鋼水的真空處理應(yīng)用于鋼水的脫氫、脫氮、去氧（輕處理）和脫硫，同時(shí)具有合金微調(diào)和溫度調(diào)整的功能。攀鋼生產(chǎn)特殊鋼，如軌道鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、齒輪鋼、氧氣瓶鋼等都需要經(jīng)過(guò)真空處理，是方坯連鑄生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。頂槍?xiě)?yīng)用于真空非處理狀態(tài)下，對(duì)真空室進(jìn)行保溫，減少溫降，祛除真空室內(nèi)壁表面結(jié)瘤。根據(jù)煉鋼廠(chǎng)對(duì)真空系統(tǒng)的生產(chǎn)要求，控制系統(tǒng)要具有高可靠性、易操作性、維修方便、控制功能全面的特點(diǎn)，真空控制系統(tǒng)的可編程控制器采用SEIMENS公司的SIMATIC S7-400 PLC。SIMATIC S7-400 PLC是具有中高檔性能的PLC，具有模塊化和用戶(hù)易于掌握的特點(diǎn)，并具有高速的指令處理、人機(jī)界面、CPU的智能化診斷、具有網(wǎng)絡(luò)通信、軟件編程語(yǔ)言豐富的特點(diǎn)。
2、自動(dòng)化級(jí)控制系統(tǒng)
根據(jù)真空的工藝設(shè)備情況，真空控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用SIEMENS公司的SIMATIC PCS7過(guò)程控制系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由一套S7 400 PLC、兩臺(tái)監(jiān)控站和二級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。
RH控制系統(tǒng)采用兩級(jí)控制系統(tǒng)組成，一級(jí)基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)和二級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，在一級(jí)基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)中完成其邏輯控制和控制回路的調(diào)節(jié)控制，二級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)從基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)采取過(guò)程生產(chǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃和來(lái)鋼情況進(jìn)行模型運(yùn)算，優(yōu)化出生產(chǎn)參數(shù)下送到基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)執(zhí)行操作。RH基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)采用西門(mén)子公司的S7 400系列的PLC控制器組成過(guò)程控制系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用西門(mén)子公司的工業(yè)以太網(wǎng)來(lái)連接LF系統(tǒng)、合金下料系統(tǒng)、中控室的操作站、報(bào)表打印機(jī)和RH的二級(jí)計(jì)算機(jī)等設(shè)備。過(guò)程控制系統(tǒng)采用西門(mén)子公司的S7 400系列組成PLC控制系統(tǒng)，操作臺(tái)采用ET200M利用PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)接入PLC主控器以減少電纜布線(xiàn)。機(jī)電一體設(shè)備采用RS232協(xié)議與PLC的主控器通訊。操作站與PLC系統(tǒng)之間采用工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議通訊，一級(jí)操作站和二級(jí)計(jì)算機(jī)采用西門(mén)子OPC協(xié)議來(lái)完成數(shù)據(jù)交換。為了對(duì)控制設(shè)備的精確定位，其傳動(dòng)系統(tǒng)采用VVVF技術(shù)來(lái)進(jìn)行調(diào)速控制。
3、頂槍加熱過(guò)程描述研究
頂槍在非處理期間由停放位開(kāi)始下降，當(dāng)下降到預(yù)設(shè)加熱高度時(shí)，加熱煤氣和氧氣閥打開(kāi)，煤氣點(diǎn)火燃燒，調(diào)節(jié)煤氣和氧氣流量到給定值對(duì)真空室進(jìn)行加熱或除瘤。
圖1 頂槍加熱過(guò)程
位置和加熱控制以及輔助控制的核心設(shè)備是PLC，軟件是RH PLC使用的軟件，控制程序是用STEP 7編程語(yǔ)言編寫(xiě)的，使用梯形圖、功能框圖、語(yǔ)句表語(yǔ)言。程序編寫(xiě)使用了模塊化編寫(xiě)方式。
3.1 PLC對(duì)操作方式的實(shí)現(xiàn)
（1）事故操作方式（氣動(dòng)馬達(dá)）：在事故狀態(tài)下，將氣動(dòng)馬達(dá)耦合手柄打到氣動(dòng)馬達(dá)位置，用N2升降頂槍。電動(dòng)操作和氣動(dòng)馬達(dá)操作，通過(guò)一個(gè)耦合器進(jìn)行切換，有一個(gè)行程開(kāi)關(guān)檢測(cè)頂槍處于氣動(dòng)或電動(dòng)狀態(tài)。（2）就地操作方式（現(xiàn)場(chǎng)操作箱）：在現(xiàn)場(chǎng)操作箱上選擇“就地”，按“上升”按鈕（自復(fù)位按鈕），槍以給定速度上升，當(dāng)槍運(yùn)行到緊急上限時(shí)，自動(dòng)停止；按“下降”按鈕（自復(fù)位按鈕），槍以給定速度下降，當(dāng)槍運(yùn)行到緊急下限時(shí)，自動(dòng)停止。操作完畢，將選擇開(kāi)關(guān)置于“遠(yuǎn)控”（現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)）方式。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)操作箱選擇“就地”操作時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)、PLC和LEVEL 2均不能對(duì)頂槍進(jìn)行操作。（3）本地手動(dòng)操作方式（現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)）：在現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)上將鑰匙開(kāi)關(guān)置于“本地”（LOCAL）上升過(guò)程：首先將膨脹密封圈松開(kāi)，當(dāng)槍離預(yù)定位置較遠(yuǎn)時(shí)，按“高速上升”按鈕（自復(fù)位按鈕），槍高速上升，當(dāng)槍快接近預(yù)定位置時(shí)，改按“低速上升”按鈕，槍低速上升，到預(yù)定位置松開(kāi)按鈕，槍停止運(yùn)行。鎖緊膨脹密封圈。上升過(guò)程中，當(dāng)槍到達(dá)上極限時(shí)，槍自動(dòng)停止運(yùn)行。下降過(guò)程：首先將膨脹密封圈松開(kāi)，當(dāng)槍離預(yù)定位置較遠(yuǎn)時(shí)，按“高速下降”按鈕（自復(fù)位按鈕），槍高速下降，當(dāng)槍快接近預(yù)定位置時(shí)，改按“低速下降”按鈕，槍低速下降，到預(yù)定位置松開(kāi)按鈕，槍停止運(yùn)行。鎖緊膨脹密封圈。下降過(guò)程中，當(dāng)槍到達(dá)下極限時(shí)，槍自動(dòng)停止運(yùn)行。在現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)上設(shè)有1個(gè)BCD碼數(shù)字顯示表，顯示頂槍的槍位（距真空室底部的距離），設(shè)有“本地/遠(yuǎn)程”、“高速上升”、“低速上升”、“高速下降”、“低速下降”及位置極限等指示燈。操作完畢，應(yīng)將現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)上的鑰匙開(kāi)關(guān)置于“遠(yuǎn)程”（REMOTE）方式。操作臺(tái)設(shè)有PLC的遠(yuǎn)程I/O站，使用PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)與主站相連，傳輸速率是12M/S。使用PROFIBUS-DP協(xié)議。（4）遠(yuǎn)程操作方式（OSM操作站操作）：只有當(dāng)實(shí)際槍位≤停放位（Parking bbbbbbbb）時(shí)，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操作操作員直接在操作站上輸入槍位設(shè)定值，在PLC中將實(shí)際槍位與設(shè)定槍位進(jìn)行比較，控制頂槍的升降；當(dāng)槍位差值>100mm時(shí)，頂槍高速運(yùn)行（上升/下降），當(dāng)槍位差值＜100mm時(shí)，頂槍低速運(yùn)行（上升/下降）；當(dāng)槍位差值＜10mm時(shí)，頂槍停止運(yùn)行，保證位置控制精度在＋/－10mm。遠(yuǎn)程操作時(shí)操作站通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)與PLC相連，傳輸速率是100M/s。使用TCP/IP協(xié)議。
3.2 頂槍位置控制
頂槍位置控制是按位置偏差控制的閉環(huán)控制，在頂槍自動(dòng)方式運(yùn)行下，操作人員根據(jù)真空室的溫度情況對(duì)頂槍要到達(dá)的加熱位在操作站上進(jìn)行槍位值的預(yù)設(shè)定，數(shù)據(jù)由以太網(wǎng)傳送到CP模板，CP模板將數(shù)據(jù)傳送到CPU的存儲(chǔ)區(qū)，STEP7軟件編制的應(yīng)用程序執(zhí)行相應(yīng)的控制程序，通過(guò)編碼器反饋的值進(jìn)行頂槍槍位的偏差控制。頂槍的槍位通過(guò)絕對(duì)編碼器進(jìn)行測(cè)量，編碼器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)由FM451計(jì)數(shù)模板讀入，CPU通過(guò)功能塊將FM451計(jì)數(shù)模板的信號(hào)讀出到程序中，將計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的高度值，與預(yù)設(shè)的高度值相減得到偏差值，根據(jù)偏差值來(lái)控制頂槍的快慢速及停止。在程序中使用數(shù)值運(yùn)算、比較運(yùn)算就可得到控制信號(hào)，由信號(hào)模板輸出到變頻器去控制電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)頂槍的升降控制。頂槍在下極限對(duì)槍位進(jìn)行初始校正。頂槍的行程為0～6米；OMS和現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)上顯示的槍位是：頂槍槍頭距離真空室底部的距離。100mm以上是快速，10～100mm之間是慢速，10mm以下PLC發(fā)出停止指令。軟件程序控制設(shè)計(jì)框圖如下。
圖2 軟件程序控制設(shè)計(jì)框圖
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
|
|
|
|
|
|
|
|