RH精煉爐上料投料自動控制系統改造

朱佳+楊友良

摘要：RH真空精煉技術是提高產品質量、降低成本、擴大品種、優化煉鋼工藝的重要技術措施。本文詳細介紹了改造后PLC自動控制在唐鋼RH精煉爐上料投料系統中的工藝流程、系統硬件配置以及主要控制功能，以達到實現IF鋼的批量冶煉，改善脫碳效果、縮短冶煉周期的目的。生產實踐證明，該自動控制技術性能穩定、安全可靠、配置先進、精度高，達到了國際先進水平。

關鍵詞：RH 控制系統 PLC

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0006-01

目前唐鋼中低牌號的無取向硅鋼已經在薄板坯連鑄機上實現爐次連澆，隨著連澆爐數的提高和硅鋼檔次的提升，對RH高位料倉的儲料量及一次性投料量提出了更高的要求，針對上料、投料系統目前存在的問題，為滿足新增鋼種的精煉，需要對高位料倉及稱量和投料系統進行擴容，高位料倉東西兩側將各增設2個15m3的料倉，提高硅鐵儲料量；在現有5個稱量料斗東西兩側各增加一個量程為4m3的稱量料斗，用于配套新增加的4個高位料倉，硅鐵不經梭式皮帶機直接排放到真空斗里，以達到提高硅鋼、IF鋼的生產節奏，實現IF鋼的批量冶煉，改善脫碳效果、縮短冶煉周期的目的。

1 工藝流程簡介

合金上料系統設置在真空料斗之前，用于儲存和稱量RH 真空脫氣裝置在生產過程中所需的合金物料，并將稱量好的合金物料輸送至真空料斗或返回料溜槽內。在生產中，首先通過卸礦小車按合金料的種類將合金料分別存儲在1-20號合金料倉中，21-24號是專門的硅鐵料倉。真空處理中需要添加合金料時，開啟指定料倉下的振動給料器將合金料放至稱量料斗中，稱量料斗共7 個，1-5號稱量斗對應1-20號倉，每個稱量料斗對應4個合金料倉，21-24號倉對應6-7號稱量斗，每個稱量料斗對應2個硅鐵倉。稱量料斗完成稱量后，打開稱量料斗下部的閘板閥并開啟振動給料器，將合金料通過梭式皮帶機下料到真空料斗，最終到真空槽精煉鋼包車。硅鐵倉稱量斗的料不經過梭式皮帶機直接到真空料斗里。

2 系統硬件構成

RH真空精煉爐為雙工位共用一套PLC系統，投料控制系統由1個主站和1個本地I/O站以及10個現場I/O站組成，核心設備采用美國羅克韋爾A-B（Allen-Bradley）Logix5000 Controller可編程邏輯控制器（PLC） ，主站和本地I/O采用1756系列模塊，現場I/O采用1794系列模塊。主站與遠程站之間通過controlnet網進行通信。

硬件組成：處理器1756-L63，模擬量輸入模塊（配電）1756-IF16，數字量輸入模塊1756-IB32，數字量輸出模塊1756-OB32，網絡模塊Controlnet模塊1756-CNB/D和以太網模1756-ENBT/A，適配器通訊模塊1794-ACN15/C，數字量輸入模塊1794-IB32/A，數字量輸出模塊1794-OB32P/A。系統配置如圖1。

3 系統主要控制功能

3.1 合金料倉的控制

料倉由卸礦小車加料，所有合金料倉料位檢測信號同時送至煉鋼合金加料系統PLC，RH 操作室CRT 能顯示合金料倉上下料位信號，并通過上限料位信號（即最大存貯量）和卸料稱量數據來計算合金料倉剩余量。下限料位信號作為料倉剩余量校準信號用。當某個合金料倉振動給料器在開始工作時，對應的稱量料斗的振動給料器不能振動，其閘板閥必須處于關閉狀態，合金料倉放料的開始和停止命令由程序自動發出或由操作人員操作。在自動操作模式下開始稱量時，合金料倉的振動給料器先以強振起動，當放到一定量后，振動給料器轉為弱振，當重量達到“設定值”減去“落差量”時，振動給料器停止工作。振動給料器由強振轉為弱振的時刻以及“落差量”在調試時確定。如果需稱量的重量小于強振至弱振的轉換值，合金料倉振動給料器在放料開始即以弱振放料。

3.2 梭式皮帶機控制

梭式皮帶機上安裝有2級跑偏開關、雙向拉繩開關和用于打滑檢測的速度檢測器。送料過程中，如果發生皮帶打滑或跑偏的故障，且打滑或跑偏超過了報警值，PLC將根據檢測開關的信號在CRT畫面上給出相應的報警信號，此時操作人員必須去現場查看并判斷情況；如果跑偏超過了2級極限值，在HMI上報警的同時，自動終止梭式皮帶機和稱量料斗的工作（如果物料沒有排空，則關閉稱量料斗的振動給料器，但不關閉稱量料斗的閘板閥）。如遇其他緊急情況，則由人工操作梭式皮帶機的雙向拉繩開關，發出緊急停機信號，自動終止整個加料過程。稱量料斗稱量完成后，梭式皮帶機開始定位，梭式皮帶機的定位由行程開關確定，超過兩頭極限位置自動停車。

4 結語

通過對上述RH上料投料系統的全面改造，雙工位RH年創效644萬元/年。系統自投運以來，運行十分穩定可靠，故障率極低，減小了工人的勞動強度，縮短了工人的操作時間，縮短了冶煉周期，實現了品種鋼批量連澆，生產節奏有效加快；設備控制水平提高，處于國內領先地位。

摘要：RH真空精煉技術是提高產品質量、降低成本、擴大品種、優化煉鋼工藝的重要技術措施。本文詳細介紹了改造后PLC自動控制在唐鋼RH精煉爐上料投料系統中的工藝流程、系統硬件配置以及主要控制功能，以達到實現IF鋼的批量冶煉，改善脫碳效果、縮短冶煉周期的目的。生產實踐證明，該自動控制技術性能穩定、安全可靠、配置先進、精度高，達到了國際先進水平。

關鍵詞：RH 控制系統 PLC

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0006-01

目前唐鋼中低牌號的無取向硅鋼已經在薄板坯連鑄機上實現爐次連澆，隨著連澆爐數的提高和硅鋼檔次的提升，對RH高位料倉的儲料量及一次性投料量提出了更高的要求，針對上料、投料系統目前存在的問題，為滿足新增鋼種的精煉，需要對高位料倉及稱量和投料系統進行擴容，高位料倉東西兩側將各增設2個15m3的料倉，提高硅鐵儲料量；在現有5個稱量料斗東西兩側各增加一個量程為4m3的稱量料斗，用于配套新增加的4個高位料倉，硅鐵不經梭式皮帶機直接排放到真空斗里，以達到提高硅鋼、IF鋼的生產節奏，實現IF鋼的批量冶煉，改善脫碳效果、縮短冶煉周期的目的。

1 工藝流程簡介

合金上料系統設置在真空料斗之前，用于儲存和稱量RH 真空脫氣裝置在生產過程中所需的合金物料，并將稱量好的合金物料輸送至真空料斗或返回料溜槽內。在生產中，首先通過卸礦小車按合金料的種類將合金料分別存儲在1-20號合金料倉中，21-24號是專門的硅鐵料倉。真空處理中需要添加合金料時，開啟指定料倉下的振動給料器將合金料放至稱量料斗中，稱量料斗共7 個，1-5號稱量斗對應1-20號倉，每個稱量料斗對應4個合金料倉，21-24號倉對應6-7號稱量斗，每個稱量料斗對應2個硅鐵倉。稱量料斗完成稱量后，打開稱量料斗下部的閘板閥并開啟振動給料器，將合金料通過梭式皮帶機下料到真空料斗，最終到真空槽精煉鋼包車。硅鐵倉稱量斗的料不經過梭式皮帶機直接到真空料斗里。

2 系統硬件構成

RH真空精煉爐為雙工位共用一套PLC系統，投料控制系統由1個主站和1個本地I/O站以及10個現場I/O站組成，核心設備采用美國羅克韋爾A-B（Allen-Bradley）Logix5000 Controller可編程邏輯控制器（PLC） ，主站和本地I/O采用1756系列模塊，現場I/O采用1794系列模塊。主站與遠程站之間通過controlnet網進行通信。

硬件組成：處理器1756-L63，模擬量輸入模塊（配電）1756-IF16，數字量輸入模塊1756-IB32，數字量輸出模塊1756-OB32，網絡模塊Controlnet模塊1756-CNB/D和以太網模1756-ENBT/A，適配器通訊模塊1794-ACN15/C，數字量輸入模塊1794-IB32/A，數字量輸出模塊1794-OB32P/A。系統配置如圖1。

3 系統主要控制功能

3.1 合金料倉的控制

料倉由卸礦小車加料，所有合金料倉料位檢測信號同時送至煉鋼合金加料系統PLC，RH 操作室CRT 能顯示合金料倉上下料位信號，并通過上限料位信號（即最大存貯量）和卸料稱量數據來計算合金料倉剩余量。下限料位信號作為料倉剩余量校準信號用。當某個合金料倉振動給料器在開始工作時，對應的稱量料斗的振動給料器不能振動，其閘板閥必須處于關閉狀態，合金料倉放料的開始和停止命令由程序自動發出或由操作人員操作。在自動操作模式下開始稱量時，合金料倉的振動給料器先以強振起動，當放到一定量后，振動給料器轉為弱振，當重量達到“設定值”減去“落差量”時，振動給料器停止工作。振動給料器由強振轉為弱振的時刻以及“落差量”在調試時確定。如果需稱量的重量小于強振至弱振的轉換值，合金料倉振動給料器在放料開始即以弱振放料。

3.2 梭式皮帶機控制

梭式皮帶機上安裝有2級跑偏開關、雙向拉繩開關和用于打滑檢測的速度檢測器。送料過程中，如果發生皮帶打滑或跑偏的故障，且打滑或跑偏超過了報警值，PLC將根據檢測開關的信號在CRT畫面上給出相應的報警信號，此時操作人員必須去現場查看并判斷情況；如果跑偏超過了2級極限值，在HMI上報警的同時，自動終止梭式皮帶機和稱量料斗的工作（如果物料沒有排空，則關閉稱量料斗的振動給料器，但不關閉稱量料斗的閘板閥）。如遇其他緊急情況，則由人工操作梭式皮帶機的雙向拉繩開關，發出緊急停機信號，自動終止整個加料過程。稱量料斗稱量完成后，梭式皮帶機開始定位，梭式皮帶機的定位由行程開關確定，超過兩頭極限位置自動停車。

4 結語

通過對上述RH上料投料系統的全面改造，雙工位RH年創效644萬元/年。系統自投運以來，運行十分穩定可靠，故障率極低，減小了工人的勞動強度，縮短了工人的操作時間，縮短了冶煉周期，實現了品種鋼批量連澆，生產節奏有效加快；設備控制水平提高，處于國內領先地位。

摘要：RH真空精煉技術是提高產品質量、降低成本、擴大品種、優化煉鋼工藝的重要技術措施。本文詳細介紹了改造后PLC自動控制在唐鋼RH精煉爐上料投料系統中的工藝流程、系統硬件配置以及主要控制功能，以達到實現IF鋼的批量冶煉，改善脫碳效果、縮短冶煉周期的目的。生產實踐證明，該自動控制技術性能穩定、安全可靠、配置先進、精度高，達到了國際先進水平。

關鍵詞：RH 控制系統 PLC

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）08-0006-01

目前唐鋼中低牌號的無取向硅鋼已經在薄板坯連鑄機上實現爐次連澆，隨著連澆爐數的提高和硅鋼檔次的提升，對RH高位料倉的儲料量及一次性投料量提出了更高的要求，針對上料、投料系統目前存在的問題，為滿足新增鋼種的精煉，需要對高位料倉及稱量和投料系統進行擴容，高位料倉東西兩側將各增設2個15m3的料倉，提高硅鐵儲料量；在現有5個稱量料斗東西兩側各增加一個量程為4m3的稱量料斗，用于配套新增加的4個高位料倉，硅鐵不經梭式皮帶機直接排放到真空斗里，以達到提高硅鋼、IF鋼的生產節奏，實現IF鋼的批量冶煉，改善脫碳效果、縮短冶煉周期的目的。

1 工藝流程簡介

合金上料系統設置在真空料斗之前，用于儲存和稱量RH 真空脫氣裝置在生產過程中所需的合金物料，并將稱量好的合金物料輸送至真空料斗或返回料溜槽內。在生產中，首先通過卸礦小車按合金料的種類將合金料分別存儲在1-20號合金料倉中，21-24號是專門的硅鐵料倉。真空處理中需要添加合金料時，開啟指定料倉下的振動給料器將合金料放至稱量料斗中，稱量料斗共7 個，1-5號稱量斗對應1-20號倉，每個稱量料斗對應4個合金料倉，21-24號倉對應6-7號稱量斗，每個稱量料斗對應2個硅鐵倉。稱量料斗完成稱量后，打開稱量料斗下部的閘板閥并開啟振動給料器，將合金料通過梭式皮帶機下料到真空料斗，最終到真空槽精煉鋼包車。硅鐵倉稱量斗的料不經過梭式皮帶機直接到真空料斗里。

2 系統硬件構成

RH真空精煉爐為雙工位共用一套PLC系統，投料控制系統由1個主站和1個本地I/O站以及10個現場I/O站組成，核心設備采用美國羅克韋爾A-B（Allen-Bradley）Logix5000 Controller可編程邏輯控制器（PLC） ，主站和本地I/O采用1756系列模塊，現場I/O采用1794系列模塊。主站與遠程站之間通過controlnet網進行通信。

硬件組成：處理器1756-L63，模擬量輸入模塊（配電）1756-IF16，數字量輸入模塊1756-IB32，數字量輸出模塊1756-OB32，網絡模塊Controlnet模塊1756-CNB/D和以太網模1756-ENBT/A，適配器通訊模塊1794-ACN15/C，數字量輸入模塊1794-IB32/A，數字量輸出模塊1794-OB32P/A。系統配置如圖1。

3 系統主要控制功能

3.1 合金料倉的控制

料倉由卸礦小車加料，所有合金料倉料位檢測信號同時送至煉鋼合金加料系統PLC，RH 操作室CRT 能顯示合金料倉上下料位信號，并通過上限料位信號（即最大存貯量）和卸料稱量數據來計算合金料倉剩余量。下限料位信號作為料倉剩余量校準信號用。當某個合金料倉振動給料器在開始工作時，對應的稱量料斗的振動給料器不能振動，其閘板閥必須處于關閉狀態，合金料倉放料的開始和停止命令由程序自動發出或由操作人員操作。在自動操作模式下開始稱量時，合金料倉的振動給料器先以強振起動，當放到一定量后，振動給料器轉為弱振，當重量達到“設定值”減去“落差量”時，振動給料器停止工作。振動給料器由強振轉為弱振的時刻以及“落差量”在調試時確定。如果需稱量的重量小于強振至弱振的轉換值，合金料倉振動給料器在放料開始即以弱振放料。

3.2 梭式皮帶機控制

梭式皮帶機上安裝有2級跑偏開關、雙向拉繩開關和用于打滑檢測的速度檢測器。送料過程中，如果發生皮帶打滑或跑偏的故障，且打滑或跑偏超過了報警值，PLC將根據檢測開關的信號在CRT畫面上給出相應的報警信號，此時操作人員必須去現場查看并判斷情況；如果跑偏超過了2級極限值，在HMI上報警的同時，自動終止梭式皮帶機和稱量料斗的工作（如果物料沒有排空，則關閉稱量料斗的振動給料器，但不關閉稱量料斗的閘板閥）。如遇其他緊急情況，則由人工操作梭式皮帶機的雙向拉繩開關，發出緊急停機信號，自動終止整個加料過程。稱量料斗稱量完成后，梭式皮帶機開始定位，梭式皮帶機的定位由行程開關確定，超過兩頭極限位置自動停車。

4 結語

通過對上述RH上料投料系統的全面改造，雙工位RH年創效644萬元/年。系統自投運以來，運行十分穩定可靠，故障率極低，減小了工人的勞動強度，縮短了工人的操作時間，縮短了冶煉周期，實現了品種鋼批量連澆，生產節奏有效加快；設備控制水平提高，處于國內領先地位。