行手动、（半）自动提放尺，实现料面的适时测量，操作控制信号均通过PLC开关量输入进行控制。

（2）提放尺时间控制

为了提高探尺使用寿命避免探尺在高温环境中损坏，探尺只在需要时进行料线测量，并对放尺的最大长度做了极限保护措施，PLC程序控制如图2所示：

图2提尺保护程序段

（3）力矩控制参数

为了使得探尺可以在放尺过程中匀速，碰到料面后改为力矩控制，跟随物料降至料线，在PLC程序中对速度和力矩的切换相应控制，程序段如图3所示，探尺接触料面后因反馈力矩的变化，给DB122.DBX0.3（用户定义）一个使能信号，进行速度和力矩的控制切换。切换后通过力矩反馈及时调节输出力矩，使得探尺能非常理想的跟踪料线的沉降。

图3放尺力矩切换程序段

（4）人机互动

PLC程序的控制和探尺工艺的实现最终通过WINCC界面反应到控制台上，实现操作人员对探尺运行的可视化实时动态监控和即时报警，同时根据工艺需要对探尺的料线、参数进行设置，此外对于探尺历史曲线也记录在控制台上，方便对冶炼情况进行分析判断。实时监控界面和探尺曲线记录如图4和图5所示：

图5探尺曲线记录

4结束语

通过以上对探尺的原理分析和PLC控制在高炉实践中的使用，结合生产工艺对探尺的人机交互进行相应设计优化，能够准确实现探尺提、放、跟随料面的工艺需求，避免探尺出现倒锤、埋入料面的情况发生。在保证设备有效可靠的前提下，实现结合PLC、变频器、编码器、DP网络通讯的全自动控制，通过WINCC界面实现人机互动和历史曲线记录功能。

参考文献

【1】陈家祥.钢铁冶金学：炼铁部分【m】.北京：冶金工业出版社.2000

【2】曲世惠.电工作业【m】.北京：气象出版社.2001

【3】郑海青.汪雨.李树云.交流变频矢量控制技术在高炉探尺中的应用【期刊论文】.2011（6）.2011