攀钢130tLF炉自动控制系统

第28卷　第6期2006年12月四川冶金Sichuan Metallurgy Vol.28　No.6December ,2006

攀钢130tL F 炉自动控制系统

雷　辉

(攀钢提钒炼钢厂,四川攀枝花　617062)

【摘　要】　介绍了攀钢方坯连铸L F 炉自动控制系统的主要功能、控制特性以及系统结构的设计与构成。【关键词】　L F PLC 自动控制　模型

AUTOMATIC CONTR OL SYSTEM OF 130T LF IN

PANZHIHUA IR ON &STEE L COMPAN Y

Lei Hui

(Steel Plant of Panzhihua Iron &Steel Co.,Panzhihua 617062,China )

[Abstract]　Introducing the square continuous casting of 130t L F in Panzhihua Iron &Steel Compa 2ny the main function of an automatic control system and control characteristic ,the design and the com 2posing of the system structure.

[K ey w ords]　L F ,PLC ,automatic control ,model

为进一步满足攀钢新品种开发的要求及实现全连铸,提高二次精炼的处理水平,攀钢炼钢厂于2003年新建了1

座130tL F 炉。L F 炉通过在还原性气氛下电弧加热,配以底吹氩搅拌,实施合理的造渣控制技术,进行脱硫、脱氧、去除夹杂、夹杂物变形处理来提高钢水质量,可以精确控制钢水成分,可以保证温度的精确控制,满足连铸过热度稳定的要求。

炼钢的工艺路线如下:

L F 炉处理流程如下:

钢包运至接收位→接底吹氩管(吹氩)→钢包车

开至加热位→加渣料→第1次加热(化渣)→测温、取样、定氧→加合金→第2次加热→测温、取样、定氧→钢包车开至接收位→喂丝→吹氩→测温、取样、定氧→拆底吹氩管→RH 或CCM 。1　控制系统构成

1.1　控制系统基本结构

L F 炉自动控制系统采用两级控制系统组成,一

级基础自动化控制系统(简称L1)和二级过程计算机控制系统(简称L2),在L1中完成其逻辑控制和仪表回路的调节控制。L2接收L3下传的生产作业计划,指导生产;同时L2从L1采取过程生产数据,根据生产计划和来钢情况进行模型运算,优化出生产参数下送到L1执行操作,达到优化生产的目的。

L1采用西门子公司的S7400系列的PLC 控制

器组成PCU 控制系统,网络系统采用西门子公司的工业以太网来连接PLC 系统、RH 系统、合金下料系统、中控室的操作站、报表打印机和L2等设备。该网络采用协议符合IEEE80213标准以10M/S 的速

度传输,同时也可以按IEEE80213U 标准按100M/S 的速度传输。

为了对控制设备进行精确定位,L F 系统采用现场操作台与OMS 操作站相结合来完成L F 控制的所有功能。OMS 操作站采用IN TOUCH 组态软件,完成工艺画面的监控。现场操作台采用ET200M ,利用PROFIBUS -DP 网络联接PLC 主

控器。其基本结构详见图1。

1.2　PLC 系统

L F 炉系统主要由两台PLC 进行控制,是系统

的控制核心,应用西门子公司的S7-400型PLC ,CPU 为CPU414-2DP ,用户程序在CPU414-2DP 内部运行,处理全线的生产控制,完成系统功能和网络的信息交换。一台本体PLC 完成以下系统的控制:钢包车运输系统;炉盖系统;炉体变压器系统;测温、取样系统;氩气搅拌系统;冷却水系统;公共介质。另一台合金PLC 完成合金及渣料配料计算、称量,物料的添加控制

。

图1　自动控制系统结构图

2　主要控制系统功能

2.1　钢包车运输系统

L F 炉设计两套相同的钢包车运输系统,但两系

统运动方向相反。在一套钢包车在加热时,另一套系统可同时受钢、连接氩气管道以缩短工艺时间。两个钢包车安装在一个公共的轨道上。每一个钢包车都可以单独在接收位和加热位之间驱动。为了避免两个钢包车的冲撞,钢包车的运行需要在PLC 程序内进行互锁。

操作方式有就地与远控方式,其控制过程为:

就地方式(手动):在就地操作台上,操作摇杆,通过变频器控制钢包车向加热位前进,无论操作高速/低速当减速位置极限开关信号到后,PLC 自动通过变频器控制钢包车低速前进到加热位,当松开按钮,钢包车停止。加热结束后,在就地操作台上操作摇杆,控制钢包车快速向钢包接收位后退,无论操作高速/低速当减速位置极限开关信号到后,PLC 自动控制钢包车转换到低速,后退到钢包接收位。

远控方式(自动):在OMS 操作站上,选定钢包车号,按下钢包车运行到加热位按钮,按下启动按钮,通过变频器控制钢包车快速向加热位前进,当减速位置极限开关信号到后,PLC 自动通过变频器控制钢包车低速前进到加热位,当加热位极限开关信号到后,钢包车停止。按下停止按钮,钢包车可随时停止。加热结束后,按下钢包车运行到受钢位按钮,

按下启动按钮,当减速位置极限开关信号到后,PLC 自动控制钢包车转换到低速,后退到钢包接收位。按下停止按钮,钢包车可随时停止。

在就地操作台、主操作台均设置紧停按钮,可在紧急情况下及时停止钢包车。运行条件不满足时,钢包车都会停在原位,并在OMS 操作站上显示。

2.2　氩气搅拌系统

氩气起充分均匀钢水温度和成分的作用,通过钢包底部的透气砖,使氩气进入钢水并与钢水充分搅拌。氩气流量通过调节阀控制。吹氩用软管通过拖缆装置连到钢包车上,然后与钢包相连,可以在钢包车上实现全程吹氩,氩气总管压力为113Mpa ,每路氩气管道流量(标准状态下)调节范围在0～1000Nl/min ,由于流量调节范围较大,为减少在小流量

弱吹时(流量<50Nl /min ),产生波动的问题,在氩气调节阀附近安装了一个旁通管道,流量范围在0～150Nl /min 。

操作方式有就地与远控,其中远控有手动、自动、计算机三种方式。

2.3　测温、取样系统

L F 炉盖附近安装有独立行程设备的两支测温、

取样枪。每支枪均可进行测温、定氧、取样,但同一时间只可以有一套枪可以运行。测温、取样枪的位置通过行程编码器监视,行程位置由极限限定,运动速度通过变频器调整。

测温、取样枪只能在现场操作台上进行控制,具

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93・第6期 Sichuan Metallurgy