一种现代化转炉炼钢电气控制系统技术方案

一种现代化转炉炼钢电气控制系统，转炉倾动装置采用全悬挂扭力杆平衡型式，四台交流电机同步驱动，两级减速机，扭力杆平衡装置平衡吸收转炉倾动时产生的扭振力矩的冲击，并将扭矩转化为垂直的拉力和压力。该电气控制系统运行良好，收到了良好的经济效益，其自动控制系统也经受了安全性、可靠性、实用性、先进性的实际考验。

【技术实现步骤摘要】
一种现代化转炉炼钢电气控制系统
本专利技术涉及一种现代化转炉炼钢电气控制系统，适用于机械领域。
技术介绍
宝钢集团浦钢搬迁工程一期建设两座150t转炉。其中转炉倾动，氧副枪，辅原料投料，OG除尘等系统为每座转炉分别设置一套PLC系统，铁合金投料、二次除尘以及上料系统为两座转炉公用系统。
技术实现思路
本专利技术提出了一种现代化转炉炼钢电气控制系统，转炉倾动装置采用全悬挂扭力杆平衡型式，四台交流电机同步驱动，两级减速机，扭力杆平衡装置平衡吸收转炉倾动时产生的扭振力矩的冲击，并将扭矩转化为垂直的拉力和压力。本专利技术所采用的技术方案是：所述电气控制系统选用西门子S7系列产品，由PLC控制设备和人机操作接口(HMI)组成；PLC与HMI之间通过以太网(光纤环网)交换数据，PLC与现场RI/O站通过Profibus-DP网交换数据，实现了集中控制和就地控制的多点控制，并设有不同的优先级别。所述控制系统软件采用WinCC数据采集系统，操作系统采用Windows2000，PLC编程组态软件采用Siemens公司最新推出的PCS7系列。所述电气控制系统四台传动装置均采用德国西门子6SE7035系列产品，输出510A，既保证了系统的先进性，也保证了产品的可靠性。本专利技术的有益效果是：该电气控制系统运行良好，收到了良好的经济效益，其自动控制系统也经受了安全性、可靠性、实用性、先进性的实际考验。附图说明图1是本专利技术的浦钢转炉基础自动化系统构成图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，本系统转炉倾动装置采用全悬挂扭力杆平衡型式。四台交流电机同步驱动，两级减速机，扭力杆平衡装置平衡吸收转炉倾动时产生的扭振力矩的冲击，并将扭矩转化为垂直的拉力和压力。根据工艺要求，四台电机有一台电动机或传动控制装置发生故障时仍然要保证生产;两台电动机故障时仍能保证本次冶炼过程结束。因此，设计采用了一对一单独传动方式，即转炉倾动的每台电动机配置一组传动控制装置。这种传动方式虽然增加了相应的电气设备，但在投资上与采用公用一台传动装置相差不多。单独传动时，四台传动装置可采用标准系列产品，而且这样还提高了系统的可靠性，因为如果有一台传动装置发生故障，其余三台装置供三台电动机仍可继续维持转炉的正常生产，但在选用传动装置时必须考虑到装置的过载能力与电机过载能力的匹配问题。而四台电动机共用一台传动装置时系统可靠性相对要差一些，若要提高可靠性，则需采用双重系统，这样就大大增加了投资。公用传动另一个弱点是四个电动机的负荷平衡不宜实现。本系统四台传动装置均采用德国西门子6SE7035系列产品，输出510A，既保证了系统的先进性，也保证了产品的可靠性。当选择三台及三台以下电动机投入运行时，设置报警提示。四台电机同轴刚性连接，齿轮传动间有间隙，如果四台电机的输出转矩不平衡，即电机输出转矩大小不一，会影响电机使用寿命。因此必须解决四台电机的负荷平衡问题。采用一对一传动方式，可在传动控制装置上设置“主一从”控制方式，在HMI上可选择主从传动控制装置，取主传动控制装置电机的速度反馈信号，设置公用的调速装置，调速装置将根据主电动机数据做闭环速度控制，其它从属电动机将跟随主电动机调整，以平衡力矩，由于调速装置的输入信号是相同的，其输出也相同，故四台直流电动机可保证在等同的负荷下运行，从而保证了负荷的均衡性。转炉倾动按运行角度设有高、低速控制，速度控制采用速度闭环控制实现。每台电动机上设有一个增量型编码器，分别将每个电动机速度反馈给相应调速装置。在运行过程中，任意电机出现故障，则该电机立即分闸。由安装在转炉倾动主传动轴上的绝对值编码器检测运行角度，PLC根据实际运行的角度向变频传动装置输出对应的高、低速控制命令。在各调速装置和PLC之间采用Profibus-DP网络通信，用以实现数据、状态的及时传递。每座转炉倾动都设有多个操作地点，操作室或机旁操作均可以操作。但每个操作点的权限都各有不同。本系统共设有四个操作地点，分别为：转炉主控室操作台(HMI及紧急操作台)、炉前加料操作台、出渣侧操作台、出钢侧操作台，后三者为现场操作台，均采用转鼓式主令控制器操作。基于转炉的工作特点，为防止产生重大事故，本着系统先进，可靠，安全，节能的原则，设置了多种事故情况下的紧急停止模式。在主控室，出钢侧操作台，出渣侧操作台都设有紧急停止按钮，当操作人员发现紧急情况时，可在不同的操作点按下急停按钮，通过PLC紧急停止转炉倾动装置，抱闸抱死。当PLC出现故障或死机时，PLC故障点动作，保证传动装置可靠抱闸。也是最严重的一种状态，当全厂发生事故停电时，转炉倾动设置气动驱动装置，进行转炉的紧急复归。当正常电源断电时，可通过气动阀站驱动气动装置，此时变频传动装置自动分闸，正常抱闸抱紧。气动操作方式为点动，点动开始，事故抱闸自动打开，点动停止则事故抱闸自动抱紧。由于是断电情况下的事故驱动，因此气动倾动驱动系统不受PLC控制，更加安全。氧枪操作方式设L2级全自动方式、HMI自动、HMI手动、机旁手动、紧急操作五种方式。正常冶炼时采用L2级全自动方式、HMI自动或HMI手动方式；当调试或设备故障检修时采用机旁手动方式；在操作台上设“紧急停止”按钮，以处理紧急情况发生。氧枪提升要求有高、低速，速度控制采用交流变频调速装置实现，每台氧枪提升卷扬装置上都配有增量型编码器，用于变频调速装置进行速度闭环控制；另外设有绝对值编码器进行氧枪升降位置检测，并将信号送人PLC，进行氧枪位置控制。氧枪操作有吹炼、溅渣和换枪三种。吹炼操作一般为L2级全自动和HMI自动控制。正常吹炼时，氧枪停在等待位点，采用L2级全自动方式时，由I}级计算机系统根据当前数据分析，当条件成熟时发出吹炼命令，根据速度曲线的变化，自动变化氧枪位置;采用HMI自动方式时，由操作工根据画面显示数据手动设定氧枪裕位，发出吹炼指令。氧枪接到吹炼指令后，从等待位高速下降，到开闭氧点时，氧气切断阀打开，开始吹氧，氧枪下降到定位变速点时，减速运行，以低速下降到吹炼位停止，开始吹炼。如果吹炼过程中有枪位调整命令，氧枪就按照新的枪位指示调整，继续吹炼，直到氧气量达到设定值或发出提枪指令，氧枪即自动提升。氧枪由吹炼位高速提升，到上升减速点时自动减为低速运行，到等待位停止，吹炼结束。在整个吹炼过程中，如果有故障影响安全生产时，轻故障则下枪停止，重故障则氧枪紧急提枪。为了防止电动机突然启动对设备的冲击，氧枪开始升降时电动机的速度应从零开始逐渐加速，制动器延时打开。由于制动器制动力矩较大，为了防止制动时对设备的冲击，氧枪制动时应先通过电力柔性制动将电动机减速，当氧枪升降速度接近零时，制动器失电制动。每辆氧枪横移车上提升卷筒的钢丝绳张力传感器受力应相同，如果在使用过程中两个传感器受力误差超过5%则报警，操作工人应立即进行检修。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种现代化转炉炼钢电气控制系统，其特征是：所述电气控制系统选用西门子S7系列产品，由PLC控制设备和人机操作接口(HMI)组成；PLC与HMI之间通过以太网(光纤环网)交换数据，PLC与现场RI/O站通过Profibus‑DP网交换数据，实现了集中控制和就地控制的多点控制，并设有不同的优先级别。

【技术特征摘要】
1.一种现代化转炉炼钢电气控制系统，其特征是：所述电气控制系统选用西门子S7系列产品，由PLC控制设备和人机操作接口(HMI)组成；PLC与HMI之间通过以太网(光纤环网)交换数据，PLC与现场RI/O站通过Profibus-DP网交换数据，实现了集中控制和就地控制的多点控制，并设有不同的优先级别。2.根据权利要求1所述的一种现代化转炉炼钢电气控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵江涛，
申请(专利权)人：赵江涛，
类型：发明
国别省市：辽宁,21