高爐主卷?yè)P(yáng)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高爐主卷?yè)P(yáng)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1plc控制系統(tǒng)鐵廠4.450m3高架汽車(chē)，主輥揚(yáng)料。電器系統(tǒng)采用250kWATV68變頻器拖動(dòng)220kW變頻電機(jī),所有輸入信號(hào)全部進(jìn)入PLC經(jīng)程序運(yùn)算后輸出控制變頻器起動(dòng)、加速、停車(chē)等動(dòng)作。投產(chǎn)之初主卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)故障主要是極限信號(hào)、料車(chē)不到位或料車(chē)超極限、變頻器報(bào)故障、變頻器I/O板燒損、計(jì)算機(jī)下位機(jī)死機(jī)后造成料車(chē)超極限脫軌等;主卷?yè)P(yáng)設(shè)計(jì)有兩臺(tái)極限,極限信號(hào)主要有到底、減速點(diǎn)(一檢點(diǎn))、二檢點(diǎn)、輕載、重載、到頂、超極限;某個(gè)信號(hào)不到或提前到達(dá),都迫使上料停頓,造成高爐休減風(fēng)的頻次較高。2主卷?yè)P(yáng)零壓回路煉鐵廠4×450m3高爐主卷?yè)P(yáng)控制系統(tǒng)由140CPU53414A為核心的工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、變頻控制柜、零壓回路、主卷?yè)P(yáng)1CK、2CK極限組成。當(dāng)爐頂受料斗γ射線料位計(jì)檢測(cè)的“料空”信號(hào)、主卷?yè)P(yáng)極限檢測(cè)的料車(chē)“到底”信號(hào)、變頻器信號(hào)正常、罐坑料倉(cāng)檢測(cè)的“料滿”信號(hào)等全部進(jìn)入下位計(jì)算機(jī),經(jīng)過(guò)事先編制、調(diào)試好的程序,具備所有條件后,計(jì)算機(jī)輸出主卷?yè)P(yáng)起車(chē)信號(hào)(+24V)給變頻器,變頻器輸出頻率從0-11Hz上升,具備提升料車(chē)的力矩后主卷?yè)P(yáng)抱閘打開(kāi),料車(chē)低速(11Hz)在斜橋軌道上運(yùn)行;當(dāng)在爐頂?shù)牧硗庖慌_(tái)料車(chē)經(jīng)過(guò)該車(chē)的減速點(diǎn)(一檢點(diǎn))時(shí),信號(hào)被計(jì)算機(jī)識(shí)別后料車(chē)開(kāi)始加速運(yùn)行(50Hz),當(dāng)該料車(chē)高速運(yùn)行到該料車(chē)的一檢點(diǎn)后,計(jì)算機(jī)輸出減速信號(hào)給變頻器,變頻器低速(11Hz)運(yùn)行,當(dāng)料車(chē)到達(dá)二檢點(diǎn)時(shí),二檢點(diǎn)信號(hào)進(jìn)入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)判斷受料斗內(nèi)不滿兩車(chē)(或三車(chē),根據(jù)工藝要求設(shè)定)時(shí)料車(chē)?yán)^續(xù)爬行到極限“到頂”信號(hào)到時(shí),料車(chē)停止運(yùn)行,此時(shí)料車(chē)傾翻角度在30°-50°之內(nèi),否則料車(chē)內(nèi)的料倒不干凈或料車(chē)被提起脫離軌道;另外一臺(tái)料車(chē)到達(dá)罐坑內(nèi)裝料位置(料車(chē)上沿與礦倉(cāng)漏斗下沿距離約為200mm);單臺(tái)料車(chē)單趟運(yùn)行結(jié)束。主卷?yè)P(yáng)零壓回路由集中操作臺(tái)急停、鋼絲繩松弛復(fù)位、送零壓等轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)、主卷?yè)P(yáng)切換柜內(nèi)的超極限繼電器(4只)觸點(diǎn)等組成,主要作用是主卷?yè)P(yáng)發(fā)生超極限、料車(chē)檢查、輪子加油時(shí)可靠切斷主卷?yè)P(yáng)主回路。主卷?yè)P(yáng)極限的作用是控制主卷?yè)P(yáng)料車(chē)在斜橋整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中的停車(chē)位置(到頂位置)、加減速位置等,雙極限既相互配合又相互牽制。當(dāng)一個(gè)料車(chē)的到底信號(hào)來(lái)后,另外一個(gè)料車(chē)的到頂信號(hào)也同時(shí)到,否則計(jì)算機(jī)程序不輸出。450m3高爐主卷?yè)P(yáng)極限原設(shè)計(jì)每座主卷?yè)P(yáng)兩臺(tái)極限,由料車(chē)鋼絲繩卷筒兩側(cè)分別伸出輸出軸通過(guò)十字滑塊聯(lián)軸器帶減速機(jī),再通過(guò)十字滑塊聯(lián)軸器連接電子凸輪控制器。每臺(tái)電子凸輪控制器由8對(duì)凸輪(凸塊)和感應(yīng)距離為0-3mm的接近開(kāi)關(guān)組成。主卷?yè)P(yáng)極限的作用是確保料車(chē)準(zhǔn)確停車(chē),準(zhǔn)確加、減速。3解決問(wèn)題的系統(tǒng)和設(shè)計(jì)3.1調(diào)度機(jī)主故障在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn),原先設(shè)計(jì)的系統(tǒng)有許多漏洞,落后的控制產(chǎn)品及施工遺留問(wèn)題是造成主卷?yè)P(yáng)故障、事故頻發(fā)的根源。故障、事故主要表現(xiàn)為:主卷?yè)P(yáng)兩臺(tái)極限其中1臺(tái)極限的某一個(gè)點(diǎn)發(fā)生故障都必須停車(chē)進(jìn)行處理,而且是全靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)操作、調(diào)整,調(diào)整不好往往造成料車(chē)超極限,甚至把料車(chē)提離軌道;計(jì)算機(jī)下位機(jī)是中低檔產(chǎn)品,死機(jī)和通訊故障時(shí)常發(fā)生(450m3高爐工業(yè)控制計(jì)算機(jī)下位機(jī)是單CPU、單通訊系統(tǒng)),下位機(jī)死機(jī)時(shí)保持死機(jī)前的輸入輸出狀態(tài),造成料車(chē)提離運(yùn)行軌道;變頻器I/O板燒損;另外電子凸輪控制器雖然是機(jī)械凸輪控制器的改良產(chǎn)品,但其精度很低、誤差較大,其結(jié)構(gòu)中間環(huán)節(jié)多,接近開(kāi)關(guān)內(nèi)部電子元件壽命長(zhǎng)短不一,影響因素多,決定了其故障率高的特性,沒(méi)有從根源上解決主卷?yè)P(yáng)要求高可靠性、較高精度的問(wèn)題。3.2改造方案和改造后的原則3.2.1減少了輸出的繼電器針對(duì)計(jì)算機(jī)下位機(jī)死機(jī)造成主卷?yè)P(yáng)料車(chē)脫軌的問(wèn)題,在計(jì)算機(jī)輸出端增加了可靠減速繼電器,使主卷?yè)P(yáng)可靠減速,避免由于計(jì)算機(jī)死機(jī)等意外情況造成的主卷?yè)P(yáng)事故。原理如圖1所示。3.2.2交流系統(tǒng)生產(chǎn)質(zhì)量差針對(duì)變頻器I/O板燒損的原因進(jìn)行檢查分析,其主要是由于施工時(shí)用多芯電纜將變頻器24V輸入信號(hào)、220VAC信號(hào)輸送,電纜制造質(zhì)量差使交流220V竄入變頻器24V導(dǎo)致變頻器I/O板燒損。針對(duì)該問(wèn)題,對(duì)不同電壓等級(jí)的信號(hào)分別用電纜分開(kāi),并且將變頻器輸出端子帶的電壓、電流表全部從變頻器輸出端子上解開(kāi),杜絕了變頻器燒損。3.2.3外部超極限點(diǎn)為了確保主卷?yè)P(yáng)安全運(yùn)行,給主卷?yè)P(yáng)加設(shè)了外部減速點(diǎn)(兩個(gè))、外部超極限點(diǎn)(兩個(gè))。外部減速點(diǎn)的作用是確保料車(chē)可靠減速,防止料車(chē)沒(méi)有減速發(fā)生料車(chē)超極限。外部超極限的作用是當(dāng)料車(chē)發(fā)生真實(shí)的超極限后,確保料車(chē)前輪不能脫軌,防止事故的擴(kuò)大。3.2.4《主文件》的廣告程序在下位程序中增加單極限工作的程序,當(dāng)一臺(tái)極限出現(xiàn)故障后,操作人員選擇另一臺(tái)極限單獨(dú)進(jìn)行工作。3.2.5基于絕緣條件的智能主令控制器針對(duì)主卷?yè)P(yáng)極限位置竄動(dòng)、中間環(huán)節(jié)多、控制精度低、故障率高,事故損失大的問(wèn)題,引進(jìn)了絕對(duì)值編碼器技術(shù),將主卷?yè)P(yáng)極限改造為智能主令控制器。智能主令控制器結(jié)構(gòu)緊湊,傳動(dòng)環(huán)節(jié)少、精度高、可靠性高,主要使用了格雷碼編碼方式,徹底解決了主卷?yè)P(yáng)極限的諸多弊病。3.2.6擴(kuò)展板配合單元老化主卷?yè)P(yáng)抱閘是主卷?yè)P(yáng)準(zhǔn)確停車(chē)的制動(dòng)裝置。原設(shè)計(jì)主卷?yè)P(yáng)抱閘由變頻器I/O擴(kuò)展板控制,使用幾年后,其I/O擴(kuò)展板上的中間繼電器老化后動(dòng)作遲緩,造成抱閘延遲下閘,引起料車(chē)因慣性超極限;為此,在下位計(jì)算機(jī)中編制程序控制中間繼電器來(lái)控制抱閘,避免了該類(lèi)事故的發(fā)生。3.3m3高爐卷?yè)P(yáng)單極限工作原理如圖2所示為450m3高爐卷?yè)P(yáng)外極限改造原理圖,圖3所示為450m3高爐卷?yè)P(yáng)單極限工作原理圖,圖4所示為450m3高爐零壓控制回路圖,圖5所示為450m3高爐切換柜控制回路圖。4試驗(yàn)結(jié)果分析采取上述6項(xiàng)措施,利用系統(tǒng)檢修機(jī)會(huì)在4座450m3高爐上逐步進(jìn)行了實(shí)施,實(shí)踐證明其極大地降低了主卷?yè)P(yáng)控制故障,運(yùn)行效果良好,在上料環(huán)節(jié)為煉鐵廠450m3高爐生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。5系統(tǒng)運(yùn)行可靠4座450m3高