炼铁高炉上料自控系统设计
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分是 上 料系 统 。本 文主 要介 绍 的是后 部 分上料 系
统 的软硬 件设 计 。
主要 是用 于设 备 的调 试 。 ２ ）手动操 作 。手动 操作 方式 下 ，操 作人 员每
一
１ 炼铁高炉上料控制过程
上料 系 统如 图 １ 所 示 ，由料车 、卷扬 机 、布 料 器 、大 小钟 斗 、均压 阀、左 右探尺 等 设备 组成 。 按流 程 可简 单分 为料 车上 料 系统 以及 炉顶 布料 系
表１ Ｐ Ｌ Ｃ的Ｉ ／ Ｏ地址分配表
高炉 上 料 系 统 根 据工 作 状 态 可 分 为４ 种 操 作
方式：
Ｉ ／ Ｏ接 点 ，室外 设备采 用ＡＣ ２ ２ ０ Ｖ的Ｉ ／ ０接 点。选择
德 国西 门子 公 司的Ｓ ７ ． ２ ０ ０ 系 列 中Ｃ Ｐ Ｕ２ ２ ４ 型Ｐ Ｌ Ｃ，
１ ）点动操 作 。点 动操作 方 式下 ，操 作人 员 必 须 长按 按钮 ，系 统才会 进 行相应 动作 ，这 种 方式
行设计，编写 了相应 的控制程序 ，实现 了炼铁高炉上料系统 的点动 、手动和 自动上料控制方式 ，从而实现 了槽上和槽下 卷扬的实时控制，实现 了主要生产过程控制 自动化 。该系统的设计，提高了高炉上 料控 制系 统的 自动化程度和稳定性 ， 提高 了生产质量，具有一定应用价值 。 关键词：高炉上料系统 ；自动化控制 ；Ｐ Ｌ Ｃ 中图分类号：Ｔ Ｆ ３ ２ １ Ｔ Ｐ ２ ７ ３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６ ７ ２ ． ４ ８ ０ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ３ ７ ． ０ ３
第２ 期
机 电技 术
３ ７
炼铁 高炉上料 自控 系统 设计
沈灿钢 王 爱国
（ １ ． 江阴职业 技术 学院，江 苏 江 阴 ２ １ ４ ４ ３ ３ ；２ ． 常州瓦卢瑞克曼纳斯曼（ Ｖ ＭＣ ） 钢 管有 限公司，江苏 常州 ２ １ ３ ０ ０ ０ ） 摘 要：设计一套利用西门子 Ｓ ７ ． ２ ０ ０系列 Ｐ Ｌ Ｃ控制 的炼铁高炉上料控制系统 ，对高炉供料控制装置硬件 电气 图进
３ ８
料 小车 的上料 方式 。
机 电技术
２ ０ １ ３ 年４ 月
输入信 号有 设备 位置信 号 、设备 运行状 态信 号 、各种 主令和 工作 方式选 择信 号 、 自动配 料信 号 等 ，输 入 点１ ８ 点 。输 出信 号有 设备 运行信 号 、 设 备联锁 信号 、 自动 配料程 序输 出信 号 、指示灯 信 号等 ，输 出点 ｌ ７ 点 。详 细分 配点见 表 １ 所示。
放 出 。高炉 上料 系 统是炼 铁 高炉 重要 组成 部 分 ，
上料 系 统 以料车 为 界 ，前部 分是 配料 系 统 ，后部
图 １ 为 高炉 上料 系统示 意图
１ ． 配 料仓 ：２ ． 电振 机 ；３ ． 振 动筛 ；４ ． 称量 斗 ；５ ． 主皮 带机 ：６ ． 粉矿 皮带 机 ；７ ． 碎焦 皮 带机 ； ８ ． 中间 仓 ；９ ． 料车；１ Ｏ ＿ ， Ｊ 、 钟斗 ； ｌ １ ． 大钟 斗 ； １ ２ 布料 器 ：ｌ ３ ． 均 压阀 ；１ ４ ｌ 芹右探 尺
已配 好 的物 料送 到炉 顶 的过程 ；炉顶 布料 指 高炉
３ ）半 自动 操作 。通 过按钮 实 现上料 、卸料 的
单步 自动控 制 。 ４ ）全 自动 操作 。是 主要 生产方 式 。当检测 到
炼铁 过 程 中，炉 料（ 主 要 是矿 石 和焦 炭 ） 在 高炉 炉
喉 的分布 。其基 本 的动作 顺序 是 ：卷 扬机将 料 车 送到 炉 顶 ，配料 倒入 小钟 斗 。大 、小 钟 斗严格 互
炉 内缺料 时 ，通过 操 作按钮 实 现上 料 、开 门、小 车 上 下行 的全 部 自动控 制 ，即通 过计 算机 实现 生
产 过程 的按 步顺序 的 自动控 制 过程 。
锁 ，不 能 同时打 开 ，当大 钟 斗一批 料 未满 ，小 钟
斗开 启 ，料投 入大钟 斗 ，一 批料满 且料 线信 号 到 ，
高 炉炼 铁 生产 是 冶 金（ 钢铁） 工业 最 主 要 的环 节 。高 炉冶 炼是 把铁 矿 石还 原成 生铁 的连续 生产
过程 。铁矿 石 、焦 炭和 熔剂 等 固体原 料 按规 定配 料 比 由炉顶 装料 装置 分批 送 入高 炉 ，并使 炉 喉料
面保 持 一 定的高 度 。焦 炭和 矿石在 炉 内形成 交 替 分层 结 构 ，矿石 料在 下 降过 程 中逐步 被 还原 、熔 化成 铁 和渣 ，聚集在 炉 缸 中 ，定 期从 铁 口、渣 口
次操作 按钮 ，系统 就会 产生 相应 的动 作 。这种
方式 可 以用 于设 备 的调试 ，或 用于 排 除故 障时 的 操 作 。当 设备 出现故 障或物 流不 畅时 ， 上 料系 统转 入手 动生产 ，直到 排除 故障 ，再切 换到 自动 生产 。
统 。料 车上 料系 统 是料 车按 生产 要求 将 中 间仓 内
其 本机Ｉ ／ Ｏ点数为 ｌ ４ 入／ １ ０ 出， 再扩 展一个 Ｅ Ｍ２ ２ ３ （ ８ 入／ ８ 出） ，可满 足系 统要 求 。本 设 计主要 考虑 的是 小 型高炉 的 自动上 料系 统 ，为节 约成本 ，采 用上
作者 简介 ：沈 灿钢 （ １ ９ ８ １ －） ，男 ，讲师 ，硕 士研 究生 ，研 究方 向： 电气 自动化 控制 。
则大钟 斗开启 ，经 布料 器后 ，配 料均 匀倒入 炉 内 。
２ 基于 Ｐ Ｌ Ｃ设 计 上 料 控 制 系 统
考 虑到 工业 环境 差 、灰 尘 多 ，为确 保Ｉ ／ Ｏ 接 点 的可靠 接通 ， 室 内设备采 用 电压类 型为ＤＣ ２ ４ Ｖ的
开大 钟 斗时 同时 打开 均压 阀 ，使大 钟 斗和 炉压 均 压 。左 、右探 尺用 于探 测炉 内料 位， ，料 线信 号到， 才 能开 启 大钟斗 。
分是 上 料系 统 。本 文主 要介 绍 的是后 部 分上料 系
统 的软硬 件设 计 。
主要 是用 于设 备 的调 试 。 ２ ）手动操 作 。手动 操作 方式 下 ，操 作人 员每
一
１ 炼铁高炉上料控制过程
上料 系 统如 图 １ 所 示 ，由料车 、卷扬 机 、布 料 器 、大 小钟 斗 、均压 阀、左 右探尺 等 设备 组成 。 按流 程 可简 单分 为料 车上 料 系统 以及 炉顶 布料 系
表１ Ｐ Ｌ Ｃ的Ｉ ／ Ｏ地址分配表
高炉 上 料 系 统 根 据工 作 状 态 可 分 为４ 种 操 作
方式：
Ｉ ／ Ｏ接 点 ，室外 设备采 用ＡＣ ２ ２ ０ Ｖ的Ｉ ／ ０接 点。选择
德 国西 门子 公 司的Ｓ ７ ． ２ ０ ０ 系 列 中Ｃ Ｐ Ｕ２ ２ ４ 型Ｐ Ｌ Ｃ，
１ ）点动操 作 。点 动操作 方 式下 ，操 作人 员 必 须 长按 按钮 ，系 统才会 进 行相应 动作 ，这 种 方式
行设计，编写 了相应 的控制程序 ，实现 了炼铁高炉上料系统 的点动 、手动和 自动上料控制方式 ，从而实现 了槽上和槽下 卷扬的实时控制，实现 了主要生产过程控制 自动化 。该系统的设计，提高了高炉上 料控 制系 统的 自动化程度和稳定性 ， 提高 了生产质量，具有一定应用价值 。 关键词：高炉上料系统 ；自动化控制 ；Ｐ Ｌ Ｃ 中图分类号：Ｔ Ｆ ３ ２ １ Ｔ Ｐ ２ ７ ３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６ ７ ２ ． ４ ８ ０ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ３ ７ ． ０ ３
第２ 期
机 电技 术
３ ７
炼铁 高炉上料 自控 系统 设计
沈灿钢 王 爱国
（ １ ． 江阴职业 技术 学院，江 苏 江 阴 ２ １ ４ ４ ３ ３ ；２ ． 常州瓦卢瑞克曼纳斯曼（ Ｖ ＭＣ ） 钢 管有 限公司，江苏 常州 ２ １ ３ ０ ０ ０ ） 摘 要：设计一套利用西门子 Ｓ ７ ． ２ ０ ０系列 Ｐ Ｌ Ｃ控制 的炼铁高炉上料控制系统 ，对高炉供料控制装置硬件 电气 图进
３ ８
料 小车 的上料 方式 。
机 电技术
２ ０ １ ３ 年４ 月
输入信 号有 设备 位置信 号 、设备 运行状 态信 号 、各种 主令和 工作 方式选 择信 号 、 自动配 料信 号 等 ，输 入 点１ ８ 点 。输 出信 号有 设备 运行信 号 、 设 备联锁 信号 、 自动 配料程 序输 出信 号 、指示灯 信 号等 ，输 出点 ｌ ７ 点 。详 细分 配点见 表 １ 所示。
放 出 。高炉 上料 系 统是炼 铁 高炉 重要 组成 部 分 ，
上料 系 统 以料车 为 界 ，前部 分是 配料 系 统 ，后部
图 １ 为 高炉 上料 系统示 意图
１ ． 配 料仓 ：２ ． 电振 机 ；３ ． 振 动筛 ；４ ． 称量 斗 ；５ ． 主皮 带机 ：６ ． 粉矿 皮带 机 ；７ ． 碎焦 皮 带机 ； ８ ． 中间 仓 ；９ ． 料车；１ Ｏ ＿ ， Ｊ 、 钟斗 ； ｌ １ ． 大钟 斗 ； １ ２ 布料 器 ：ｌ ３ ． 均 压阀 ；１ ４ ｌ 芹右探 尺
已配 好 的物 料送 到炉 顶 的过程 ；炉顶 布料 指 高炉
３ ）半 自动 操作 。通 过按钮 实 现上料 、卸料 的
单步 自动控 制 。 ４ ）全 自动 操作 。是 主要 生产方 式 。当检测 到
炼铁 过 程 中，炉 料（ 主 要 是矿 石 和焦 炭 ） 在 高炉 炉
喉 的分布 。其基 本 的动作 顺序 是 ：卷 扬机将 料 车 送到 炉 顶 ，配料 倒入 小钟 斗 。大 、小 钟 斗严格 互
炉 内缺料 时 ，通过 操 作按钮 实 现上 料 、开 门、小 车 上 下行 的全 部 自动控 制 ，即通 过计 算机 实现 生
产 过程 的按 步顺序 的 自动控 制 过程 。
锁 ，不 能 同时打 开 ，当大 钟 斗一批 料 未满 ，小 钟
斗开 启 ，料投 入大钟 斗 ，一 批料满 且料 线信 号 到 ，
高 炉炼 铁 生产 是 冶 金（ 钢铁） 工业 最 主 要 的环 节 。高 炉冶 炼是 把铁 矿 石还 原成 生铁 的连续 生产
过程 。铁矿 石 、焦 炭和 熔剂 等 固体原 料 按规 定配 料 比 由炉顶 装料 装置 分批 送 入高 炉 ，并使 炉 喉料
面保 持 一 定的高 度 。焦 炭和 矿石在 炉 内形成 交 替 分层 结 构 ，矿石 料在 下 降过 程 中逐步 被 还原 、熔 化成 铁 和渣 ，聚集在 炉 缸 中 ，定 期从 铁 口、渣 口
次操作 按钮 ，系统 就会 产生 相应 的动 作 。这种
方式 可 以用 于设 备 的调试 ，或 用于 排 除故 障时 的 操 作 。当 设备 出现故 障或物 流不 畅时 ， 上 料系 统转 入手 动生产 ，直到 排除 故障 ，再切 换到 自动 生产 。
统 。料 车上 料系 统 是料 车按 生产 要求 将 中 间仓 内
其 本机Ｉ ／ Ｏ点数为 ｌ ４ 入／ １ ０ 出， 再扩 展一个 Ｅ Ｍ２ ２ ３ （ ８ 入／ ８ 出） ，可满 足系 统要 求 。本 设 计主要 考虑 的是 小 型高炉 的 自动上 料系 统 ，为节 约成本 ，采 用上
作者 简介 ：沈 灿钢 （ １ ９ ８ １ －） ，男 ，讲师 ，硕 士研 究生 ，研 究方 向： 电气 自动化 控制 。
则大钟 斗开启 ，经 布料 器后 ，配 料均 匀倒入 炉 内 。
２ 基于 Ｐ Ｌ Ｃ设 计 上 料 控 制 系 统
考 虑到 工业 环境 差 、灰 尘 多 ，为确 保Ｉ ／ Ｏ 接 点 的可靠 接通 ， 室 内设备采 用 电压类 型为ＤＣ ２ ４ Ｖ的
开大 钟 斗时 同时 打开 均压 阀 ，使大 钟 斗和 炉压 均 压 。左 、右探 尺用 于探 测炉 内料 位， ，料 线信 号到， 才 能开 启 大钟斗 。