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PLC和变频器在酒钢转炉倾动自动控制中的应用
xiao_xiao1 发表于 2009/8/5 10:55:02 475 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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200万炼钢有3座120t顶底复吹转炉，1＃转炉已经于2005年4月份投产，2#和3#转炉于2006年初投产，3座转炉的倾动和氧枪系统均采用罗克韦尔自动化公司的Allen-Bradley Logix平台控制系统ControlLogix、NetLinx网络架构ControlNet和基于磁场定向矢量控制技术的1336 Force交流变频器，实现转炉倾动和氧枪系统的自动控制，其自诊断和保护功能可靠，降低了设备故障停机时间，大大提高了生产效率。
1 转炉倾动负载特性分析
在转炉系统中，炉体倾动部分采用4台倾动电机，通过减速机刚性连接，并采用全悬挂固定方式和扭力杆力矩吸收方式，如图1所示。
根据工艺要求，转炉的倾动角度为正反360°。转炉炉口和炉底方向轴线与地平面垂直时为零位状态。故炉子倾动负载力矩为角度的函数Mfz=f(θ)，属于反阴性的位能负载。另外，据工艺设计说明，转炉按正力矩设计，即炉子耳轴下部比上部高，下部比上部重。从而确保转炉电控系统失灵或抱闸力不够时，能靠炉体自身的正力矩来确保炉口向上，这样不至于发生倒钢等事故。但当维修炉拆除炉底后以及炉口粘钢渣太多时，炉体可能出现上部较下部重，由于液体钢水重心随转炉倾角的变化而变化，这样在修炉和出渣或出钢时，可能出现负力矩。当炉体处于正力矩状态时，电机处于电动运行状态，当炉体处于负力矩状态时，电机处于回馈制动状态，电机的机械特性和负载特性如图2。
额定力矩／电流：1750N·m/230A;
速度反馈用编码器：30-3641IA-1024。
2 系统功能
2.1控制功能
转炉倾动变频系统各变频器的控制分两种方式：
（1）变频装置的单机调试、检修在人机接口操作面板（HMI）上完成；
（2）设备联动运行通过PLC系统实现（操作地点：正常生产时在中控室或机旁，联机调试时在变频器柜柜门）。
在任何一种情况下，均能保证控制方式的唯一性，而且控制方式的切换通过柜门上转换开关、按钮实现，方便、可靠。
转炉4台倾动变频器在正常工作时以1主3从方式进行工作；当其中1台故障时，余下3台装置转换调整后以1主2从方式进行工作；进一步当其中2台故障时，余下2台装置转换调整后以1主1从方式进行工作。
2.2系统配置和功能实现
根据倾动机构工艺要求及控制功能，每座转炉倾动变频系统配置了一套相对独立的PLC（1#转炉为PLC 12）系统，通过控制总线Control Net网络接口实现转炉变频器及PLC间的通讯（如图3），同时实现与转炉主PLC（1＃转炉为PLC11）系统的通讯（如图4）。系统主要硬件配置如下：
倾动变频器：1336T-B250-AA-GT3EN-L4，4台（含制动组件）；ControlNet光纤模块：1786-RPFS，4块；控制系统：1756-L55M22 Logix5555控制器1个。