论文部分内容阅读
[摘 要]：干熄焦的裝入装置是干熄焦的重点设备之一，主要实现开闭炉盖然后将炽热的焦炭经装入料斗导入干熄炉。装入装置在起重机与干熄炉之间起着承前启后的联结作用， 其运转是否正常对干熄率及蒸汽外送起着重要作用。近年通过对装入装置的深入研究，打破了进口设备装置的技术垄断，自主实现了干熄焦装入装置控制系统的研制改造，大大减少故障发生，提高设备维修效率。
[关键词]：干熄焦 装入装置 控制系统
1. 前言
我厂干熄焦系统设计处理焦碳的能力为140t/h，除了提高焦炭质量，节约能源，保护环境等特点，还在蒸汽发电的直接经济效益和提高焦碳质量在高炉炼铁方面的延伸经济效益方面具有不可比拟的作用，因此需要降低装入装置故障，确保干熄焦的连续稳定运行。
装入装置是干熄焦系统的关键组成设备，在工艺上完成将干熄焦罐中的焦碳安全装入干熄炉中，装完焦碳后负责对干熄炉进行水封，保证干熄炉热量及灰尘不会外放。原设计装入装置自运行以来出现了许多问题，如限位检测不准确并维护难度大、设计动力不够造成装置卡死现象、没有减速功能经常撞挡铁并增加设备本体损坏程度等问题。为解决这下困扰及原设计的资料保密垄断带来的不便，我们对装入装置技术进行长期的摸索研究后，通过自主改造设计，完成干熄焦装入装置控制系统的改造升级。
2. 改造总体思想及设备部件选型
依据生产实际和维修点检过程中遇到的问题，有针对性地进行探索研究，通过变频器控制电动缸，变频改变电机输出速度，并编写程序实现外部设计加装的限位功能，达到减速、定位等目的，从而解决实际困难。为了极大降低装入装置检修带来的影响时间，我们改造实施双控制系统的工作模式，即一套设备出现软硬件故障，需要长时间的维修时，就可以投入备用的另一套设备，以满足生产需要，减少影响时间创造经济效益。
通过与原设计设备对比及现场的力矩测试、实绩观察，逐步选择装入装置运行需求的主要备件。软件方面选型主要由输入输出点位决定，通过对现场点位的统计，最终选定为西门子S7-200系列PLC来进行核心控制；原主电机为10Kw功率，通过反复检测尝试，最终选定的变频电机功率为15Kw；之后对电气控制和驱动系统进行选型，依靠电机的功率大小最终选定ABB ACS800交流变频器。
设备部件选型后，根据现场情况和配电柜布局绘制电气线路图，图1为我们设计的装入装置线路简图，绘制时考虑简单实用，只显示双控制系统线路单线路图。实际设计改造接线过程中充分体现双控制回路优势，电源和转换操作部分都是相互独立的：
装入装置配电线路见图1
图1
3. 自主编程及调试完善
改造后的控制系统主要为了解决现场实际问题，以此作为编程的实现目标。整个控制系统以西门子S7-200 PLC编程软件为平台进行编程，通过前期目标设定及后期逐步测试完善，最终编程满足装入装置工艺需求的同时，还一一解决生产困扰，实现各种基础功能。通过编程使变频器控制电机正向运行、反向运行及正反方向的加减速运转的状态。考虑关键解决装入装置经常由于停止时速度高撞坏机构问题，特别介绍变频器控制加减速程序编辑（语句表形式）：
变频器减速程序段：
LD 减速1：M0.3
O 减速2：M0.4
= M1.0
变频器正向减速判断程序段：
LD 变频器启1：M0.1
LD 开减限位：I0.2
LD 减速1：M0.3
AN 开限位：I0.0
OLD
ALD
= 减速1：M0.3
变频器反向减速判断程序段：
LD 变频器启2：M0.2
LD 关减限位：I0.3
LD 减速2：M0.4
AN 关限位：I0.1
OLD
ALD
= 减速2：M0.4
变频器延时断开程序段：
LD 变频器启1：M0.1
O 变频器启2：M0.2
TON 超时断开：T37， 600
程序装载之后需要进行现场调试，前期调试选择在手动模式下进行以防止突发事故发生。手动调试达到效果之后进一步自动模式调试，不仅在编程时要严密结合装入装置的控制连锁条件，整个手动、自动调试过程中更需要检测控制连锁的运行状态，确定连锁编程的有效执行。
装入装置的控制连锁见表1
调试阶段逐一验证个关键程序段及连锁条件的执行，后来考虑在装入装置未进行动作时，使变频器和电机得到保护，我们在程序中加入了变频器延时断开程序段。当装入装置工作，变频器启动一段时间（程序中根据实际情况设定）后还没有停止运行，程序则执行“变频器延时断开程序段”，此时时间继电器输出信号，将断掉正在执行的“变频器正向启动条件判断程序段”和“变频器反向启动条件判断程序段”，使变频器停止工作，电机停止运行，装入装置动作停止。
4. 改造实绩效果
装入装置改造完成后，经过长时间的测试及生产运行，未出现以前的问题，进过统计在设备成本方面得到极大的节约，同时为检修提供了便利。
整个装置的稳定运行，大大降低故障影响时间和检修计划时间，很大程度上提高了焦炭的干熄率，为我厂创造了巨大的经济效益。
5. 结束语
通过此次改造，装入装置完全实现了自主研制改造的预期目标。其设计思路简单并包括双控制系统，功能完善，实用性能强大，选型器件简单常见，改造成本低，因此是一种非常值得借鉴推广的技术，也为同行业相同部位设备改造提供宝贵经验。设计改造亮点在于双控制系统及信号检测采用外部限位方式，方便日常点检和维修，提高装入装置运行的安全和稳定，保证干熄焦生产顺行。
参考文献
1.张发玉《可编程序控制器应用技术》 西安电子科技大学出版社 2013
2.杨耕 罗应立等《电机与运动控制系统》清华大学出版社 2006
3.潘立慧等《干熄焦技术》冶金工业出版社2005
4.陈立定《电气控制与可编程序控制器的原理及应用》 机械工业出版社 2004
5.天津电气传动设计研究所《电气传动自动化技术手册》第2版 机械工业出版社2005
[关键词]：干熄焦 装入装置 控制系统
1. 前言
我厂干熄焦系统设计处理焦碳的能力为140t/h，除了提高焦炭质量，节约能源，保护环境等特点，还在蒸汽发电的直接经济效益和提高焦碳质量在高炉炼铁方面的延伸经济效益方面具有不可比拟的作用，因此需要降低装入装置故障，确保干熄焦的连续稳定运行。
装入装置是干熄焦系统的关键组成设备，在工艺上完成将干熄焦罐中的焦碳安全装入干熄炉中，装完焦碳后负责对干熄炉进行水封，保证干熄炉热量及灰尘不会外放。原设计装入装置自运行以来出现了许多问题，如限位检测不准确并维护难度大、设计动力不够造成装置卡死现象、没有减速功能经常撞挡铁并增加设备本体损坏程度等问题。为解决这下困扰及原设计的资料保密垄断带来的不便，我们对装入装置技术进行长期的摸索研究后，通过自主改造设计，完成干熄焦装入装置控制系统的改造升级。
2. 改造总体思想及设备部件选型
依据生产实际和维修点检过程中遇到的问题，有针对性地进行探索研究，通过变频器控制电动缸，变频改变电机输出速度，并编写程序实现外部设计加装的限位功能，达到减速、定位等目的，从而解决实际困难。为了极大降低装入装置检修带来的影响时间，我们改造实施双控制系统的工作模式，即一套设备出现软硬件故障，需要长时间的维修时，就可以投入备用的另一套设备，以满足生产需要，减少影响时间创造经济效益。
通过与原设计设备对比及现场的力矩测试、实绩观察，逐步选择装入装置运行需求的主要备件。软件方面选型主要由输入输出点位决定，通过对现场点位的统计，最终选定为西门子S7-200系列PLC来进行核心控制；原主电机为10Kw功率，通过反复检测尝试，最终选定的变频电机功率为15Kw；之后对电气控制和驱动系统进行选型，依靠电机的功率大小最终选定ABB ACS800交流变频器。
设备部件选型后，根据现场情况和配电柜布局绘制电气线路图，图1为我们设计的装入装置线路简图，绘制时考虑简单实用，只显示双控制系统线路单线路图。实际设计改造接线过程中充分体现双控制回路优势，电源和转换操作部分都是相互独立的：
装入装置配电线路见图1
图1
3. 自主编程及调试完善
改造后的控制系统主要为了解决现场实际问题，以此作为编程的实现目标。整个控制系统以西门子S7-200 PLC编程软件为平台进行编程，通过前期目标设定及后期逐步测试完善，最终编程满足装入装置工艺需求的同时，还一一解决生产困扰，实现各种基础功能。通过编程使变频器控制电机正向运行、反向运行及正反方向的加减速运转的状态。考虑关键解决装入装置经常由于停止时速度高撞坏机构问题，特别介绍变频器控制加减速程序编辑（语句表形式）：
变频器减速程序段：
LD 减速1：M0.3
O 减速2：M0.4
= M1.0
变频器正向减速判断程序段：
LD 变频器启1：M0.1
LD 开减限位：I0.2
LD 减速1：M0.3
AN 开限位：I0.0
OLD
ALD
= 减速1：M0.3
变频器反向减速判断程序段：
LD 变频器启2：M0.2
LD 关减限位：I0.3
LD 减速2：M0.4
AN 关限位：I0.1
OLD
ALD
= 减速2：M0.4
变频器延时断开程序段：
LD 变频器启1：M0.1
O 变频器启2：M0.2
TON 超时断开：T37， 600
程序装载之后需要进行现场调试，前期调试选择在手动模式下进行以防止突发事故发生。手动调试达到效果之后进一步自动模式调试，不仅在编程时要严密结合装入装置的控制连锁条件，整个手动、自动调试过程中更需要检测控制连锁的运行状态，确定连锁编程的有效执行。
装入装置的控制连锁见表1
调试阶段逐一验证个关键程序段及连锁条件的执行，后来考虑在装入装置未进行动作时，使变频器和电机得到保护，我们在程序中加入了变频器延时断开程序段。当装入装置工作，变频器启动一段时间（程序中根据实际情况设定）后还没有停止运行，程序则执行“变频器延时断开程序段”，此时时间继电器输出信号，将断掉正在执行的“变频器正向启动条件判断程序段”和“变频器反向启动条件判断程序段”，使变频器停止工作，电机停止运行，装入装置动作停止。
4. 改造实绩效果
装入装置改造完成后，经过长时间的测试及生产运行，未出现以前的问题，进过统计在设备成本方面得到极大的节约，同时为检修提供了便利。
整个装置的稳定运行，大大降低故障影响时间和检修计划时间，很大程度上提高了焦炭的干熄率，为我厂创造了巨大的经济效益。
5. 结束语
通过此次改造，装入装置完全实现了自主研制改造的预期目标。其设计思路简单并包括双控制系统，功能完善，实用性能强大，选型器件简单常见，改造成本低，因此是一种非常值得借鉴推广的技术，也为同行业相同部位设备改造提供宝贵经验。设计改造亮点在于双控制系统及信号检测采用外部限位方式，方便日常点检和维修，提高装入装置运行的安全和稳定，保证干熄焦生产顺行。
参考文献
1.张发玉《可编程序控制器应用技术》 西安电子科技大学出版社 2013
2.杨耕 罗应立等《电机与运动控制系统》清华大学出版社 2006
3.潘立慧等《干熄焦技术》冶金工业出版社2005
4.陈立定《电气控制与可编程序控制器的原理及应用》 机械工业出版社 2004
5.天津电气传动设计研究所《电气传动自动化技术手册》第2版 机械工业出版社2005