rh炉合金的高精度称量和智能分批配料控制系统

《rh炉合金的高精度称量和智能分批配料控制系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、冶金之家网站RH炉合金的高精度称量和智能分批配料控制系统沈忠杰(中冶南方工程技术有限公司自动化二部，湖北武汉430223)摘要：针对高牌号硅钢的冶炼要求，我们开发了RH炉合金的高精度称量和智能分批配料全自动控制系统。系统通过自学习，能准确控制称量误差，降低每炉的合金成本，缩短处理周期，提高生产效率和产品质量。系统自投产以来，运行稳定，控制功能良好，满足了高牌号硅钢生产的各项工艺要求。本文重点描述RH合金加料的工艺过程、控制系统结构、高精度称量算法和智能分批配料技术等，最后给出实际控制效果。关键词：RH炉；合金；高精度称量；智能分批配料RH精炼

2、作为一种重要的炉外精炼手段，具有脱氢、脱碳、温度补偿、均匀成分和温度、去除夹杂物等较为强大的精炼功能，特别是RH精炼的高精度合金控制对生产高规格钢种起到重要的作用。针对高牌号硅钢的冶炼要求，我们开发了RH炉合金的高精度称量和智能分批配料全自动控制系统，该系统通过对以前称量过程进行累积自学习能准确控制称量误差，因此能降低每炉的合金成本，缩短处理周期，提高生产效率和产品质量。该系统自2009年在某钢厂RH炉上投入以来，运行可靠安全，满足RH炉生产高牌号硅钢生产的各项工艺要求。1RH合金配料和加料工艺过程如图1所示，RH合金配料和加料工艺系统分为3

3、部分：(1)20个合金料仓和相应的电机振打器(简称电振)，主要完成合金配料过程；(2)3个称量斗，主要完成合金的称量控制过程；(3)真空加料斗，主要完成RH合金真空加料过程。高牌号硅钢的生产对合金配料控制提出许多特殊和苛刻要求。首先，1#称量斗(1000kg)的称量控制精度要求小于1kg，2#和3#称量斗(4000kg和12000kg)的称量控制精度要求小于5kg；其次，为了使钢水和合金能按工艺要求的时序依次发生反应，使不同合金和钢水相互之间不会同时出现强烈反应和不需要的消耗，要求同一个称量斗能够实现不同料仓按工艺要求的顺序称量配料，并实现3

4、个称量斗可按分批顺序下料至真空室的钢水中；另外，整个合金的配料和加料过程要求为一键操作，从二级系统接收配料所需的合金种类、称量和批次信息等数据，实现全自动称量和分批下料。针对以上要求，我们开发了RH炉合金的高精度称量和智能分批配料全自动控制系统。冶金之家网站2系统结构控制系统PLC选用SiemensS7-400产品，电振传动控制装置选用Siemens6SE7系列变频器，PLC和变频器通过Profibus-DP网连接，因此在操作室内能够完成对变频器的远程调试和故障处理[1]。合金的称量采用SiemensSiwarexFTA称量模块，3套称量斗相

5、应的3个FTA模块安装在1个独立的ET200M机架上，通过Profibus-DP网与PLC系统连接；称量压头的电压mV信号直接接入FTA模块，通过中断模式与PLC的CPU进行联系。FTA模块与SiemensPLC有统一结构，采用数字通信方式，避免了称量信号在传输过程中产生不必要的误差，并可实现在操作室的监控站上对每台称量设备进行标定、去皮和故障处理，使称量设备和PLC系统完美融为一体。FTA模块完成物料的精确称量控制，合金PLC完成物料的分批配料控制，最终实现RH炉合金的高精度称量和智能分批配料全自动控制。系统结构见图2。3系统功能及实现3．

6、1合金称量的高精度控制合金称量的控制过程(见图3)分为3步：第1步为粗调过程，通过电振的快速振动使称量值迅速大致接近设定质量，以减少称量时间；第2步为精调过程，通过电振的慢速振动使称量值慢速更接近设定质量，以实现称量的初步精度控制；第3步为尾部回动(拖尾)过程，即电振停止后飞行中物料对称量产生影响的过程，通过控制电振的停止时间，最终实现称量的高精度控制。图3中的阶段0为称量等待过程，阶段1为去皮重过程，阶段2为称量过程(粗调和精调过程)，阶段3为称量拖尾过程，阶段4为称量结束。图中，空量程指称量斗累积的物料质量，称量开始时程序会自动去除这部分

7、质量。冶金之家网站从合金称量的控制过程来看，粗调过程比较简单，精调过程和拖尾过程是决定自动称量精度的关键，以下介绍这3个过程的控制算法。(1)粗调控制算法当前粗调质量设定mn以上一次称量控制结果为基础并经修正而得。粗调对称量精度要求不高，电振快速振动加料时，FTA模块将称量值及时反馈给PLC，一旦实际称量值等于mn，粗调过程就结束了，接着转到下一步精调控制。当前称量工序的粗调质量设定值mn=msn－mfn－mgn式中，msn为当前称量工序需称量的总质量设定(称量最终目标值)；mfn为当前称量工序的精调设定质量；mgn为当前称量工序的拖尾设定质

8、量；n为当前称量工序序号。其中，mfn和mgn的初始值(第1次称量时)通过人工设定，之后的称量中，是在上一次称量的基础上通过自学习修正而得。(2)精调控制算法粗调过