熔煉爐噴槍控制系統(tǒng)的改進(jìn)

0頂吹技術(shù)的銅五合煉爐侯馬生練習(xí)廠的ausmelt熔融精煉裝置是中國第一個(gè)采用澳大利亞ausmelt富氧屋頂技術(shù)的銅冶精煉裝置。銅精礦等各種物料經(jīng)皮帶輸送到熔煉爐,載煤風(fēng)、空氣、氧氣、套筒風(fēng)通過冶金計(jì)算程序按照設(shè)定風(fēng)量進(jìn)入噴槍的各個(gè)風(fēng)管內(nèi),通過噴槍對(duì)爐內(nèi)熔體進(jìn)行冶煉,因此,熔煉爐噴槍的正常運(yùn)行對(duì)生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用。1系統(tǒng)功能噴槍控制系統(tǒng)由3部分組成:主鉤提升控制、左右行走控制及旋轉(zhuǎn)氧槍架組成。換槍平臺(tái)如圖1所示。1.1噴槍上升/下降控制手操器位控制:將換槍平臺(tái)LCP2控制箱上的三位開關(guān)ZS11058置于位置1(正常運(yùn)行位置),并將手操器RP開關(guān)置為ON。在爐口附近,操作人員按手操器提升/下降按鈕,噴槍以25Hz頻率上升/下降,直到提升機(jī)由導(dǎo)向柱上的上段/下段停止位的限位開關(guān)ZS11050E/ZS11050B制動(dòng)停下來。換槍位控制:當(dāng)噴槍提升到中部限位ZS11050E處,手操器將不能進(jìn)行上升/下降控制,需要將換槍平臺(tái)LCP2控制箱的三位開關(guān)ZS11058置于位置2(換槍位)。按下控制箱的上升/下降按鈕,噴槍可以在頂部限位ZS11050A與底部限位ZS11050B之間上下移動(dòng)。1.2噴槍提升機(jī)橫向行駛將換槍平臺(tái)LCP2控制箱上的三位開關(guān)ZS11058置于位置2(運(yùn)槍至停槍臺(tái)),按住LCP2控制箱上的上升按鈕,噴槍提升至頂部限位ZS11050A處停止,按住換槍臺(tái)上的噴槍提升機(jī)橫移按鈕,噴槍將平移加速與減速,噴槍提升機(jī)橫向行走受控于限位開關(guān)ZS11047A和B(儀表左禁止和右禁止),隨后停在旋轉(zhuǎn)式停槍臺(tái)前。松開橫移按鈕,提升機(jī)停止。1.3旋轉(zhuǎn)式氧槍架的安全旋轉(zhuǎn)操作人員需站立于旋轉(zhuǎn)式氧槍架控制開關(guān)盤LCP3旁,確認(rèn)旋轉(zhuǎn)式氧槍架可安全旋轉(zhuǎn),利用正/反轉(zhuǎn)按鈕,將新槍轉(zhuǎn)至摘取位置。此時(shí),換槍平臺(tái)LCP2控制箱上的三位開關(guān)必須置于位置2(轉(zhuǎn)運(yùn)噴槍至停槍臺(tái))。2plc的應(yīng)用噴槍原控制系統(tǒng)采用繼電器控制,在實(shí)際使用過程中,因繼電器控制系統(tǒng)配線復(fù)雜,故障率高、故障點(diǎn)查找困難等原因,多次造成生產(chǎn)無法正常進(jìn)行,甚至造成滑槍、緊急提升(ESD)不起作用等安全事故的發(fā)生。PLC可以實(shí)現(xiàn)繼電器裝置所能完成的一切功能,而且可靠性高、靈活性強(qiáng)、設(shè)計(jì)安裝簡單、維護(hù)方便。為此,2010年大修期間,對(duì)熔煉爐噴槍控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造,用PLC控制取代了原來的繼電器控制系統(tǒng)。3mcc繼電器控制經(jīng)過選型比較,PLC選用西門子S7-200CPU226CN,增加一個(gè)DI模件;變頻器由VACON改為西門子M440。改造保持原設(shè)計(jì)思路不變,仍為主控室、手操器、換槍平臺(tái)和旋轉(zhuǎn)氧槍架四地控制,原手操器、控制箱不動(dòng);將原MCC繼電器控制改為西門子PLC控制,40點(diǎn)輸入(24V)、32點(diǎn)輸出(24V),提升和行走共用1臺(tái)PLC。系統(tǒng)輸入、輸出口地址分配情況分別如表1、表2所示。4程序的組成4.1編程的功能該系統(tǒng)編程在上位機(jī)完成,程序完成后下裝到PLC的CPU內(nèi),編程時(shí)采用step7microwinv4.0軟件,該軟件提供一個(gè)完整的編程環(huán)境,可以進(jìn)行離線編程和在線連接、調(diào)試、寫入等功能。編程的任務(wù)就是用梯形圖的形式將控制原理圖中的輸入與輸出之間存在的邏輯關(guān)系表示出來。梯形圖與繼電器控制線路非常相似,雖然PLC按順序逐條地掃描用戶程序的運(yùn)行方式與繼電器控制裝置采用硬件并行的運(yùn)行方式有所不同,但只要恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整各條梯形圖的順序,實(shí)現(xiàn)起來并不難,部分梯形圖如圖2所示。4.2噴槍的運(yùn)行監(jiān)測(cè)將噴槍及變頻器的各種狀態(tài)信號(hào)送到DCS系統(tǒng)中,如噴槍上升、下降、左行、右行、變頻器故障、運(yùn)行等,使操作人員能夠及時(shí)了解噴槍的運(yùn)行狀態(tài)。4.2.1噴槍自動(dòng)優(yōu)先關(guān)閉當(dāng)工藝聯(lián)鎖發(fā)生使噴槍上升/下降條件不具備,DCS系統(tǒng)發(fā)出噴槍上升/下降禁止信號(hào),在手操器位,噴槍不能進(jìn)行上升/下降操作;當(dāng)DCS系統(tǒng)發(fā)出緊急停車聯(lián)鎖信號(hào)(ESD)或操作人員按下ESD按鈕,噴槍自動(dòng)以50Hz頻率提升至8300mm驅(qū)氣位,同時(shí)DCS系統(tǒng)切斷供風(fēng)系統(tǒng),防止安全事故發(fā)生。當(dāng)旋轉(zhuǎn)氧槍架運(yùn)行時(shí),噴槍提升機(jī)禁止從爐口向旋轉(zhuǎn)氧槍架方向或從旋轉(zhuǎn)氧槍架向爐口方向行走;當(dāng)噴槍提升機(jī)左/右行走時(shí),旋轉(zhuǎn)氧槍架禁止旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)氧槍架旋轉(zhuǎn)與噴槍提升機(jī)左右行走均是在換槍位狀態(tài)下運(yùn)行,在操作位禁止工作。4.2.2噴槍、實(shí)行plc在進(jìn)行掛槍調(diào)試時(shí),模擬生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種狀態(tài),如發(fā)生ESD、噴槍上升/下降禁止、換槍等,噴槍、變頻器與PLC均能正常工作。但在操作人員用手操器對(duì)噴槍進(jìn)行上升/下降操作時(shí),有輕微滑槍現(xiàn)象。經(jīng)過多次試驗(yàn),對(duì)抱閘線圈增加0.3s延時(shí),當(dāng)對(duì)噴槍進(jìn)行上升/下降操作時(shí),抱閘延時(shí)0.3s打開,滑槍現(xiàn)象消失。5