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1#高炉料车卷扬系统智能控制与控制
1 机械主令控制器
东山泰山钢铁有限公司(泰钢)1#文档设计体积为450m3。双材料车交替供应材料,管理制度可实现手动、自动操作,加速信号可由通用控制单元控制系统或主命令执行。系统设有过流、过载、松绳、超极等多种保护功能,一旦系统保护动作,变频停机,抱闸电力液压推动器失电,紧急抱住停车。
料车卷扬系统相关配套设备情况为:(1)主卷电动机:YRSP355L-8交流异步变频专用电动机,三相380V, 50Hz, 200kW。(2)抱闸制动器:YT1-180/10电力液压推动器(2台),额定推力180N,行程110mm。(3)主卷减速机:IRC1750-29.7-220。(4)料车(2台):容积4.0m3,双钢丝绳牵引,直径32.5mm,左右旋各一根,单车单绳总长度171m,工作行程80m。
料车卷扬系统动作频繁,要求启制动平稳,加减速均匀,可靠性要求高。1#高炉料车卷扬系统设备采用了西门子变频器变频调速,由于主令控制器选为LK4型机械主令,2003年2月22日开炉,运行4个月后,就多次发生主令点闪断、输出数据不稳定等状况,整个卷扬系统无法实现全自动操作,甚至发生过两次料车过卷事故,造成无计划休风17h。2003年9月更换同型号新主令1台,上述故障无根本性改善。分析原因是机械主令固有的控制精度低,达不到变频器要求信号精度。经考查论证,决定选用ZN-LK-18J智能料车控制仪替代现用机械主令,于2004年2月10日计划检修中安装,经运行观察,控制可靠有效,运行平稳,精度高、调整方便,完全满足高炉生产工艺及技术要求,并又用于2#、3#高炉主卷扬系统等,均取得满意效果。
2 旋转编码及主令
ZNLK-18J型智能控制器主要由可编程控制器与绝对型旋转编码器组成,旋转编码器产生位置码,通过对控制设备旋转位移的检测,经PLC解码、运算、分析并输出不同的控制信号。旋转编码器为西门子产品,旋转一周为256个位置码,输出为八位二进制数字信号。运行状态和过程显示及设置可通过全数字显示TD200面板实现。主令可在设备运行的任意状态中进行调整。该主令设有过速和零速保护,当被控物失控,超过一定速度,或机械故障造成电机启动而被控物零速(主令零速)时,主令会发出停车信号,避免溜车或堵转烧坏电机。智能主令与机械主令相比,运行可靠,控制精确,响应速度快。由可编程控制器控制,反映速度可以达到微秒,旋转一周256个位置码,能够精确定位。
3 试验过程及安装注意事项
旋转编码器为智能主令核心设备,为防止振动误输出,应尽量避免与受控设备直接连接,应选择柔性联轴器连接。1#高炉采用齿轮连接,大小齿轮速比设定为1∶0.9。CPU柜安装位置应方便观察和调整,也要防止大幅度震动影响输出信号稳定。旋转编码器与CPU采用屏蔽电缆连接,电缆可穿入护套钢管中。调试时以左车在底为基准原点,根据原控制原理图,手动操作多次调整,逐一将启动、抱闸允许、一加速、二加速、一减速、二减速、低速检查、极限、超极等点位置码确定,左车调整完毕。根据左车参数反向设置右车参数,微调即可。
安装时应注意以下事项:(1)安装时避免敲击编码器轴,以免损坏。(2)安装环境应通风,环境温度-10~50℃,避免尘埃及腐蚀性气体,避免阳光直晒。(3)控制线尽量避开高压线缆,以防干扰。(4)钢丝绳老化、拉伸后,各控制点位置码对应的实际物理位置将相应发生微小变化,可随时微调。(5)原点变化后,各控制点位置码相对距离仍会保持,原点数值调整应慎重。
1#高炉主卷扬上料系统更换智能主令后,2004年2月27日、3月19日两次发生料车溜车、超极限动作,借助智能主令显示状态,查明缘自变频器参数设定存在不足,通过与制造商联系已得到解决。故障中智能主令控制准确,避免了过卷事故。此后,设备运行平稳,系统控制精度高,料车停车位置准确,达到了设计和使用要求。
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