转炉自动化控制系统的优化及改造
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参考文献： [1]江 其 瑛 、 杜 义 亮 ， 转 炉 自 动 化 控 制 系 统 的 优 化 改 造 ， 山 东 冶 金 ，
2008，30（1）. [2]黄明、方启全，转炉控制系统，PLC与DCS，2006，25（5）.
转炉自动化控制系统的优化及改造
颜炳正 （山东莱芜钢铁集团有限公司 自动化部 山东 莱芜 271104）
摘 要： 通过采取安装倾动双编码器，完善转炉倾动的联锁条件，增加氧枪升降双编码器保证氧枪高度的安全性和精确性，改善转炉倾动变频器的主从控制 方式，减少倾动电机的对机械设备的冲击提高寿命，通过以上的优化改造提高自动化系统运行的可靠性和安全性。
3）原有的系统转炉倾动的控制方式4台变频器控制4台倾动电机，4台 变频器之间通过西门子SIMOLINK卡实现主从转矩同步。原变频器控制图如 下：
图1 双编码器冗余控制流程 1272
Байду номын сангаас
图2 原变频器控制图 原有系统控制方式为PLC通过DP通讯发送变频器启动和速度等命令给 主变频器，主变频器启动后再检测自身转矩信号发送给从变频器对变频器 进行控制动作。通过长期使用发现这种控制方式造成减速机振动比较大， 对炉体的耳轴有一定的损伤。通过研究对这种控制方式进行改造，当变频 器检测启动时采用原有的控制方式，当检测变频器减速时将四个变频器取 消原有的主从控制方式，改成4个变频器均为速度控制。通过PLC实现四台 变频器的速度同步防止因为速度不同步导致减速机的振动过大的现象。通 过这种控制方式的改造，减速机的振动大大的减少，提高了系统的稳定 性。 2 结论 通过以上改造，转炉自动化控制系统的稳定性大大提高，系统的控制 精确性也得到了大幅度的提高。经过半年的时间使用，系统运行可靠，维 护方便，达到了改造的目的，真正实现了高效、安全、环标准化操作的目 的，为下一步的公司生产管理的信息化打下了坚实的基础。
关键词： 转炉；自动控制；优化改造 中图分类号：TF345.3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0320172－01
0 引言 以PLC为核心的自动化控制系统已经在我国冶金企业得到了较为普遍 的应用。转炉生产不仅周期短，炉内化学反应强烈，而且影响冶炼过程的 因素相当繁多，既有炉况因素、原料因素，也有工艺操作和生产管理的因 素。因此，转炉冶炼的全过程自动化控制有一定的难度。为提高转炉冶炼 生产的人为控制方式，稳定质量，提高产量，莱芜钢铁集团公司转炉炼钢 厂决定对现有的三座120T 吨转炉自动化控制系统进行全面改造。 1 改造措施 1）在转炉倾动二级减速装置外侧新增加一个光电编码器使其与转炉 同步运转，将转炉旋转通过光电编码器转换成脉冲传输至PLC，经过PLC逻 辑运算后在WINCC监控画面上显示实际转炉角度，新增编码器与原编码器 实现冗余，增加编码器故障检测及自动切换程序。保证编码器数据的准确 性和安全性。增加倾动速度的自动控制程序，通过编码器检测转炉倾动的 角度，将炉倾的速度分为以下4个区间“零位至正负10度”、“正常手柄 控制区间”、“兑铁水”、“倒钢水”。例如在“零位至正负10度”区 间，程序检测操作工的手柄为任意速度都将输出一个较慢的炉倾的速度保 证转炉能够准确的停止在零位。通过改造炉倾的速度和安全性得到了大大 的保证。 2）由于已经实现了转炉的动态炼钢，炼钢的氧枪控制实现了全自 动，一级程序根据二级计算的枪位自动对氧枪进行控制，因此氧枪的位置 控制及检测成了关键点，原有的控制方式既不能保证枪位控制的准确性， 又不能保证系统的可靠性因此对原系统进行改造。
在氧枪原编码器外侧增加一个光电编码器，将编码器信号接进PLC， PLC经过逻辑运算后在WINCC监控画面上显示实际氧枪的枪位并且与原有的 编码器实现冗余，增加编码器故障检测及自动切换程序保证编码器数据的 准确性和安全性。增加枪位的自动控制程序，检测抱闸的情况对氧枪的程 序进行自动优化，抱闸灵敏氧枪停止的超调量小，相反超调量大。通过这 样方式大大提高了氧枪位置控制的精确性。增加氧枪控制的故障诊断程 序，当程序检测如果氧枪位置变化和程序输出不一致立刻报警停枪，防止 由于抱闸有问题导致溜枪等事故的发生。图1为双编码器冗余控制流程。
2008，30（1）. [2]黄明、方启全，转炉控制系统，PLC与DCS，2006，25（5）.
转炉自动化控制系统的优化及改造
颜炳正 （山东莱芜钢铁集团有限公司 自动化部 山东 莱芜 271104）
摘 要： 通过采取安装倾动双编码器，完善转炉倾动的联锁条件，增加氧枪升降双编码器保证氧枪高度的安全性和精确性，改善转炉倾动变频器的主从控制 方式，减少倾动电机的对机械设备的冲击提高寿命，通过以上的优化改造提高自动化系统运行的可靠性和安全性。
3）原有的系统转炉倾动的控制方式4台变频器控制4台倾动电机，4台 变频器之间通过西门子SIMOLINK卡实现主从转矩同步。原变频器控制图如 下：
图1 双编码器冗余控制流程 1272
Байду номын сангаас
图2 原变频器控制图 原有系统控制方式为PLC通过DP通讯发送变频器启动和速度等命令给 主变频器，主变频器启动后再检测自身转矩信号发送给从变频器对变频器 进行控制动作。通过长期使用发现这种控制方式造成减速机振动比较大， 对炉体的耳轴有一定的损伤。通过研究对这种控制方式进行改造，当变频 器检测启动时采用原有的控制方式，当检测变频器减速时将四个变频器取 消原有的主从控制方式，改成4个变频器均为速度控制。通过PLC实现四台 变频器的速度同步防止因为速度不同步导致减速机的振动过大的现象。通 过这种控制方式的改造，减速机的振动大大的减少，提高了系统的稳定 性。 2 结论 通过以上改造，转炉自动化控制系统的稳定性大大提高，系统的控制 精确性也得到了大幅度的提高。经过半年的时间使用，系统运行可靠，维 护方便，达到了改造的目的，真正实现了高效、安全、环标准化操作的目 的，为下一步的公司生产管理的信息化打下了坚实的基础。
关键词： 转炉；自动控制；优化改造 中图分类号：TF345.3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0320172－01
0 引言 以PLC为核心的自动化控制系统已经在我国冶金企业得到了较为普遍 的应用。转炉生产不仅周期短，炉内化学反应强烈，而且影响冶炼过程的 因素相当繁多，既有炉况因素、原料因素，也有工艺操作和生产管理的因 素。因此，转炉冶炼的全过程自动化控制有一定的难度。为提高转炉冶炼 生产的人为控制方式，稳定质量，提高产量，莱芜钢铁集团公司转炉炼钢 厂决定对现有的三座120T 吨转炉自动化控制系统进行全面改造。 1 改造措施 1）在转炉倾动二级减速装置外侧新增加一个光电编码器使其与转炉 同步运转，将转炉旋转通过光电编码器转换成脉冲传输至PLC，经过PLC逻 辑运算后在WINCC监控画面上显示实际转炉角度，新增编码器与原编码器 实现冗余，增加编码器故障检测及自动切换程序。保证编码器数据的准确 性和安全性。增加倾动速度的自动控制程序，通过编码器检测转炉倾动的 角度，将炉倾的速度分为以下4个区间“零位至正负10度”、“正常手柄 控制区间”、“兑铁水”、“倒钢水”。例如在“零位至正负10度”区 间，程序检测操作工的手柄为任意速度都将输出一个较慢的炉倾的速度保 证转炉能够准确的停止在零位。通过改造炉倾的速度和安全性得到了大大 的保证。 2）由于已经实现了转炉的动态炼钢，炼钢的氧枪控制实现了全自 动，一级程序根据二级计算的枪位自动对氧枪进行控制，因此氧枪的位置 控制及检测成了关键点，原有的控制方式既不能保证枪位控制的准确性， 又不能保证系统的可靠性因此对原系统进行改造。
在氧枪原编码器外侧增加一个光电编码器，将编码器信号接进PLC， PLC经过逻辑运算后在WINCC监控画面上显示实际氧枪的枪位并且与原有的 编码器实现冗余，增加编码器故障检测及自动切换程序保证编码器数据的 准确性和安全性。增加枪位的自动控制程序，检测抱闸的情况对氧枪的程 序进行自动优化，抱闸灵敏氧枪停止的超调量小，相反超调量大。通过这 样方式大大提高了氧枪位置控制的精确性。增加氧枪控制的故障诊断程 序，当程序检测如果氧枪位置变化和程序输出不一致立刻报警停枪，防止 由于抱闸有问题导致溜枪等事故的发生。图1为双编码器冗余控制流程。