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1、轉(zhuǎn)爐副槍旋轉(zhuǎn)控制的開發(fā)與應(yīng)用張珍寶北京首鋼自動(dòng)化信息技術(shù)有限公司京唐運(yùn)行事業(yè)部北京100041【文章】副槍設(shè)備為轉(zhuǎn)爐提供了一個(gè)有效的測量工具，使其能在不間斷吹煉的情況下在轉(zhuǎn)爐處于垂直位置時(shí)進(jìn)行熔池溫度、結(jié)晶溫度及氧活度的測量及鋼水取樣。轉(zhuǎn)爐副槍系統(tǒng)對旋轉(zhuǎn)精度的控制要求較高，精度控制是否在合格范圍內(nèi)直接影響副槍使用安全性和使用成功率。首鋼京唐公司轉(zhuǎn)爐副槍系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)速度控制采用斜坡函數(shù)方式來滿足控制精度和控制時(shí)間要求。使用斜坡函數(shù)控制可以降低副槍位置故障率，提高了副槍的控制精度和使用率?！娟P(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)爐；
2、副槍；旋轉(zhuǎn)速度；斜坡函數(shù)0前言京唐煉鋼作業(yè)部設(shè)置5座300t頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐，采用脫磷、脫碳雙聯(lián)煉鋼方式，其中2座轉(zhuǎn)爐（1#、2#脫磷轉(zhuǎn)爐）用于脫磷，3座轉(zhuǎn)爐（1#、2#、3#脫碳轉(zhuǎn)爐）用于脫碳，同時(shí)5座轉(zhuǎn)爐均可用于常規(guī)煉鋼模式吹煉。目前3座脫碳轉(zhuǎn)爐和2#脫磷轉(zhuǎn)爐均已配備副槍設(shè)備，從投產(chǎn)運(yùn)行以來，副槍整體運(yùn)行良好，但因旋轉(zhuǎn)精度問題而導(dǎo)致使用失敗的問題也逐漸增多。副槍系統(tǒng)做為自動(dòng)化煉鋼系統(tǒng)的重要部分，其使用成功率直接影響自動(dòng)化煉鋼的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)模型的使用。1副槍旋轉(zhuǎn)裝置副槍旋轉(zhuǎn)設(shè)備包括旋轉(zhuǎn)支架鋼結(jié)構(gòu)、
3、卷揚(yáng)平臺、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)減速機(jī)、制動(dòng)裝置、接近開關(guān)等。定位控制：通過接近開關(guān)、增量式編碼器和PLC完成定位控制。由一些接近開關(guān)確認(rèn)實(shí)際的工藝位置，由行程開關(guān)負(fù)責(zé)機(jī)械保護(hù)停車及與轉(zhuǎn)爐、氧槍等設(shè)備位置的連鎖控制系統(tǒng)。編碼器控制以下工藝位置：（1）測量位：對準(zhǔn)副槍口，實(shí)現(xiàn)測量；（2）連接位：副槍對準(zhǔn)自動(dòng)探頭裝卸裝置，實(shí)現(xiàn)探頭裝卸；（3）維修位：在該位置，可以降至轉(zhuǎn)爐主操作平臺方便地更換探頭插接件、維修及換槍。旋轉(zhuǎn)設(shè)備安裝在主卷揚(yáng)平臺上，包括一臺5.5kARGIN:0cm0cm0pt;mso-layout
4、-grid-align:none"class=MsoNormalalign=left>2控制系統(tǒng)副槍控制系統(tǒng)采用西門子S7-400系列CPU，通過高速計(jì)數(shù)模塊FM450-1采集編碼器脈沖信號。編碼器輸出信號類型為TTL長線差分驅(qū)動(dòng)，此信號有正負(fù)波形對稱形式，由于其正負(fù)電流方向相反，對外電磁場抵消，抗干擾能力較強(qiáng)，使旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)位置信號的采集及計(jì)算能夠保持在一個(gè)較高精度的范圍內(nèi)。PLC通過模擬量輸出模塊給定4-20mA信號來控制變頻器，變頻器采用西門子6SE70系列書本型交流調(diào)速裝置。旋轉(zhuǎn)平臺傳統(tǒng)控制模
5、式為從連接位或測量位以高速啟動(dòng)到達(dá)減速位后直接以低速旋轉(zhuǎn)到測量位或連接位，減速行程大約為15°。傳統(tǒng)的控制模式減速時(shí)間長，影響整體的周期運(yùn)行時(shí)間，且單重依靠減速檢測點(diǎn)進(jìn)行高低速轉(zhuǎn)換，方法單一，如果減速檢測點(diǎn)損壞則在旋轉(zhuǎn)的過程中無減速效果，有可能發(fā)生旋轉(zhuǎn)平臺開過位置，定位精度偏差較大而且降低了副槍的安全性能。根據(jù)副槍對安全性能和整體周期時(shí)間控制的需求，現(xiàn)采用以下四種方式提高定位精度和安全性能。（1）采用編碼器和減速檢測點(diǎn)雙重檢測方式來進(jìn)行減速控制。（2）實(shí)現(xiàn)在連接位/測量位脈沖值自動(dòng)標(biāo)定功能，使旋轉(zhuǎn)
6、平臺在用戶自定義的區(qū)間運(yùn)動(dòng)。（3）通過編碼器位置反饋由用戶自定義減速區(qū)間。副槍到達(dá)減速區(qū)間后按照斜坡函數(shù)計(jì)算出的速度運(yùn)行，可減少旋轉(zhuǎn)時(shí)間，進(jìn)一步降整體周期的運(yùn)行時(shí)間。（4）到達(dá)連接位或測量位時(shí)完成自動(dòng)標(biāo)定功能，將用戶預(yù)定義的平臺位置裝載到計(jì)數(shù)模塊中，減少因平臺頻繁動(dòng)作而產(chǎn)生的誤差。3功能實(shí)現(xiàn)3.1減速斜坡函數(shù)旋轉(zhuǎn)平臺從連接位或測量位啟動(dòng)時(shí)，PLC給出高速設(shè)定值，并且實(shí)時(shí)跟蹤判斷平臺位置。當(dāng)平臺到達(dá)用戶自定義減速區(qū)間后使能斜坡函數(shù)，根據(jù)平臺位置進(jìn)行減速控制。（1）從連接位旋轉(zhuǎn)至測量位時(shí)，當(dāng)平臺到達(dá)5
7、20時(shí)開始減速，到達(dá)120時(shí)，PLC速度給定由8000降至1000；（2）從測量位旋轉(zhuǎn)至連接位時(shí)，當(dāng)平臺到達(dá)978時(shí)開始減速，到達(dá)1363時(shí)，PLC速度給定由8000降至1000；平臺整體旋轉(zhuǎn)半徑為89°，經(jīng)標(biāo)定整個(gè)旋轉(zhuǎn)半徑對應(yīng)約為1243個(gè)脈沖。旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定可表示為f(v)=pos*A+B。k1：速度常數(shù)（PLC參數(shù)設(shè)定上限值與低速設(shè)定值的差值7000）；k2：速度上限常數(shù)（PLC參數(shù)設(shè)定上限值8000）；de_s：減速區(qū)間初始值（用戶自定義）；de_pos：減速行程（用戶自定義）；pos：旋轉(zhuǎn)
8、平臺實(shí)際位置。3.2自動(dòng)標(biāo)定功能為了預(yù)防旋轉(zhuǎn)平臺頻繁動(dòng)作而導(dǎo)致的平臺位置檢測誤差增大，采用了到位自動(dòng)標(biāo)定功能。當(dāng)平臺旋轉(zhuǎn)到連接位或者測量位時(shí)，將預(yù)先設(shè)定好的正確值預(yù)裝入存儲器，當(dāng)平臺再次旋轉(zhuǎn)時(shí)按照預(yù)裝入的值增大或者減少。標(biāo)定功能采用西門子標(biāo)準(zhǔn)塊FC0實(shí)現(xiàn)。4結(jié)論副槍可以在不間斷吹煉或傾轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)爐的情況下得到轉(zhuǎn)爐熔池的相關(guān)信息?？筛鶕?jù)副槍測量信息計(jì)算需要補(bǔ)吹的氧量和需要加入的冷卻劑量。調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)來達(dá)到目標(biāo)碳含量和溫度而無需后吹同時(shí)還減少鐵水消耗、增加廢鋼用量減少耗氧量、減少熔劑消耗、減
