包钢7号高炉布料器控制系统分析

溜槽 的
Ｐ
角运动
1
：
，
：
。
° ＝
ａ
（
）
6 4
3
，
＝
（
）
4
3 5
ｍｍ
，
。
Ｐ
ａ
一
（
）
Ｂ
＝
3 8
0
．
5
ｍｍ
彳
。
ａ
3
．
2
°
Ｋ
ｌ
ｊ
：
ａ
＝
6 4

－
ｒｃ ｓ
ｉ
ｎｅ （（
＊
－
）
／
）
，
°
一
°
°
＝
＿
Ｓ
ｉ
3
5 5
ｎ ｅ（ 6 4

－
ａ
）
，
过程 假 设 在 三 维 坐 标 系 中 完 成
。
将 炉 料 按 照 设 定 的 角 度 准确 的 布 置 到 炉 内
料 器 是 高 炉 生产 不 可 或 缺 的 重 要 设 备
。
因此
布 通 过 硬 线 与 布 料 器 系 统 连 接
见图
1
。


包钢
上
，
7
号 高 炉布 料 器是 在 原有
一
阀 三缸 的 基 础
，
经过 重新设计 得 出 的 四 阀 四 缸布料器
ｌ
要
，
：
文章 介绍
了
了
包 钢 号 高 炉 布 料 器 控 制 系 其 中 Ｃ Ｐ Ｕ 选 用 该 公 司
7
ｉ
ｘ
系统的
1
1
7
5 6
－
Ｌ 7
1
，
分析
布料 器 根据 指 令准 确 到 达
。
ｃｃ
角 角
度
Ｉ／
Ｏ模 块 选 用
Ｉ
该 公 司 Ｆ Ｌ ｅ ｘ Ｌｏ ｇ
、
ｉ
ｘ
系统的
7 9 4
系列
，
ＣＰＵ
°
其 中 花键 轴 中 间 与 耳 轴 转 套 相 连
一
1
1
3
．
3
。
，
一
一
，
制 造 的 固 定 参 数 设 以 下 参 数 布 料 器 在 做 角 运 动 时 还 伴 随 着 角 运 动 两 个 溜 槽 与 水 平 面 夹 角 机 械 ＠ 定 值 Ａ 动 作 是 酣 断 的 Ｓ 雌 个 倾 动 过 程 是 在 贿 状 态 ＿ 长 度 机械 目 定 值 液 压 杆 伸 缩 长度 范 围 机 械 固 定 值 下 完 成 的 当 布 料 溜 槽 的 角 运 动 和 角 运 动 块 进 ｉｆ 于 行 时 就 实 现 了 布料 器 的 整 个 工 作 过 程 液 ｆ 布 料 器 运 动 过 程 分 析溜 槽 倾 动 角 度 设 为 Ａ Ｂ Ｃ Ａ 为 了 更 好 的 描 述 布 料 器 的 运动 过 程 以 布 料 溜 Ｃ Ｂ Ａ 槽在 直 旋转的 状态下 从 倾动 到 为例 整个


Ｓ ＳＩ
模块 相 连 与 Ｐ Ｌ Ｃ
3
3
．

Ｅ ｔ ｈ ｅ ｒＮ ｅ ｔ／ Ｐ
Ｉ
网 络 进 行通 信 图
。
2
溜槽 3
。
位置
布 料器
1
ａ
角 运 动 数 学 模 型 的 建 立

．
布料 器 工作原 理
布 料 器 按 照 高 炉 料 单 的 指 示进 行 布 料
丨
’
液 压 杆 做 上 下 ａ 角 度 数 的 改 变 量
见图 2
、
图
3
。
进 而 带 动 溜 槽 托 架

使溜 槽 到达 设 定 角 度
的供油
（
（
。
液压 缸被控 制通过液 压 阀 站
Ｏ ｂ ａｒ
）
，
设 定 压力 为
一
2

ｌ
通过控制 四 个 比 例 阀
＋
／
每 个液 压缸
，
调整
°
ａ
角 角度到 下
。
个指定 角 度
。
／ 丄 Ｍ Ｊ 角 的运动 范 围 为
一
，
个
ａ
Ｐ
角运动 状 态
Ｋ
一
＾
Ｋ

，

ｓ
）
ｇ
3

－
5 5
）
。
布 料 溜槽
Ｐ
角运动 由 电机带动减速机
，
，
通 过 小齿
一
轮 带动大齿 轮旋 转
动
，
大齿轮 与 耳轴 转套相 连
）
）
本 Ｉ
Ｉ

‘
ｇ ｇ

；

：
：
Ｉ Ｉ 1
？
ｉ
ｍｍ ｓ ｉＭ

（
冷却 水
、
氮气
、
紧急 氮 气
等
。

，
＾
布 料 器 控 制 系 统 Ｐ Ｌ Ｃ 选 用 罗 克 韦 尔 公 司 产 品 图
齒 钱 並 2
Ｎ Ｏ
0 3
1
布 料 器 控制 系 统 示 意 图
1
Ｃ
＝
差 值Ｃ 2
，
Ｃ
2 ＞0
日
Ｐ
：
1
太ａ 铁迎
个
2 0
1
5
Ｎ Ｏ

．
0 3
7 2

□技困论
［
坛
□

＾
1

测试
ａ
角度情 况比较

设 定 ａ 角 度 7 号 高 炉 3 角 测 量 值 原 高 炉 ａ 角 测 量 值 设 定 ａ 角 度 7 号 高 炉 ａ 角 测 量 值

｜ ｜
1

‘
1
“

1
ｅ
角 运 动控制
（
双
用
一
，
电机 由 变 频 器控制 且带 有增 量编 码
器
）
、
布料器
ａ
角 运动 控 制
、
、
布 料 器 润 滑控 制
、
布 料
ｕ
ｉ
＿
1
Ｊ
Ｍ ＵＭ ＿
1
—“
ｔｈ
器 现 场操作 箱控 制
ｓ
＞
； ｉ
布料 器 冷却 系 统氮 封系 统 控制
，
每 个 5 测 试
对高 炉 的 实际生产溜 槽 的 控制范 围
，
一
每个 电气柜
通 过 装 料 设 备 分批 从 炉 顶 装 入 门 上 安 装 有 紧 急 停 车 按 钮
一
与 布 料 器控 制 系 统 的 强 电
包 钢 号高 炉 炉顶采 用 并罐装 料
7
，
罐 矿 需 要 回 路 串 联
可 以 统
，
，
旦 发 生 紧 急 情 况按下 紧 急 停 车按 钮布
5
．
5 3 7 7 0
3 0

2 9
．

9 9 5 3 6

3 0
．
5
3 6 7
1

液压 杆
向 回缩
，
Ｃ2＜0
液压杆
向 前伸
，
通 过 四 个 模 拟 程 序 会 根据 每 个 位 移 传 感器 反 馈 的 实 际 值 计 算 每
，
量 输 出 点 控 制 四 个 比 例 阀 对 四 个 液压 缸 进 行 调 节
1
7 0
．
2
、
7 0
．
检 测 液压 缸 有杆 缸 的压 力
，
＼ ？ ／ ＼ ／ 压 力 传 感 器 检 测 到 的 数 ＾
，
由压
7 0
．
4
、
ＰＴ Ｌ
1
7 0
．
6
、
ＰＴ Ｌ

1
＼
1

1
厶
Ｉ
Ｊ
Ｕ
Ｉ
ＬＭ
，
1 ＡＬ 粆 竹 恐 茹 通 以 ▼ 用 甩 现 勺 鬥 大
个
，
工作方式
分为 定 点 布料
形布 料 为 主
。
、
扇 形布料和 环形布料
一
，
般情况 以环
完成
环 形 布 料 是 指 布 料 溜 槽 倾 动 到 指 定 的 角 Ｚ ＼
在
（
／
。
？
度
，
在指 定 的旋 转 圈数 内 将料布进高炉
0
角 角 度和
角 旋 转圈数 的命令 后
一
，
与
一
阀三


ｆ
＂
1

「
1
缸相 比 命
大幅 提高 了 布 料 ａ 角 的精度
，
，
提 高 了 布 料器
串
ｉ
ｌ

运 行 时 的 稳定 性 和 布 料 能力
，
延 长 了 布 料 器 的 使 用 寿 Ｔ
。
：
ｈ ？ ｒＮ ． ｌ／ Ｉ Ｐ
Ｈ？
ｉ


！
—
ｍｗ ｎ ｎ ｉ
5
原 高炉 ａ 角测 量 值
3 5
．
4
．
9 9 6 8 6
4 1
1
．
7 9 3 3
7
3 5
3
5
．
0 0
1
3
0
4 4 0 9 5
1
0
9
1
．
9 9 8 0 5 9 7 6 7
0
．
4 3 8 8 5
4 0 4
0
．
0 0 2 4 3
4
4
0
．
5 0 5 8 7
1
5
。
向炉内
装入
1
2 0
吨矿石等炉 料
，
？
，
罐 焦 需 要 向 炉 内 装 料 器 将 停 止 工 作
， ，
布 料 器 润 滑 系 统 釆 用 单 独 的控 制 系
一
入
2 5
吨焦炭等炉料
通 过布 料 器 控 制 溜 槽 角 度
。
它 仅 给布 料 器 系 统
个 润 滑 系 统 综 合 故 障报 警 点
Ｘ 轴 与 Ｙ轴 组 成 的
，
那么 可 以发现
，
平面 婦 子装配运动 的 轨迹是 滚 子 装配运动 轨迹 是
：
一
－
在 Ｐ ＬＣ 漸 应 的 罗 克 韦 尔 公 司 下 位 个 帛 程 软 件 删 与
4
．
程序 控 制 介 绍
Ｓ Ｌｏ ｇ Ｘ
ｉ
圆弧
而 在Ｚ 轴 方 向
条直 线Ｋ
内
。
机 编程 软件 Ｒ
一
起 转

1 3 ＾ ｉ Ｓ 5 5 头 连 接 布 料 溜 数学 模 型 的 建 立 槽 的 托 架 另 头 连 接 曲 柄 所 以 当 花 键 轴 和 耳 轴 转 套 起 旋 转 时 布 料 溜 槽 托 架 也 块 转 动 实 现 了 布 料 根 据 以 上 对 整 个 布 料 溜 槽 倾 动 过 程 的 分 析 和 机 械
的 过程 及 此 过程 所 依 据 的 数 学 模 型 与 各 远 程 Ｏ 站 及 变 频 器
／
位移 传感器之 间通 信采用
四 个液 压缸的位移传 感器 网 络 与 Ｃ Ｐ Ｕ 进 行 通信
。
，
关 键词
：
高炉
布料 器
四
阀 四缸
控制
系 统Ｅ
ｔ
ｈ ｅｒ
Ｎ ｅｔ ／
Ｉ
Ｐ
网络
，
其 中 旋转 电机上 的增 量型 编码 器通
4
9
．
2
5
．
4 7 3 0
24 5 4
5
．
0 0 2 4 3
5
．
5 0 6 7 3
2 0

1
．
9 9 8
1
3
2 2
0
．
4 7 3 0 2
5 0 4
5 55
9
．
9 9 8 4 2
5 5
0
．
5
0 4 9 0
2 5
2
4
．
9 9 9 6 9
5
．
4 3 8 8 7
5
．
Baidu Nhomakorabea
0 0 0 2 3
，
过 串 行接
1
．
口
与 变频 器 连 接
ｔ
高 炉 布 料 器 工 艺 通 过 网 关 连 接 到 Ｅ
、
ｈ ｅ ｒＮ ｅ ｔ ／Ｉ Ｐ
工
高 炉 生 产 需 要 将烧 结 矿
炉 料按照确定 的 比例 炉内
。
，
球团 矿
、
焦炭
、
溶 剂 等 控 机 操 作 站 通 过 以 太 网 与 Ｃ Ｐ Ｕ 进 行通 信
ａ
角 角 度 整 5 秒之 内
。
，
，
因 各 种 原 因 液压 杆 行 程 没 有 到达 要 求 位
ａ
2
如 何 实 现 四 个 液 压 缸 的 同 步 运 行 置
ａ
那 么 程 序 将 忽 略在
．
角 角 度计算 出 的 平 均值
。
每次
角
改 变 液 压 缸行 程 改 变 量 是
，
一
致的
ｉ
ｔ
Ｂ／ Ｏ
」
使 高 炉 布料 更准 确
2
2
．
，
更 方便


；
ｗａ ｗ ｗ ｓＢ ｖｏ
ｉ
ｅ Ｕｉｆ


’
1 ｊ
；
系 统 组 成 Ｌ Ｌ
‘
：
： ！
：
＾
一
■
．
1

布 料器 控 制 系 统 的 组成 备
布料 器控 制 系 统分 为 布料 器
电机
一
直个 液 压 缸 到 达 的
ａ
角角度
ａ
，
对其 相 加 取 平 均 值 来 确 定
。
到 四 个 位 移 传 感 器 检 测 到 的 液 压 杆行 程 等 于 计 算 出 的 布 料 器 最 终 到 达 的
角角 度
如果 液压缸 在 角 度 调
行程 Ｃ
4
时
．
，
液 压 缸 调 整完 毕 到 达 指 定
ｍ
ｍ
－
ｒ
：
3 0

0
1
5
．


匚
技
囷论
丨
坛
°
：
口
°

2
．
2
布料 器
ｅ
ｘ
角 运 动控
制 系 统组 成 3
，
＝
5
2

，
那 么 直 线 Ｋ 长 度 的 改 变 多 少 所对 应 的 便 是
。
液 压 缸 的液 压杆 连接在 托 圈 上
伸 缩 运动 时 托 圈 也 做 上 下 运 动

论 坛
丨
．
口

等 ｎ知
、
：
ｉ
Ｘ
二


，


．


1

：
免

：
：
碎霄 殘 穆

，
：
，
‘

：
； ；
；
＞


■衫 ，
：

、
：

、

广
參舅＆
Ｃ
．

‘

‘
、
哪
：
：
Ｖ ：
＊
之
包钢
7
号高炉布料器控制 系 统分析
张佳林
摘
统 的 特点
冯 贵斌
Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒｏ Ｌ ｏ ｇ
ＰＬ Ｃ ｉｌ
4
．
‘
5
0 0 0
（
Ｖ2
1
版
）
’
此款软件与 下 位机
，
进
一
步分析可 以 得出
在 Ｘ轴 与 Ｙ 轴 平 面
得 到 的 圆
°
信 决 捷 操作 方 便 运 行 稳 定
1
。
弧 轨迹对布 料溜 槽 的 倾动 没 有任 何意 义
。
滚 子装配
3
如 何 控 制 四 个 液压 虹 来 完 成
，
个
）
ＦＣＶ
1
5
0
－
．
1
4
来控 制液压缸 中 液
7 0
．
压杆 的 伸 缩
ＰＴ Ｌ
1
由 压 力 传 感 器 ＰＴ Ｌ
1
1
1
、
Ｐ
ＴＬ
1
7
0
．
3
、
／ ／ ／ Ｖ
ａ
Ｋ 8
、

，
4
，
．
＾
7 0
．
5
、
Ｐ ＴＬ
7 0
．
7
检测 液压缸无杆缸的压 力
ＰＴ Ｌ
1
力 传 感 器 Ｐ ＴＬ
ｏｃ
角 运动
在Ｚ 轴 运动 的 轨迹
终点 就 对应 的 5
。
，
如 果直 线Ｋ的 起 点 是

，
那么
。
－
5
’
直 线 Ｋ所 对 細 角 度 就 是 5
5
公 式 Ｃ
°

＝
Ｂ
－
Ｓ
ｉ
ｎ ｅ（ 6 4

－

ａ
＊
）
Ａ计算 出
＿
液压 杆 要 达 到 的
，
行程Ｃ
，
液 压 杆 原 来 所 在 位置 Ｃ