9高炉卷扬机上料控制系统

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1、高炉卷扬机上料控制系统在钢铁金业中，上料系统是高炉不可缺少的部分。高炉上料的形式主要有料车卷扬上料和传输带上料两种。在中小高炉中广泛采用料车卷扬上料。本文将德国西门子公司的S7-200PLC和MM440变频器引入高炉主卷扬调速系统屮代替老式的继电器控制系统，提高了系统的可靠性，改善了电动机启动，制动及加减速控制的性能指标，显著节约了电能。1卷扬机上料过程1.1工作过程高炉卷扬机上料系统由变频器、三相异步电动机、减速器、钢丝绳卷筒、钢丝绳和料车组成。三相异步电动机通过减速器帶动钢丝绳卷筒旋转，钢丝绳牵引料车上行。上料的主要工作过程是：各种原料经过槽下配料后进入中

2、间料斗，送到料坑后，中间料斗把料放入料车,中间料斗闸门关到位。当炉顶准备好后，料车启动，经过加速一匀速一一级减速一二级减速〜到达炉顶停车、制动。牵引两个上料小车的钢丝绳由同一个卷筒驱动，左车（装料车）上行时，右车（空料车）下行，左车到顶，对应的右车到底，没有空行程。电动机总是处于高效电动状态运行，从而可以大大节省电能。1.2设计依据料车电动机功率37KW,转速740r/min.运行分为启动、加速、稳定运行、两次减速和制动五个阶段。电动机转速控制要求图1所示。图1电机转速控制耍求图2总体系统方案设计本文通过S7-200PLC主程序控制变器调速，來实现小车上料的七

3、段固定频率速度。结合组态王软件进行实时过程监控和小车上料过程模拟动画，能够直观、形彖的观察到卷扬机上料系统的整个运行情况。高炉卷扬机上料系统结构框图见图2。实际控制接线图见图3。控制系统配置表见表1所示。变电料车1预杨机A斜车2图2岛炉卷扬机系统结构框图表1控制系统配置表序号名称数量备注1S7-200PLC主机1系统主控制器2MM440变频器1用于控制料车的频率速度3电动机1功率37KW,转速740r/min4PC机1川于程序编写和组态王演示控制5若干连接PLC主机及变频器等设备图3电气控制接线图2.1变频调速系统设计本课题要实现七段固定频率控制耍求，需要4个

4、数字输入端口。七段固定频率控制接线图如图4所示。pLC图4七段频率控制接线图-380V（1）数字输入端口“8”设为电动机运行、停止控制端口，由P0704参数设置。⑵数字输入端口“5”、“6”、“7”设为七段固定频率控制端口，由PLC输出口组合成三位二进制码控制“5”、“6”、“7”端口，实现七段固定频率控制。表2七段固定频率控制状态表频率段7端口（S3）6端口（S3）5端口（S3）设置的参数频率/Hz转速r/min1001P10015014002010P1002308403011P1003102804100P1004005101P1005-50-1400611

5、0P1001-30-8407111P1001-10-280Off000000其所对应的七段固定频率控制特性曲线如图5所示。2.2PLC程序控制系统设计在主程序中，设置了手动和自动两种控制方式，手动和自动两种方式相互联锁。当选择手动运行时，料车分为高速运行和低速运行两种状态，主耍为了料车的调试和试7T。当选择自动运行状态时，按下自动启动按钮，在程序的控制下，料车自动运行。每当遇到接近开关时，PLC便发出命令，控制变频器改变速度，完成整个运行过程。根据以上运行要求，木课题PLC主程序设计如下图6所示。Q0.7Q0.3Q0.2T37

6、>'

7、100I0.7T37

8、<'

9、

10、200Q1.1Network3I0.410.1Q1.1)T37INTON200-PT100ms10.1Q0.2Q0.3)23抱闸另图6主程序梯形图抱闸系统，在制动线圈通电时，制动器打开，电机轴可以自由转动。在制动线圈失电后，电机轴处在抱紧状态，电机立即停转。木文中，根据实际情况考虑设置了相应的抱闸系统。当电机启动Z前或停止时，抱闸系统处于抱紧状态，电机不能由于重力及其他原因自由转动。电机启动后，抱闸系统处于松闸状态，此时电机可以自山运行。在PLC主程序设定中，采用了定时器延时抱闸，本课题主程序中延时时间设置2s,变频器接收到停止信号时，速度下降抱闸系统将延时

11、2s抱闸。如此，可以防止过电流引起的电机损害。3组态软件对现场状态监控的实现3.1高炉上料控制系统界面设计可编程高炉上料控制系统监控程序主要由上料控制现场界而纟R成。根据木文设计的要求,画面属性如图7所示：图7画而属性图8高炉卷扬机上料系统的初步设计画面3.2组态软件中的动画连接设计由于通过I/O变量采集来的是数据QBO、1B0和1131是整型变量，如果想要判别PLC输出和输入映像寄存器的侮-•位，如QBO.O、1B0.5等，就需要对采集来的I/O整型数据数据进行特定方式的处理。在对采集来的数据进行处理后，将利用这些处理好的数据和组态王6.53屮的动画连接相结

12、合，做到现场运行界面中图象的动作和配料