高炉上料自动控制系统
基于PLC的高炉上料控制系统研究
２ 硬 件 系统及 系统 软件 供料 系统在受料 电气室设有一套 Ｐ Ｌ Ｃ 控制系统 ， 在矿焦槽 电气室设有远程 Ｉ ／ Ｏ， 采用 ｓ ７ — ４ １ ４ ， 设１ 个 中
央机架 Ｕ Ｒ ２ ， 配有独立 电源模板 Ｐ Ｓ ４ ０ ７ Ｉ Ｏ Ａ， １ 个 Ｃ Ｐ Ｕ ４ １ ４ — ２ 。Ｉ ／ Ｏ系 统 采 用 Ｅ Ｔ ２ ０ ０ Ｍ， 配置 Ｐ Ｒ Ｏ Ｆ Ｉ ． Ｂ Ｕ Ｓ — Ｄ Ｐ网 络 访 问 Ｉ ／ Ｏ 。Ｐ Ｌ Ｃ组 态 编 程 软 件 用 Ｓ Ｉ Ｅ ．
基于 Ｐ Ｌ Ｃ的高炉上料控制系统研究
苏海 东
（ 山西太钢不锈钢 股份 有限公 司 ，山西 太原 ０ ３ ０ ０ ０ ３ ）
摘
要： 介绍 了太钢 ５ ＃ ４ ３ ５ ０１ １ １ 高炉矿槽 炉顶 上料 系统的工艺流程。以及西 门子公 司Ｓ ７系列Ｐ Ｌ Ｃ￣ １ 系统的特点 、
硬件 组态及软件功能 ， 并详细介 绍 了Ｐ Ｌ Ｃ 控 制 系统的主要 控制功能 。 关键 词 ： Ｐ Ｌ Ｃ ； 自动控制 ； 上料 系统 ； 高炉
第１ 期（ 总第ｌ ３ １ 期）
机 械 管 理 开 发
２ ０ １ ３ 年２ 月
Ｎ ｏ ． １ （ Ｓ Ｕ Ｍ Ｎ ｏ ． １ ３ １ ）
Ｍ Ｅ Ｃ Ｈ Ａ Ｎ Ｉ Ｃ Ａ Ｌ Ｍ Ａ Ｎ Ａ Ｇ Ｅ Ｍ Ｅ Ｎ Ｔ Ａ Ｎ Ｄ
垦 １
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０３
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：１ ０ ０ ３ — ７ ７ ３ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ － ０ ０ ５ １ － ０ ２
０ 引 言
太钢 ５ ＃ ４ ３ ５ ０ ｍ 高炉矿槽炉顶上料系统设计采用 西 门子公 司 ｓ ７ 系列 Ｐ Ｌ Ｃ ， 该 控制系统实现了对矿石 、 球团 、 烧结 、 焦碳 、 杂矿等原料的 自动称量 ， 并完成称量 误差的 自动补偿 。实现了炉顶各阀门的顺序 自动开关 Ｏ ／ 、 、 ， ， 的角度 自动设定 以及其他相关辅助设备的 自动 控制 。实现了对高炉矿槽炉顶上料系统 的数据采集 、 数据显示与数据控制 。该系统包括 ： 烧结矿受料设施 ， 落地烧结 矿受料设施 ， 大皮带受料设 施 ， 焦 粉返 回系 统， 小粒矿 回收系统 ， 汽车受料设施 ， 大皮带受料设施 和焦炭受料设施。 １ 高炉矿槽炉顶上料系统工艺流程 太钢５ ＃４ ３ ５ ０ ｍ 。 高炉 炉顶采用无 料 钟 串罐式 炉 顶， 分为受料斗 、 料罐 、 气密箱等组成部分 。在上料过 程 中， 炉料先投进受料斗里 ， 随后放人料罐 中， 在这个 过程 中 ， 由于高炉 不 能和 大气 相通 ， 通 过控 制炉 顶放 散 阀、 均压 阀 、 上密 阀 、 柱塞 阀 、 下密 阀 的顺序 开关 来实 现 高炉 的正常下 料 ， 通过控制 、 、 来实现 高炉布料 。 料面检测设备采用机械探尺与雷达探尺相配合ｕ 。 １ ． １ 装料 流程 焦炭 、 烧结矿等各种人炉原料 由料车运到炉顶 ， 倒 人受 料斗中 ， 受料斗最多可装 ４ 车料。料罐放散完毕 后打开上密阀和柱塞 阀向料罐装料 。装料完成后料罐 进行均压 。一旦 高炉准备接 受下一批炉料就进行布 料， 首先打开下密 阀并将料流调节阀打开至设定开度 ， 料罐 中的炉料通过料 流调节 阀流到旋转的布料溜槽 上。在布料期间 ， 通过 谢 线探测料流 ， 该装置可发 出 料罐清空信号 。一旦料罐清空 ， 关 闭料流调节 阀和下 密封 阀 ， 打 开放 散 阀进 行放 散 ， 准备 下 一次装 料 。 １ ． ２ 布料 流程 批 料 中， 允 许 焦 矿 设 定 两 个 不 同 的料 线 位 置 。 当探尺达到规定的料线位置后 ， 自动提升到位 ， 发出布 料信号 ， 下密封 阀打开 ， 布料溜槽进行启动。口 角旋转 到设定速度并且到达布料位置 ， 开启料流调节阀， 按照 批重及规定 的布料程序 ， 调节料流调节 阀开度和溜槽 倾角 ， 使每圈料流均匀 、 重量相等和首尾相接地 向炉喉 任意布料 。为 了减少料头料尾不均匀现象 ， 每批料布 完后 ， 布料角度 自动步进 ６ ０。 。
1080m3高炉工程自控系统技术方案
各称量斗设定值以千克KG为单位填入各斗的设定值。焦炭设定为干焦值在
画面中进行焦炭水份设定程序自动转换成湿焦值。
附加焦设定在需要附加焦的放料批次中减小放料车次直到附加焦执行完。
称量及补偿的计算公式如下
6、7、8第一位不能是空格连续书写不能超过10个字母程序遇0或执行完10周
期后自动返回周期1执行。
料单修改标志设定料单上有一“料单传送”标志此标志为1说明修改过料单
当前放料料批执行完时重新按新设定的料单开始控制。
料批内料型设定A、B、C、D、E、F、G、H等八种料批每个批次均设1-4个车次1080m3高炉自动化控制系统技术方案
4、其他控制方案 .............................................................................. 16 第一章 方案综述
1、概述 1.1 系统范围
武安市裕华钢铁有限公司新建1080m3高炉工程基础自动化控制系统范围为高炉基础级自动化部分。主要有高炉供料控制高炉上料控制高炉热风炉控制高炉本体控
3/17 制高炉上料控制高炉热风炉控制高炉本体控制高炉水冲渣控制布袋除尘控制
喷煤控制高炉循环水控制以及各自的监控站通过工业以太网连接在一起。 第二章 主要环节方案简介
1、高炉上料控制方案 高炉上料部分采用S7-400系列控制器和ET200组成分布式控制系统 。设两台上位
1、高炉上料控制方案 ........................................................................ 3
高炉上料系统常见故障处理及其工作原理
高炉上料系统常见故障处理及其工作原理理论部分一、关于强电超极限：１、什么是强电超极限？左右料车炉顶的行程极限停车位置所对应在的强电工作主令控制器上的开关点２、其在料车控制中起什么作用？左右料车在上行至炉顶时的极限停车位置，确保料车运行安全。
３、为什么要设置料车强电超极限保护？料车上行到炉顶时其前轮不能悬空，否则料车将被钢丝绳悬挂起来，当炉顶料车在下行时可能会因前轮下落位置不在料车轨道上导致料车翻车。
为确保料车不翻车，在料车控制电气回路上设置了如料车在到达超极限位置时立即切断料车动力电源（料车跳闸），使料车立即停车。
1#高炉强电超极限采用两点串联以提高可靠性。
４、强电超极限常见故障现象的原因及处理办法：故障现象：料车跳闸，合不上闸。
处理办法：①、此时可判断为料车超极限工作点断开了。
应立即将料车打入手动状态，到炉顶检查料车的实际位置，如未发现异常，立即用试电笔检查相对应在炉顶的料车（左车或右车）强电主令控制器侧的强电超极限点两点均应闭合。
（同时检查弱电主令料车到顶点、强电主令料车工作极限点均应断开，如均未断开，说明本次料车跳闸就是由于强、弱电工作限位未断开造成料车跳闸。
也可能是料车弱电到顶工作极限和强电到顶工作极限均相近但和强电超极限点调试距离过近，造成强电超极限点提前误动作）。
②、快速检查法：发现跳闸，立即将料车打入手动状态，按下（保持）相应料车超极限解除按钮，另一人去进行料车合闸，如能合上，立即按第①条处理。
此时，不允许按下（保持）相应料车超极限解除按钮强制料车上行。
警告：十分钟内料车合闸次数不允许超过三次，否则将造成料车变频器损坏。
③、如经过上述①或②条检查操作还合不上闸，立即电话通知电工。
二、关于强电工作极限：１、什么是强电工作极限？料车在手动状态下在炉顶（倒料或不倒料）的正常停车位置所对应的在强电主令控制器上的开关点。
（此点应在强电超极限点前200～300毫米料车行程距离），２、其在料车控制中起什么作用？此工作极限在弱电工作极限后（150～200毫米料车行程距离），当料车在自动状态下，如果料车弱电工作极限未能断开（将造成PLC无到顶信号，料车不动）ＰＬＣ未能采集到料车到位信号，强电工作极限点将使料车停止运行，确保料车运行安全。
高炉上料自动控制系统中几个关键环节的设计
高炉上料自动控制系统中几个关键环节的设计摘要：高炉上料过程必须做到及时、准确，操作灵活，靠人工操作已不能满足生产需要，自控系统成为高炉生产中不可缺少的环节，因此，必须高度重视高炉自控系统的设计工作。
关键词：自控系统；布线；配料；环形布料；定点布料；扇形布料；料制参数abstract: the blast furnace process must be done timely, accurate, flexible operation, can no longer rely on manual operations to meet production needs, the automatic control system to become an indispensable component in the blast furnace production, therefore, we must attach great importance to the design of the blast furnace automation system.key words: automatic control system; wiring; ingredients; circular fabric; the sentinel fabric; fan-shaped cloth; material system parameters中图分类号：tb486+.3文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）高炉上料是炼铁生产中非常重要的环节，是衔接上、下游生产工序的纽带，且控制工艺复杂，实时性要求高，一旦出现问题，将给炼铁生产造成严重影响，甚至休风停产。
因此，必须设计好高炉上料系统的自动控制方案，并且结合生产工艺，优化控制细节。
下面针对中小型高炉常见的上料控制工艺进行分析，对一些细节问题进行阐述，以供设计人员参考。
高炉上料控制
备用的电机号 4 2 3 1
5、称量误差补正及称量显示
5.1、称量误差补正的控制
5.1.1、简要说明：各种原、燃料均设误差补正。 补正的方式 称量误差补正的原则是本称量漏斗的称量误差由该斗补， 与其它斗无关。设有两种补正方式： ⑴本次的称量误差待下次称量时补正。 ⑵累积误差补正即把每次的称量误差累计到一定量时进 行补正。最大累积误差值（可调）暂定如下： 矿石：200kg, 杂矿：150kg, 焦炭：100kg。
6、X-601及Y-601胶带机废铁检除装置
在X-601矿石胶带机和Y-601焦炭胶带机上各设一套废 铁检除装置。该装置为机电一体化，当废铁经过金属探测 器时，将信号发送给废铁检除装置，则废铁检除装置按预 先设定的程序自动将混入物料中的铁块检除。
7、设备的操作与联锁要求
矿槽系统电控设备约33种，75套设备。除电动葫 芦及传动室吊车不参与联锁外，其余设备在自动运转 时必须保持各设备之间的联锁关系，粉矿仓料位计及 碎焦仓仓下电动闸门参与返矿系统的联锁控制（粉矿 仓料位计及碎焦仓仓下电动闸门属返矿系统，其控制 要求见机械贮运专业提供的相关资料）。为防止误操 作及保护设备，手动操作时应保留必要的安全联锁，
6 炉顶探尺对炉内物料的跟踪、记录与监视 7). 装料系统装料制度、装入待的设定、料线设定、装料 循环周期的处理 8). 空焦装入方式及运转控制 9). 装料操作参数的设定、实际装入操作的数据收集、处 理 10). 装入系统设备的操作与监视 11). 装料系统设备故障处理
2.2、主工艺系统基本控制 2.2.1、炉顶压力选择 设有高压操作和常压操作选择。 2.2.2、控制选择 全自动→1批料(Charge)自动→ 1小批料
2、高炉装料制度
高炉的装料制度为： C↓O↓ C－焦炭 O－矿石（烧结矿、块矿及球团矿）
PLC_自动上料系统
摘要在高炉冶炼中，各种原料如焦碳、烧结矿、球团矿和石灰石等以一定比例经过准确称量后，经皮带运输到上料小车，再由上料小车送至高炉内。
传统的钢厂配料控制系统设备陈旧、精度低，不仅造成原材料的浪费，更为严重的是导致许多工程质量不合格，因此需要一种高精度动态配料控制系统。
本设计是基于PLC控制、组态软件监控显示、变频器调速的高炉配料自动控制系统，而系统以PLC控制为核心。
本设计为4种原料的配料系统，PLC、变频器分别为西门子公司的S7-300、 M440。
投料系统的交流传动利用西门子公司的6SE70矢量型变频器和PLC结合来实现。
PLC程序的开发以西门子公司的Step7作为软件平台，采用了面向对象的程序设计技术，模块化的设计，从而使系统具有良好的可移植性和可维护性。
在系统中，通过上位机的控制界面设置配料的参数输出到PLC，然后通过PLC自动控制协调各阀门的开关和变频器的输出变化对配料过程进行控制，称量斗上的传感器通过变送器将重量信号送回到PLC，以达到闭环系统对给料的种类和速度的控制，并且对配料过程进行数据记录，使配料过程有数可依，便于管理。
关键词：自动配料，变频调速，自动补偿，可编程控制器S7-300引言研究背景随着课程的进度，我们开始了学业的最后部分——毕业设计。
经过了四年时间的学习，在老师的教导下，我们已经具备了一定基础，为了能够将所学联系起来，较好的应用到生产当中去,我们就需要在毕业设计中好好的锻炼自己。
在毕业设计中，我选择了这样一个题目就是为了能较好的锻炼自己的应用能力以及分析问题、解决问题的能力。
本设计的题目为高炉上料PLC控制系统，为工程类项目，是高炉冶炼中的一部分。
在高炉冶炼中，为了能高质量地进行冶炼，需要将各种原料按照一定的重量和比例准确地添加到高炉中。
传统的钢厂配料控制系统设备陈旧、精度低，不仅造成原材料的浪费，更为严重的是导致许多工程质量不合格，因此需要一种高精度动态配料控制系统。
高炉槽下上料系统操作说明书
槽下配料上料电脑操作系统使用说明书1. 概述本系统实现了槽下14个振动筛、4个给料机、14个称量斗门、6条皮带、14个除尘闸门、1个上料卷扬的画面上的手自动操作。
具有手动时灵活、可靠和自动时运行稳定的特点。
槽下分为两部分进行控制，从给料机到中间斗为备料流程，从中间斗到炉顶为上料流程。
见下图。
2.基本操作2.1. 单台设备的操作2.1.1. 给料机和振动筛的操作▲自动状态时设备被程序所控制，按照连锁条件运行。
当切换到手动时设备由操作窗口内的“启动”，“停止”按钮来控制▲连锁状态选择，设备连锁时会对流程前后的设备的运行状态有影响，如振动筛不运行，给料机不能运行；皮带机不运行，振动筛不能运行；称量斗非空，振动筛不能运行；⏹手动状态下解锁时一定要考虑周全，以应对非正常情况。
⏹自动状态下不允许切换到解锁。
▲起停操作。
左键单击相应按钮，便可以在手动时操作设备。
自动时无效。
▲状态显示。
⏹PC控制方式。
方框显示绿色表示现场操作箱上切换到远程操作，否则为就地。
⏹自动状态。
方框显示绿色表示设备切换到远程且自动状态。
⏹故障状态。
方框显示黄色表示设备的电气回路出现故障且设备停机。
⏹电源状态。
方框显示绿色表示⏹运行状态。
方框显示红色表示设备处于停止状态，方框显示绿色表示设备处于运行状态。
2.1.2.称量斗门的操作▲自动状态选择⏹自动状态选择时设备被程序所控制，按照连锁条件运行。
当切换到手动时设备由操作窗口内的“启动”，“停止”按钮来控制▲连锁状态选择⏹设备连锁时会对流程前后的设备的运行状态有影响，如皮带机不运行，斗门不能关闭，称量斗非满，则斗门不能打开。
⏹手动状态下解锁时一定要考虑周全，以应对非正常情况。
⏹自动状态下不允许切换到解锁。
▲开关操作按钮⏹左键单击相应按钮，便可以在手动时操作设备。
自动时无效。
▲回路状态显示。
⏹PC控制方式。
方框显示绿色表示现场操作箱上切换到远程操作，否则为就地。
⏹自动状态。
方框显示绿色表示设备切换到远程且自动状态。
PLC在韶钢五号高炉上料系统的应用
PL C在韶钢五号高炉上料系统的应用邱义华1缪幼春1钟红君2(1．广东省韶钢集团有限公司炼铁厂，广东韶关512123；2．韶关广播电视大学，广东韶关512026)摘要本文着重介绍西门子PLC在高炉上料系统中自动控制的设计、工作原理及应用。
关键词：料制；料车；高炉；上料卷扬T he A ppl i ca t i on of PL C i n Si s g on t he5‘h B l a st Fur nace Feedi ng Sys t emQ i,Y i hual M i a o Y ouchunl Zhong H ong]un2(1．S haoguan S t ee l I r onw or ks G r oup C o．，L t d，Shaog uan，G uangdong512123；2．R a di o and T V U ni vers i t y i n Shao guan，Shaoguan，G uangd ong512026)A bs t r a ct T hi s ar t i cl e f ocus es on S i em ens P LC i n t he bl as t f ur nace on t he f eed i ng s ys t em i n t he desi gn of t he cont r ol t h eor y，an d i ts s uper i ori t y i n t he aut om at i c c ont r ol of t he m at er i al on t he s ucces s f ul appl i cat i on．K ey w or ds：st u f f s ys t em：s ki p；bl as t f ur nac e；w i ndl assl引言广东省韶钢炼铁厂五号高炉是350m3的高炉，于2000年9月建成并投产。
高炉炼铁的上料系统课件
称重系统和配料控制
称重系统
配置精确的称重设备，对原料进行准确计量，确保配料比例 符合工艺要求。
配料控制
采用自动化控制系统，实现对上料、称重、配料等环节的集 中控制，提高生产效率。
03
高炉炼铁上料系统的操作与维护
上料系统的操作流程
料仓的设计与布局
料仓设计
根据原料种类和上料系统规模，设计 合理的料仓结构，满足存储和供料需 求。
料仓布局
合理布置料仓位置，确保原料能够顺 畅流入高炉，同时减少物料损失和环 境污染。
皮带输送机的设计
输送能力
根据上料系统规模和生产需求，选择合适的皮带输送机型号和规格，确保输送 能力满足要求。
输送稳定性
实现自动化控制和监 测，提高生产效率和 产品质量。
对各种原料进行精确 的配料和混合，以满 足高炉炼铁工艺的要 求。
02
高炉炼铁上料系统的设计
原料的选择与准备
原料选择
根据高炉炼铁工艺要求，选择合 适的铁矿石、燃料和熔剂等原料 ，确保满足生产需求。
原料准备
对原料进行破碎、筛分、混合等 预处理，使其达到合适的粒度和 成分，提高上料效率。
修复与更换
对损坏的部件进行修复或更换，恢 复上料系统的正常运行。
03
02
紧急处理
在故障发生时，采取紧急措施，防 止事故扩大。
预防措施
针对常见故障制定预防措施，降低 故障发生的概率。
04
04
高炉炼铁上料系统的优化与改进
自动化控制技术的应用
自动化控制技术在上料系统中的应用，可以大大 提高上料效率，减少人工操作，降低劳动强度。
基于单片机的50m 3炼铁高炉上料控制
关 键词 ： 片机 ； 单 可编 程控制 器 ； 智能主 令 ； 制 系统 控
中图分 类号 ： Ｐ ７ ． ； Ｆ ４ ． Ｔ ２３５ Ｔ ５２ ５
文献标 识码 ： Ｂ
文章编 号 ：０１ ４５ （０７ １ ０６ — ２ １０ — ５ １２０ ） — ０１ ０
ＰＬＣ ｗｉｈ ＴＤ－００ ｗａ ｅ ｏ ｄ ｔｓ ， ｏ ｔｏ ｎ ｓ ａ ｈ ｄ ａ ｃ ｎ ｔｔ ｆｔｏｌｙ． ｔ ２ ｓｕｓ ｄ ｔ ｅ ｅ ｔ ｃ ｎｒ ｌａ ｄ ｄｉｐｌｙ ｔ ｅ ａ ｖ ｎ ｉ ｇ ｓａｅ ｏ ｒ ｌ ｅ Ｋ ｅ ｗｏｒ ｓ： ＭＣＵ ；ＰＬＣ； ｉｔ ｌｉｅ ｔｃ ｎｔｏｌ ｒ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｙ ｄ ｎ ｅｌｇ ｎ ｏ ｒ ｌｅ ；ｃ ｎ ｒｌｓ ｓｅ
（ ｅ ａｔ ｅ ｔ ｆＥ ｅｔｃａ ｄＥ ｅｔ ｎ ｓ ｉ ｄｎ ｓ ａ ｎｔｕｅ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｐ ｎ ｄｎ ｓ ａ ６ ０ ０ ｈ ａ Ｄ ｐ ｒ ｎ ｏ ｌ ｒ ｎ ｌ ｒ ｉ ，Ｐｎ ｉ ｈ ｎ Ｉｓｔｔ ｏ Ｔ ｈ ｏ ｇ ， ｉｇ ｉ ｈ ｎ４ ７ ０ ，Ｃ ｉ ） ｍ ｃｉ ｃｏｃ ｇ ｇ ｉ ｅ ｆ ｏ ｇ ｎ
０ 前
言
硬件设备 ｌ
硬件系统
ｌ 智能主令 ｌ ｌ 继电器
在 高 炉炼 铁 中 ， 料控 制 系 统要 求 实现 自动 上 上 料及上 料数 据 的显示 ， 同时 系统要 求稳 定可靠 、 济 经 实用 。小 型高炉 由于控 制 相 对 简 单 、 控制 量 比较 少 且对 成本 的控制 要 求 比较 严 格 ， 高炉 料位 的检 测 由 探料 尺和 智能 主令 完 成 ； 料位 的控 制 是 上料 系统 的 中心 任务 ， 由单 片机 和 可 编 程 控 制 器 来 完 成 ， 其工 作 的状态 信息 被 送往 操 作 台和 文本 显 示 器 ， 从 而 实现 高炉 的工艺 流程控 制 。
三钢6#高炉原料自动控制系统课件
• “块矿堆场”方式
目的是将杂矿或块矿送到槽上1#3#块矿或5#6#杂矿仓中。启
动顺序是：G103翻板开到G104位，G105翻板开到G107位。G107-G105-G104-G103-G102G101。块矿1#到3#电振通过点选电振选择框启动停止。点击“块矿堆场”停止按钮停
止G101-G102-G103-G104-G105-G107皮带。
以人为本 服务生产 感谢您参加这次学习 望大家相互交流互相进步！
目的是将焦炭堆场的余料通过J1-J6送至一次料场暂存
。启动顺序是： G103翻板开到JZ1位 。 JZ2-JZ1-G103。皮带启动前需通过一次料场 的允许。可按请求按钮请求允许，可启动后自动请求允许，允许信号来后会自动启动 皮带，在联络信号故障时，可在与一次料场确认后，选模拟允许信号，停机后或JZ2故 障时请求信号取消。急停时一次料场联锁停机。
器转换，控制主接触器动作的。
• 主控手动和自动是PLC发出指令，通过小车上的模块输出，经过继电器转 换，控制主接触器动作的。
LOGO
载码体
•
读写头安装在小车上,载码体安装在小车托缆轨道架上.
•
事先将码值写入每个载码体,每个小车定位点安装17个载码体.每个仓有南北2处定
位卸料点.
•
通过上位机上按钮可实现小车的精确定位.结合料位仪实现小车自动寻仓供料.
• “球团堆场”方式
目的是将Q1、Q2中的球团送到槽上球团仓。其皮带启
动顺序是：K105-G106-G105-G104-G103。G103翻板开到G104位 ，G105翻板开 到G106位。主皮带启动后，可选择Q1Q2，小皮带先启动，电振后启动。停机时 小皮带先停机12秒后，电振停机。
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钢铁厂高炉供料自动控制系统改造设计
钢铁厂高炉供料自动控制系统改造设计作者：冯美英来源：《现代电子技术》2012年第04期摘要：目前很多钢铁厂供料系统控制供料系统存在操作员工作环境差，上料联系信号不准确和供料生产不安全等问题。
针对这些问题，现以某典型的钢铁厂高炉供料系统为例，给出了改造设计思路、控制模式设计及PLC控制系统设计方案。
该系统投入运行后，降低了操作人员工作量，改善了工人的工作环境，使高炉运行顺畅，保证了生产安全。
这一设计方案在钢铁厂高炉供料控制系统中具有较好的推广价值。
关键词：高炉；供料系统；控制系统；改造设计中图分类号：； TP274文献标识码：A文章编号：Design of feeding automatic control system for blast furnace in steel and iron plants(Liuzhou Vocational ＆ Technical College, Liuzhou 545006, China)Abstract： The feeding control systems of blast furnaces in many steel plants have the following questions: poor working environment, inaccurate feeding signal and unsafety feeding system. To solve these problems, the feeding system of a typical blast furnace is taken as an example to offer the thought of system design for automatic control, design of control mode and design scheme of PLC control system. Since the system is put into production, it has reduced operating personnel workload, improved the working environment, made blast furnace worked smoothly and ensured production safety. This design plays a good role in promoting the automatic control system to blast furnace of steel plants.Keywords： blast furnace; feeding system; control system; design modification收稿日期：基金项目：广西教育厅科研项目 (201010LX639，201010LX648)阶段成果0引言目前很多钢铁厂供料系统控制基本上均存在以下问题：操作员工作环境差；上料联系信号不准确；供料生产不安全等问题。
炼铁厂高炉综合自动化控制系统的研究与应用
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与 应 用
静 炼铁厂高炉综合 自动化制系统的研究与应用 韩 国 新 盛丽 娜
（ 山钢 集 团 莱芜分公 司莱钢 自动化 部 山 东莱芜 ２ ７ １ １ ０ ￣
摘要 ： 本 文 主要介 绍 了莱钢 高炉 自 动 控制 系统 中高炉本 体 、 上料 系统 、 槽 上 系统 的逻 辑控 制功 能， 以及 该 系统的技 术 特点 。 该控 制 系统 自动 化控 制 范 围广， 自动化程 度 高， 采 用 了大量 新技 术 和一 些先进 的控 制算 法， 实施 效果好 ， 经济效 益 高、 推 广 应用 价值 巨大 。 关键 词 ： 高炉 自动化 控 制研 究 中图分 类号 ： Ｔ Ｇ ３ ３ ３ 文献标识码 ： Ｂ 文章编 号 ： １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ － ０ ０ ２ ２ － ０ １
莱钢炼铁厂高炉采用计算机对 主要工艺生产线实现综合 自动 控制 ， 系统为两级计算机结构 ， 监控层为上位监控站系统和基础控 制层 为电控系统和仪控 系统 设置 为三 电一 体化（ Ｅ Ｉ Ｃ ） 控制系统， 统 由Ｐ Ｌ Ｃ 完成高炉 自矿槽 、 主卷扬上料 到本体 、 热风炉、 粗煤 气处理 及煤气净化系统、 水处理系统等各子系统设备级监控与管理 ， 六套 系统 采用以太 环网通信 ， 同时为 不同的数据安全性 ， 嵌套ＭＢ ＋网 络， 从而在高炉主控室实现了整个高炉 的设备及生产过程的全过程 综合监控 ， 同时数据环可以远传到莱钢骨干 网。 在该套控制系统 中， 采用 了大量应 用的新技术。 本文主要 论述 了莱 钢炼 铁厂高炉 自动化控制的结构与特点。
一
罐储存炉料可容纳一批矿或一批焦。 在料罐上 口安有上密封 阀可在 料仓漏料入炉时密封住炉 内煤气 。 料仓下 口有下密阀。 探尺探测炉 内料面高度。 当料面达到设定高度提探尺允许料罐向炉内放料 。 设 东、 西两个探尺可选择用一个 也可两个 同时使用 。 溜槽包括溜槽 的 倾动和旋转 。 溜槽 的倾动是指在垂直平面 内改变溜槽倾角的运动 。 溜槽 的旋转 是指溜槽 完成绕高炉中心线的旋转运动 。 倾动和旋转都 是由两 台Ｓ Ｉ Ｅ ＭＥ Ｎ Ｓ 公司６ Ｓ Ｅ ７ ０ 系列变频器控制完成的两台变频 器 备一用都装有绝对值编码器 来检测倾动 ｃ 【 角和旋转 Ｄ角的角度 。 同时在溜槽倾角的两个极限位置设有两个接近开关作为安全 自锁 和报警使用 。
高炉上料自动控制系统
Science &Technology Vision 科技视界0概述高炉上料装置是生产中的重要环节,提高其自动化水平,可以大大减轻工人劳动强度,提高生产效率,同时通过原料的精确配比,又可提升产品的品质和质量。
高炉上料自动控制系统采用PLC 完成所有的顺序控制过程、数据采集、自动调节、事故处理及报警等工作。
计算机负责监控和人机对话,PLC 和计算机通过光纤进行通讯,进行动态数据交换,实现点对点通讯,控制与监控分开,可靠性高。
1上料系统的控制方案万腾钢铁1#高炉上料控制系统分为槽下配料和小车上料及炉顶布料三部分构成,采用的是卷扬小车自动上料,炉顶是单罐式无料钟炉顶,槽下矿槽为单列左右对称布置,高炉料车卷扬采用的是两套变频传动,互为备用。
溜槽布料倾角和节流调节采用比例阀控制,炉顶探测料面采用2根变频调速垂直探尺。
炉顶其它设备采用的是液压传动。
溜槽、料溜调节阀的位置检测装置采用的是三个增量型编码器。
在上料过程中,炉料先投进受料斗里,随后放入料罐中,在这个过程中,由于高炉不能和大气相通,通过控制炉顶放散阀、均压阀、上密阀、料斗翻板、下密阀、料流阀的顺序开关来实现高炉的正常下料,通过控制α、β、γ来实现高炉布料。
根据高炉上料系统的工艺要求,综合考虑控制的可靠性及实用性,其设计方案如下。
高炉上料自动控制系统由一套冗余PLC 及三个远程I/O 站组成。
CPU 机头及高炉炉顶I/O 位于高炉主控楼PLC 室,CPU、电源模块及通讯模块采用冗余方式。
炉顶远程I/O 主要控制炉顶设备及布料器、探尺等炉顶设备。
槽下设备远程I/O 站位于矿槽主控楼,主要控制槽下配料设备以及槽下液压站设备。
卷扬远程I/O 站位于卷扬液压站,主要控制炉顶液压站及与卷扬西门子300PLC 的硬连接控制。
矿槽除尘远程I/O 站,主要控制矿槽除尘风机、仓壁振动器及刮板机等除尘系统设备。
2控制系统的硬件配置整个上料系统包括一套冗余PLC 系统和三个远程I/O 站。
济钢3200m3高炉自动化控制系统
作者简介 ： 姬厚华 ， ，９ ２ 男 １６ 年生 ， ８ 年毕业 于北京科技大学 自动 １ ５ ９ 化仪表专业。现为济钢 自 动化部高级工程师 ， 自动化技术工作。 从事
上 设 置配 料矩 阵 ， 控制 系统 按配 料矩 阵 自动不 问断
钟炉 顶 、 座 热风 炉 、 系统 、 ３ 水 渣处 理 、 出铁 场除 尘及 煤 气清洗 和 Ｔ Ｔ 电等 。 Ｒ 发
炉 役 后 期 渣 处 理 鼓 风 机 喷煤 槽 Ｆ 尘 槽 Ｆ 除
出铁场 除尘
水处理
密封水
炉顶
图 １ 济 钢 ３２ ０ｍ。 ０ 高炉 控 制 系统 配置
配 置见 图 １ 。
制度 ， ｃ Ｏ Ｏ 』（ ： 为 Ｌ』 ｓ Ｃ 焦炭 ； ： Ｏ 烧结矿 ； Ｌ 大 Ｏ：
粒 度矿 ； Ｓ： Ｏ 小粒度 矿 ） 炉顶 装完一矿 批和一焦 批为
一
系 统 软 件 采 用 Ｗｉｄ ｗ Ｐ Ｗｉｄ ｗ ０ ３ ｎ ｏ ｓＸ 、 ｎ ｏ ｓ ２ ０
Ｓｒ ｒ ， 用软件采 用 Ｒ Ｌ ｇ ５０ 系列控制 软 ｅ ｅ等 应 ｖ Ｓ ｏｉ ００ ｘ 件 ，Ｆ Ｓ 级 采用 Ｏａｌ ｉＶｓａＳｕ ｉ等 。电气 系 Ｂ ＰＳ ｒｃ ９、 ｉ ｌｔｄｏ ｅ ｕ
２４ 其他功能 ．
况 。该 功 能在生 产 中应 用 最多 ， 对高 炉生 产具 有指
导作 用 。
３ 热 风炉 数 据 管理 。包 括各 个 热 风 炉 的燃 烧 ） 状态、 燃烧 室和蓄热 室的温度 、 力 、 压 流量数 据等 。
４ 高炉本体数据管理。高炉本体各部分温度 、 ）
ＢＰＳ Ｆ Ｓ 系统具有 如下功 能 ： １原燃 料数 据 管理 。通 过数 据通 信 的方式 ， ） 接 受 从原 料 计 算机 传 送 过来 的原 燃料 成 分 及 物理 性 状 的数 据 ， 括 烧结 矿 、 包 焦炭 、 辅原 料 ， 对 原料 的 并
179高炉卷扬上料控制系统硬件设计
题目： 题目： 179 高炉卷扬上料控制系统硬件设计
学 专 班 姓 学
部： 工程教育部 业： 机械设计制造及其自动化 级： 05 机械一班 名： 沈国香 号： 200515160127
指导教 指导教师： 玄兆燕
2009 年 3 月 31 日
一、选题背景（含题目来源、应用性和先进性及发展前景等） 选题背景（含题目来源、应用性和先进性及发展前景等） 背景 发展前景等
四、参考文献（外文参考文献不少于 2 篇） 参考文献（
[1] 魏志精．可编程控制器应用技术．北京：电子工业出版社，1995 年 [2] 高钦和．可编程控制器应用技术与设计实例．北京：人民邮电出版社，2004 年 [3] 由文泉，赵民革．实用高炉炼铁技术．北京：冶金工业出版社，2004 年 [4]马竹梧．炼铁生产自动化技术．北京：冶金工业出版社．2005 年 [5]廖常初． 可编程序控制器的编程方法与工程应用． 重庆： 重庆大学出版社， 1996 年 [6]马竹梧，邱建平，李江．钢铁工业自动化（炼铁卷）．北京：冶金工业出版社， 2002 年 [7]王筱留．高炉生产知识问答（第二版）。北京：冶金工业出版社，2004 年 [8]严允进．炼铁机械（第二版）．北京：冶金工业出版社，2004 年 [9]郝素菊，蒋武峰，方觉．高炉炼铁设计原理．北京：冶金工业出版社，2002 年 [10]万太福，唐贤永．可编程序控制器及其应用．重庆大学出版社，1995 年 [11]魏升明．对炼铁技术发展方向的几点知识．炼铁，2006（25） [12]廖常初．可编程序控制器的编程方法与工程应用（第１版）．重庆：重庆大学 出版社，2001 年 [13]董刚，李建功，潘凤章．机械设计．机械工业出版社，2001 年 8 月 [14]Raven F H．Automatic Control Engineering．McGraw—Hill Book Company， 1993 [15]Kuo B C．Digital Control System．Holt，Rinehart&Wiston Inc，1980 [16]Goodwin G C． Payne R L． Dynamicsystem Idetification， Experiment Dedign and Date Analysis．New York：Academic Press
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高炉上料自动控制系统
【摘要】本文主要论述了罗克韦尔控制系统在包钢万腾钢铁1#高炉中的应用。
对自动控制系统的组成、硬件配置、控制过程及控制功能的实现进行了详细阐述。
【关键词】罗克韦尔控制系统；装料控制；布料控制
0 概述
高炉上料装置是生产中的重要环节，提高其自动化水平，可以大大减轻工人劳动强度，提高生产效率，同时通过原料的精确配比，又可提升产品的品质和质量。
高炉上料自动控制系统采用PLC完成所有的顺序控制过程、数据采集、自动调节、事故处理及报警等工作。
计算机负责监控和人机对话，PLC和计算机通过光纤进行通讯，进行动态数据交换，实现点对点通讯，控制与监控分开，可靠性高。
1 上料系统的控制方案
万腾钢铁1#高炉上料控制系统分为槽下配料和小车上料及炉顶布料三部分构成，采用的是卷扬小车自动上料，炉顶是单罐式无料钟炉顶，槽下矿槽为单列左右对称布置，高炉料车卷扬采用的是两套变频传动，互为备用。
溜槽布料倾角和节流调节采用比例阀控制，炉顶探测料面采用2根变频调速垂直探尺。
炉顶其它设备采用的是液压传动。
溜槽、料溜调节阀的位置检测装置采用的是三个增量型编码器。
在上料过程中，炉料先投进受料斗里，随后放入料罐中，在这个过程中，由于高炉不能和大气相通，通过控制炉顶放散阀、均压阀、上密阀、料斗翻板、下密阀、料流阀的顺序开关来实现高炉的正常下料，通过控制α、β、γ来实现高炉布料。
根据高炉上料系统的工艺要求，综合考虑控制的可靠性及实用性，其设计方案如下。
高炉上料自动控制系统由一套冗余PLC及三个远程I/O站组成。
CPU机头及高炉炉顶I/O位于高炉主控楼PLC室，CPU、电源模块及通讯模块采用冗余方式。
炉顶远程I/O主要控制炉顶设备及布料器、探尺等炉顶设备。
槽下设备远程I/O站位于矿槽主控楼，主要控制槽下配料设备以及槽下液压站设备。
卷扬远程I/O站位于卷扬液压站，主要控制炉顶液压站及与卷扬西门子300PLC的硬连接控制。
矿槽除尘远程I/O站，主要控制矿槽除尘风机、仓壁振动器及刮板机等除尘系统设备。
2 控制系统的硬件配置
整个上料系统包括一套冗余PLC系统和三个远程I/O站。
冗余PLC包括CPU
冗余、电源冗余及网络冗余。
各机架之间采用Cnet冗余连接。
具体如下图1所示。
上位机完成对整个上料系统的顺序控制和画面监示及数据采集等。
自动控制系统下位机采用的是美国罗克韦尔公司生产的AB logix5000系列PLC ，监控软件采用的是美国罗克韦尔公司生产的AB Factory Talk View Stodio，上位机与PLC 之间通过光纤以太网进行通讯，实现上料过程的自动控制。
网络通讯方面，整个网络分控制级和监控管理级两级控制。
在监控级网络中采用100Mb光纤工业以太网（TCP/IP协议），传输速率为10/100M自适应。
监控管理级通过光纤及交换机将各PLC系统、控制站连接构成工业以太环网，通过配置交换机构成了快速生成树的环网方式，以便在光纤路由单点断路时能够及时的保证通讯的正常。
3 上料控制系统组成及功能实现
高炉上料自动控制系统主要包括槽下配料及炉顶上料两部分组成，高炉炉顶采用无料钟单罐式炉顶，分为受料斗、料罐、气密箱等组成部分。
装料流程：焦炭、烧结矿等各种入炉原料由料车运到炉顶，倒入受料斗中，受料斗最多可装4车料。
料罐放散完毕后打开上密阀和料斗翻板向料罐装料。
装料完成后料罐进行均压。
一旦高炉准备接受下一批炉料就进行布料，首先打开下密阀并将料流调节阀打开至设定开度，料罐中的炉料通过料流调节阀流到旋转的布料溜槽上。
在布料期间，通过γ射线探测料流，该装置可发出料罐清空信号。
一旦料罐清空，关闭料流调节阀和下密封阀，打开放散阀进行放散，准备下一次装料。
布料流程：一批料中，允许焦矿设定两个不同的料线位置。
当探尺达到规定的料线位置后，自动提升到位，发出布料信号，下密封阀打开，布料溜槽进行启动。
β角旋转到设定速度并且到达布料位置，开启料流调节阀，按照批重及规定的布料程序，调节料流调节阀开度和溜槽倾角，使每圈料流均匀、重量相等和首尾相接的向炉喉任意布料。
为了减少料头料尾不均匀现象，每批料布完后，布料角度自动步进60度。
3.1 炉顶控制范围及内容
1）炉顶上至料罐下至探尺各设备的顺序控制。
2）无料钟单罐式炉顶的装料及均压、放散控制。
3）料流调节阀开度（γ角）、布料溜槽倾动角（α角）、布料溜槽旋转角（β角）的控制。
3.1.1 炉顶装料控制
上次布料结束且下密阀关到位后，程序发出申请装料信号，料车开始装料，
受料斗满且料罐空，放散阀打开，在放散过程中，一旦打开放散阀并料罐内压力等于大气压力，则认为放散OK。
放散OK后开上密阀，上密阀开到位后开翻板，料车开始下料。
延时一定时间后翻板关闭，关放散阀，关上密阀，炉料装入料罐中后开均压阀开始均压。
这时受料罐发允许料车上行信号。
炉顶系统画面如图2所示。
3.1.2 炉顶布料控制
料罐满且上密关到位后，程序发出申请布料信号，此时探尺探测到设定料线后提探尺至零位。
均压好后关均压阀。
探尺提到零位后开始转动α、β。
布料溜槽倾动的正常工作角度范围是13-55度。
当溜槽倾角小于12度或大于55度时，溜槽停止移动和转动并发出报警，只有在报警清除后才可以继续移动。
溜槽的旋转由变频器驱动的交流电机驱动。
正常情况下溜槽不停的旋转，如果溜槽的倾角位置达到了上限或下限，或者探尺在炉内时溜槽倾角大于45度，溜槽要立即停止旋转并报警。
溜槽分正传和反转，每隔一段时间会改变旋转方向，这样可以确保溜槽磨损平衡。
PLC根据炉顶料单和槽下传送来的布料料单给出料流调节阀γ的设定开度，控制料流调节阀打开到设定开度开始布料，当接受到料罐清空信号，料流调节阀首先完全打开才能关闭。
清空信号由射线检测和PLC的定时器共同完成，如果在料流阀打开后规定的时间后发出清空信号，则认为料罐已经清空，如果在规定的时间之前发出清空信号则认为是料罐堵塞，PLC将发出报警信号，该信号一直保持，只有料流阀完全打开并且确保料罐完全排空后才能解除。
料流阀关闭后关下密阀，降下探尺检测料面，布料结束。
布料器系统画面如图3所示。
3.2 上位机功能实现
上位机监控软件采用的是罗克韦尔公司生产的AB FactoryTalk View Stodio 监控软件。
我们根据高炉上料及配料设备的实际情况绘制了准确美观的工艺换面以及各个设备的操作面板，使操作人员能够方便的监视和控制整个上料及配料的工艺过程。
共包括高炉上料总貌画面、炉顶系统画面、配料周期画面、大闸门系统画面、皮带系统画面、周期指挥画面、主卷扬运行画面、报警画面以及各工艺参数的历史趋势画面等，极大程度的满足了工艺人员对整个工艺过程的监控需求。
各种重要设备和参数也做了详细的声光报警，能够及时的提醒操作人员在重要环节中做出快速判断。
系统总貌画面如下图4所示。
4 结束语
包钢万腾钢铁1#高炉上料自动控制系统实现自动配料及上料的全过程。
其主要工艺过程的控制稳定安全，技术先进，节能降耗显著，操作人员操作方便快捷。
该系统自动化程度高，有利于减少设备的故障率，减轻工人的劳动强度。
【参考文献】
[1]柴国安.包钢四高炉工艺与装备[Z].包钢印刷厂，1996.
[2]李云涛.高炉炉顶装料系统的控制与研究[D].东北大学，2008.。