提高煉鋼自動化水平，對保障煉鋼鋼水質量、提高煉鋼的勞動生產率起著至關重要的作用。我所于2004年2月承建上海寶鋼集團一鋼公司煉鋼區(qū)及不銹鋼煉鋼區(qū)測溫取樣裝置。該測溫取樣裝置是為配合不銹鋼及碳鋼熱軋板卷技術改造項目煉鋼工程配套而建，一期總共設計有十一套測溫取樣自動控制系統(tǒng)，其中兩套采用德國西門子SIMATIC S7-300可編程控制器和6ES70變頻器集成控制系統(tǒng)，其余采用日本富士PLC和變頻器控制，儀表部分全部采用賀利氏電測騎士的測溫取樣儀表。由于新廠區(qū)結構緊湊，生產場地設計局促，生產流程如果完全由人工手動控制完成容易造成鋼水輸送緊張以致不暢;另外操作環(huán)境惡劣對人工操作也具有一定的難度和危險度。因此，在煉鋼過程中實現全自動測溫取樣控制非常重要，使得整個設備操作更加安全、可靠，大大的提高了整個煉鋼工藝的連續(xù)性，減少了故障率，同時也提高了煉鋼的勞力生產率。 電氣控制主要功能針對煉鋼區(qū)每套測溫取樣裝置的結構特點，電氣控制系統(tǒng)采用德國西門子S7-300系列PLC為核心控制設備，該系統(tǒng)主要的控制對象包括測溫取樣槍體傳動電機和測溫取樣儀表裝置。其中，測溫取樣槍體的控制主要包括:一臺交流變頻電機啟/?？刂?、速度給定控制、變速控制、方向控制，一臺編碼器的行程控制及校零控制。測溫取樣儀表的控制主要包括準備測溫、測溫取樣中、測溫取樣完成信號的采集、溫度的采集、故障信號的采集及傳輸到上一級PLC系統(tǒng)信號的處理。 電氣控制基本結構及配置控制系統(tǒng)采用德國西門子SIMATIC S7-300系列PLC一鋼不銹鋼煉鋼區(qū)測溫取樣電氣控制系統(tǒng)采用西門子SIMATIC S7-300 PLC作為基礎控制裝置，根據槍體設備的實際需要現場安裝有現場操作箱，采用分布式模式，將每個I/O子站設在槍體框架上，槍體上相應的控制信號直接送入子站，子站只需要一根PROFIBUS-DP現場通訊總線和一根電源線與PLC總站相連實現信息的上下傳輸，給現場操作帶來很大的方便，同時，由于電氣室和測溫取樣裝置之間有一定間距，因此采用該控制方式減少了用戶在電纜上的投資，也減少了鋪設電纜所需的設備材料和人力資源，同時還減少了從現場到電氣室的硬線連接，從而增加了信號的可靠性，為以后的檢修和維護都帶來了方便。另外該系統(tǒng)這樣的配置方式具有很好的可擴展性，如果現場需求有所變化，增加控制信號或改進控制自動化程度，都可直接將信號就近接入到I/O子站，方便設計及施工。 儀表系統(tǒng)采用賀利氏電測騎士產品.本系統(tǒng)采用賀利氏電測騎士數字測溫取樣儀表，該儀表具有先進的的模式、可靠的性能和超強的數據處理功能，以及可靠的部件和面向系統(tǒng)的操作軟件確保測量數據的精確可靠。儀表主要用于浸入式測溫，通過測槍端部的熱電偶來測量溫度，可連續(xù)測溫，具有完善的數據輸出功能。 電氣控制系統(tǒng)主要設計思想系統(tǒng)控制主要是在裝鋼水的鋼包抵達指定工作位后，由上一級系統(tǒng)發(fā)出指令控制測溫取樣裝置工作。裝置由上、下限位開關對槍體上、下運行做極限保護，由編碼器計數測量槍體行走行程進行調速停位、測量進入鋼水液面行程，保證測溫取樣的準確性，測溫取樣儀表發(fā)出信號實現迅速回位、準確停車及溫度信號采集，完成一次動作循環(huán)。在此同時通過懸掛式補償導線將測溫的溫度信號傳輸到相關控制單元及儀表上反映。 工藝要求根據裝置動作要求，在PLC軟件控制中，測溫取樣裝置分為手動、半自動和自動三種工作方式，三種方式的切換在現場操作裝置上完成。裝置可一次性完成測溫及取樣功能，也能分別完成測溫和取樣功能。 手動控制手動控制主要用于現場設備維護和檢修，不受任何外部聯鎖條件限制，操作工由此檢測設備運行的可靠性及系統(tǒng)運行的可靠性。除此，也可在實際的生產中使用，只是要求操作工的熟練程度要高。 半自動控制主要用于在已知鋼水液面深度的情況下，人工選擇槍體行走行程，進行測溫取樣操作，同時實現單獨的取樣功能。在現場設備維護和檢修時，是檢測設備準確定位停車精度的主要方式，這要求編碼器信號讀入及處理的可靠性高。自動控制主要應用于生產實踐中，無需人工干涉,獨立完成設備所要達到的工藝要求，這要求測溫取樣儀表發(fā)出信號的可靠性高，控制系統(tǒng)響應快，變頻控制可靠。操作開始應保證測溫槍在初始位也即在編碼器的校零位，鋼水罐車到達測溫取樣位，測溫取樣探頭安裝完畢，根據上一工序提供的鋼水液面參數設定行程檔位（半自動方式下）或不設定行程檔位（自動方式下），準備開始工作。測溫取樣功能執(zhí)行完畢，使得測溫槍回到初始位也即在編碼器的校零位，編碼器計數清零。根據系統(tǒng)所要實現的控制功能和以及系統(tǒng)上的硬件配置，設計整個系統(tǒng)的控制流程。 S7-300和6ES70變頻器通訊參數設置槍體的行走完全由6ES70變頻器控制，控制指令由S7-300向變頻器發(fā)出。在此系統(tǒng)中，我們需要在變頻器中增加一塊CBP Profibus通訊板完成S7-300與變頻器中CUVC板的通訊。PLC和變頻器通過通訊傳送控制狀態(tài) 結束語 整套控制系統(tǒng)經過現場調試后，經過近兩年的運行，系統(tǒng)良好穩(wěn)定，測溫取樣成功率高，控制精度高，滿足了現場的工藝要求，達到了預期的效果。由于系統(tǒng)運行效果好，又節(jié)約勞力，該廠在二期建設中也上了該系統(tǒng)，至今設備已調試完畢且投入使用，控制效果均良好。 編輯：何世平