南钢辊底式热处理炉plc控制设计

《南钢辊底式热处理炉plc控制设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、南钢辊底式热处理炉PLC控制设计　　摘要：本文以南钢中厚板卷厂(Nisco)辊底式无氧化热处理炉为背景，根据工艺流程介绍了热处理炉的控制系统硬件及程序设计。本项目采用西门子S7-400PLC作为下位机主控制器，通过Profibus连接变频器与远程I/O；工控机作为上位机HMI对系统进行监控与管理。二者通过以太网相连，构成了基于PLC和工控机的热处理炉控制系统。关键词：辊底炉；PLC；脉冲循环燃烧；HMI；自诊断；中图分类号：TE963文献标识码：A文章编号：南钢中厚板卷厂热处理线主要对需热处理的钢板进行正火和回火处理，1#炉为辊底式热处理炉，设计年产量

2、为16,0000t/a；其中正火产品为150000t/a，回火产品为10000t/；产品主要为各类中厚板：包括桥梁钢板，高压容器钢板，高强度合金钢板，工程机械钢板，船用钢板等；规格如下：厚度：6～60mm宽度：1600～3250mm长度：6000～18000（24000）mm根据产品方案，所选择的热处理工艺主要有：正火处理：正火气雾冷却空气冷却正火回火处理：正火气雾冷却空气冷却回火空气冷却12回火处理：回火空气冷却1、热处理炉控制生产工艺1、1顺控生产工艺在生产过程中逻辑信号的处理和顺序的操作功能由炉子的一级系统完成。炉子分为三个速度段：一是炉子装料段

3、，中速；二是炉子热处理段，工艺速度；三是炉子出料段，高速。当不同长度的钢板以不同的间距装炉的时候，炉子的跟踪控制要保证运行正常。钢板数据将由操作工手动输入或通过三级系统通信传输。系统设有二级和三级接口。当钢板到达上料辊道的起始位置，并且炉子的装料区域也准备好接收钢板时，开始装料过程。装料的控制是通过安装在炉内和炉外紧靠炉门处的光栅实现的。钢板穿过炉子时，炉内的光栅将跟踪钢板的位置。根据入炉钢板厚度的不同，装料速度可以在0.25—20.0m／min之间进行调节。炉子出口的速度从0.25—90.0m／min可调。每个驱动设备（炉子部分）都带有一个编码器来实

4、现炉辊和钢板速度的同步。并由独立的闭环电机变频控制。这种连接网适用于设定驱动速度，下载适合生产条件的操作参数，报告反馈状态和负荷信息。12顺控部分概貌示意图如图2-4所示，分为装料，炉体，出料三个部分。图1-1全炉概貌示意图上料辊道台包括有21根传输辊子。反射光电管PC1和PC2用来检测板长。光电管PC3(均2个)用来保护炉门。上料辊道台上装有带有8个液压缸的液压提升装置和带有2个液压缸的液压对中装置。为了清洁钢板下表，在上料辊道台到炉门前安装有两个方向相反的旋转辊刷(每个刷辊电机7.5kW)。上料炉门是由一台电机（5.5kW）带动齿轮链条来运行的。一

5、个压紧装置在“关”工作位时可以确保炉门关紧。三个极限开关控制炉门开启的位置。底位接近开关是确定关闭位置的信号，中间指示的是工作高度大约为150mm，并且高位开关即是最大打开位置。在自动运行模式下，炉门仅打开到工作位置。在手动操作模式下，炉门能够在极限开关的全部范围内开关。为了保护炉内气体不受外界影响，炉体的门廊上装有两个氮气幕，位于炉门前。钢板传输的PLC通过单独传动来控制炉内的120根辊道。入炉区80根辊道的驱动电机功率为3.8kW，出炉区40根辊道的驱动电机为126.9kW。在出料区域，一根高温计安装在炉体的顶部，用来测量钢板的温度。中心润滑系统用

6、来给炉内辊道的轴承润滑。炉内共装有10个光电管(包括前面装料用的3个；PC1~PC3)，每个安装位置在画面上有显示。在每个炉门前装有两个光电管，直接装在炉门前的光电管(PC4，PC9)是用来对炉门进行保护的。如果炉门关闭，当钢板到达这些光电管时钢板会立即停下来。出料炉门同入口一样；下料辊道台包括有34根传输辊子。主要用于输送完成热处理的钢板，并将钢板输送进入热处理矫直机。在钢板达到出炉条件后，程序应给出“允许出炉”的信号。当钢板需要气雾冷却时，让钢板在下料辊道处摆动，冷却至设定温度或时间。当下料辊道没有空出来时，炉内钢板不允许出炉。1.2燃控生产工艺仪

7、表及控制系统及设备描述主要为煤气供应，助燃空气，氮气供应和烟气排放系统。炉子用混合煤气做燃料。煤气由主管路手动切断阀进入后；经过流量/压力及温度检测；还有压力开关进行安全监控。最末端的电控气动切断阀在危险状况下可自动进行切断。主管路后分为2条支管：1~6区供应管路和7~20区管路（这样区分是因前部单个燃烧区的烧嘴数量较多，后部单个燃烧区烧嘴数量较少）。支管上安装有压力检测器件和电控压力调节阀和放散阀，同主管路一样，也有安全监控压力开关。另外在管路上还有几个手动球阀供氮气吹扫用，平时这几个吹扫阀始终关闭。12能源介质为高焦炉混合煤气，其参数如下：发热值2

8、400±200kcal／m3；压力10kPa±8%；节点流量10000m3/h。每台助燃风机的