自动化控制在莱钢型钢炼钢厂4#lf精炼炉中的应用

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1、自动化控制在莱钢型钢炼钢厂4#LF精炼炉中的应用：PLC通过开关量输入模块采集各种限位开关，控制开关指令信号，有关接触器、继电器动作信号，如高压进线隔离开关状态、真空断路器状态、变压器的各种保护信号、油水冷却器的工作状态、液压系统的工作状态、加料系统的工作状态、钢包车的工作信号等经PLC内部程序处理后，达到对设备动作及运行进行控制的目的。实现温度推导、电流电压合理匹配，合金加料成分预测，操作步骤自动记录　　关键词：电极调节器恒阻抗电弧电流PLC　　:TF769.4：A：1007-9416（2011）05-0044-02　　　　莱钢型钢炼钢厂4

2、#LF精炼炉是莱芜钢铁集团公司银山型钢有限公司炼钢厂，新建一台140tLF钢包精炼炉，对转炉钢水进行炉外精炼。生产线的工艺技术装备具有当前国内先进水平，生产技术先进可靠，技术质量指标优良。　　1、LF精炼炉　　LF炉具有对钢水进行升温、调温，脱氧、脱硫，成份微调，吹氩搅拌的功能，能达到精确控制钢水温度及成份，并使其均匀化，达到去除钢液中的夹杂物，降低气体含量，脱硫等目的。LF还作为转炉与连铸设备的中间环节，能够调节转炉与连铸间的生产节奏，为实现多炉连铸起着重要的作用。本文针对LF炉一级自动化控制进行讨论。　　2、自动化控制　　2.1基本功能　

3、　PLC通过开关量输入模块采集各种限位开关，控制开关指令信号，有关接触器、继电器动作信号，如高压进线隔离开关状态、真空断路器状态、变压器的各种保护信号、油水冷却器的工作状态、液压系统的工作状态、加料系统的工作状态、钢包车的工作信号等经PL内部程序处理后，达到对设备动作及运行进行控制的目的。实现温度推导、电流电压合理匹配，合金加料成分预测，操作步骤自动记录。　　由相应的输出模块分别对高压合、分闸，变压器调压开关远程控制、液压泵的运行、液压电磁阀、合金加料系统、钢包车行走等进行控制，并通过输出模块，对故障点进行声光报警。　　2.1.1调节器PLC

4、　　调节器PLC主要是控制三相电极的手动/自动升降、三相电极夹紧放松、炉盖上升下降等，并将弧压、弧流、调节器控制量输出等模拟量信号传送上位监控计算机（工作站），通过监控画面显示其数据值、棒图以及历史曲线。通过工业以太X将用于电极调节的PLC、辅助控制的PLC、HMI连到一起；喂丝机及变频器（钢包车变频器等）通过PROFIBUS-DP联X。　　3、基础自动化系统的功能　　基础自动化系统主要完成采集过程变量、系统状态；进行数据处理、逻辑判断、闭环控制信号计算；输出系统状态、动作命令、以及控制信号等功能。　　3.1电极升降调节　　电极调节器是基础自

5、动化中最重要的一环，快速且准确的电极调节是缩短冶炼周期、节约电能、降低电极消耗的关键。　　采用“恒阻抗控制”策略以确保控制系统稳定可靠的运行；采用自适应控制算法解决系统参数未知、电弧放大系数时变及随机扰动等问题；采用前馈控制环节来消除三相之间的相互影响（控制系统原理如图所示）。　　电极控制系统原理图　　电极升降操作在主操作台上进行，分手动和自动两种方式，由主操作台上的转换开关选择。手动操作时，A、B、C三相电极既可以单独升降，也可以同时升降，由相应的转换开关（自复式）操作。当开关扳到上升或下降位置时，电极即以最大速度（可根据用户要求调整）升降

6、，松手后电极停止运动。　　3.2液压系统控制　　液压站的控制分自动和手动两种模式。手动操作可在液压控制箱、或计算机画面上进行。自动运行方式是根据液压系统提供的检测信号由计算机自动进行的。液压系统设有三台主泵（两工一备），任何时候都有两台泵工作，即使当前工作的泵没有任何故障，当工作时间达到设定的值时（暂定为2小时），其中一台泵也自动切换到备用泵；当某台液压泵有故障时，系统将给出指示并自动切换到另一台泵。　　3.3炉盖升降控制　　炉盖的升降操作可在炉前台或计算机画面上进行，当开关扳到上升或下降位置时，炉盖即运动，松手后炉盖停止运动。炉盖提升时，电

7、极必须先提升。　　3.4电极夹持器控制　　电极夹持器的夹紧、松开操作在炉前操作台或计算机画面上进行，A、B、C三相的电极夹持器操作分别由相应的转换开关完成。为确保安全，断电时电极夹持器应处在夹紧状态。　　3.5真空开关的控制　　真空开关的合分闸操作在主操作台上进行。操作台上设有允许合闸指示灯，若具备合闸条件，则指示灯亮，此时合闸命令才能被接受。控制系统接到分闸命令后，首先抬电极，直到电弧电流小于一定值（可根据买方要求来确定）后，才分断电源，这样有利于延长真空开关寿命。为了快速处理紧急情况，主操作台上还设有紧急分闸按钮，控制系统接受到紧急分闸命

8、令后，不管电弧电流多大，立即分断电源。真空开关合闸前，隔离开关电磁锁先断电（确保真空开关合闸后，隔离开关不能被分断）；真空开关分闸后，隔离电磁锁开关送电。　　4、结