CN102540876A

CN102540876A - 一种aod系统手动控制台

Info

Publication number: CN102540876A
Application number: CN2011104423980A
Authority: CN
Inventors: 张鹏程; 何永亮; 严增男; 李中朝; 刘新峰; 李万青
Original assignee: Shenyang Research Institute of Foundry Co Ltd
Current assignee: Shenyang Research Institute of Foundry Co Ltd
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2012-07-04

Abstract

一种AOD系统手动控制台，包括控制台面板，在控制台面板上依次装设有炉体转动角度表、氧气压动表、惰性气体压力表、控制电源开关、驱动电源开关、中心管压力表、套管压力表、信号发生器、氧气PID调节仪、惰性气体PID调节仪、套管PID调节仪、氧气流量积算仪、惰性气体流量积算仪、倾炉手柄、平台前进按钮、平台后退按钮、手动自动按钮、空炉冶炼按钮、氩气氮气按钮和氧气开关。本发明的优点是面板按钮少，过程可以通过手动连续调节，操作简单；接线和后期维护比较简单，出现问题容易查找；逻辑控制点少，为实现自动控制减少麻烦；可以减少其它配套设备的复杂程度；可以降低成本；可以独立的进行手动自动切换。

Description

一种AOD系统手动控制台

技术领域

本发明涉及一种控制台，具体是一种AOD系统手动控制台。

背景技术

AOD工艺是将氩（或氮）和氧混合，根据工艺按不同的比例吹入熔融的金属熔池内进行脱碳、去夹杂的精炼工艺。该工艺是美国联合碳化公司拥有许可证授权的用于精炼钢水的专利工艺，发源于1954年尼亚加拉瀑布城联合碳化公司的金属研究实验室里。AOD精炼系统主要由炉体及驱动系统、阀架系统和控制系统三大部分构成。

AOD是美国最初发明的专利工艺，国内是以太钢为首自行开发该项工艺。

AOD属于气体冶金，关键是控制精炼过程中各种气体经过温压补偿后的流量以及气体的压力。控制系统是AOD精炼系统的核心，AOD工艺的进步主要体现在设备控制水平的提高。气源的氧、氩、氮进入阀架系统，由控制台按工艺要求发出指令，通过阀架上各种气动球阀、调节阀、变送器等元件，将气体按不同比例混合，按不同压力、流量为炉体钢液内部输出的两路气体供气，实现精炼工艺操作。

原AOD的控制台设计的比较明确，每个按钮都有着相应的功能，互相独立，控制台上除了控制炉体翻转和控制炉前操作平台车的按钮之外，还有冶炼过程的一到七步，每个步骤对应着不同冶金阶段，操作时需要在不同的冶金阶段按不同的步骤进行。设计的不足有：

1、面板按钮比较多，操作比较复杂。

2、接线和维护工作量比较大，出现问题处理比较复杂。

3、逻辑控制点多，实现自动控制时也会带来很多问题。

4、同时会增加其它配套设备的复杂程度。

5、生产制造成本高。

发明内容

本发明的目的，是提供一种AOD系统手动控制台，面板按钮少，操作方便，成本低。

采用的技术方案是：

一种AOD系统手动控制台，包括控制台面板、炉体转动角度表、氧气压动表、惰性气体压力表、控制电源开关、驱动电源开关、中心管压力表、套管压力表、信号发生器、氧气PID调节仪、惰性气体PID调节仪、套管PID调节仪、氧气流量积算仪、惰性气体流量积算仪、倾炉手柄、平台前进按钮、平台后退按钮、手动自动按钮、空炉冶炼按钮、氩气氮气按钮和氧气开关；

上述炉体转动角度表、氧气压动表、惰性气体压力表、控制电源开关、驱动电源开关、中心管压力表、套管压力表、信号发生器、氧气PID调节仪、惰性气体PID调节仪、套管PID调节仪、氧气流量积算仪、惰性气体流量积算仪、倾炉手柄、平台前进按钮、平台后退按钮、手动自动按钮、空炉冶炼按钮和氩气氮气按钮和氧气开关依次装设在控制台面板上；在按台面板上还设有第一钥匙孔和第二钥匙孔。

在保证AOD控制操作系统工艺原理的基础上，采用一个按钮控制多台气动通断阀，以及使用仪表直接控制的方法实现全新控制台及控制方式的设计。

采用三种手段对AOD系统手动控制台进行重新设计，降低控制系统逻辑操作点的个数以及控制的复杂程度：（1）一个氩气氮气按钮控制阀架系统氩气和氮气两路阀门的互锁及自动切换；（2）一个空炉冶炼按钮控制阀架系统的冷却和冶炼两路阀门互锁及自动切换。（3）直接使用PID调节仪表跟踪及控制阀架系统阀门开度进而实现控制以及检测气体的流量。

装设在控制台面板上的各部件的功能：

炉体转动角度表，显示炉体当前角度、控制炉体位置和限位报警。

氧气压力表，显示阀架系统进口氧气压力。

惰性气体压力表，表示阀架系统进口惰性气体压力。

控制电源开关，为给控制台供电开关。

驱动电源开关，为给炉驱动系统供电开关。

中心管压力表，显示阀架系统中心管出口压力。

套管压力表，显示阀架系统套管出口压力。

氧气PID调节仪，进行氧气流量比较和氧气调节阀门开度控制。

惰性气体PID调节仪，进行惰气流量比较和惰性气体调节阀门开度控制。

套管PID调节仪，进行套管压力比较和调节阀门开度控制。

PID调节仪进行PID运算并发出信号给调节阀，可以按SET及向下键进行手动调节阀门开启度，通过观察流量积算仪显示的当前流量进行流量调节。

本发明在流量控制板上有三个PID单回路数字调节仪，它们都是以微处理器为核心的独立的控制器。这些PID调节仪分别控制氧气和惰性气体流量比、喷枪操作参数。流量积算仪累计工艺气体消耗量显示并反馈给PID进行控制。信号发生器内存有设定好的流量参数，并将参数给PID进行调节控制。

信号发生器，给定流量信号，通过手动按仪表上的向下及向上键进行流量参数的设定，然后观察PID仪表上的参数变化进行参数设定，可以通过按向右键进行A/B窗口切换；可以按MAN键进行手动参数设置，所设参数不保存。

氧气流量积算仪，进行氧气流量比较和氧气调节阀门开度控制。

惰性质气体流量PID积算仪，进行惰性气体调节阀门开度控制。

本发明采用二个流量积算仪，测量流量信号，经过温度压力补偿得到标况下累计和瞬时流量，不参与控制调节阀。可以按向下键显示当前压力、温度、瞬时流量等参数。按SET键设定参数CLK为111，再按SET键保存，然后退出参数设定，按SET和向下键可以将当前流量清零。

倾炉手柄，用以控制倾动炉体达到所需要的位置。

平台前进按钮，用以控制炉前操作平台前进。

平台后退按钮，用以控制炉前操作平台后退。

手动自动按钮，用以实现控制台操作与PLC操作手动切换。

空炉冶炼按钮，控制空炉、冶炼阀17通断。

氩气氮气按钮，控制氩气、氮气阀门的通断。

氧气开关，控制强器紧急关断阀门的通断。

控制台的工作原理：

氩氧脱碳(AOD)是一个精炼钢的工艺。在这个过程中，钢中〔C〕被脱到所要求的水平，而不需要的元素如〔S〕、〔O〕、〔N〕和〔H〕则被脱除，并且最终温度和成份是可以调节的。

操作者所需进行的主要工艺操作都可在控制台上进行。六个按钮水平排列用来选择PLC或面板控制，氩/氮工艺气体选择开关用来选择惰性气体，一个选择开关用于选择两种方式操作方式分别是冶炼和空炉操作。这排操作开关旁操作平台前进后退按钮和一个倾炉手柄，可控制操作平台和炉体，这个操纵杆式的开关可以实现两种向前的前倾速度和两种向后的反转速度。控制台右下角有一个紧急停止按钮保证操作安全。在面板的左上角有一个显示炉体旋转角度的数字仪表，显示范围为-90～180°。显示仪表可以对炉体做10个位置的编程，其输出信号供PLC编程对工艺过程进行联锁控制。冶金过程的参数由信号发生器给定，由PID调节仪进行比较调节阀门开度，整个过程可以通过手动连续调节。

本发明的AOD系统手动控制台的优点：

1、面板按钮少，过程可以通过手动连续调节，操作简单；

2、接线和后期维护比较简单，出现问题容易查找；

3、逻辑控制点少，为实现自动控制减少麻烦；

4、可以减少其它配套设备的复杂程度；

5、可以降低成本；

6、可以独立的进行手动自动切换。

附图说明

图1是本发明的AOD系统手动控制台的控制面板示意图。

具体实施方式

一种AOD系统手动控制台，包括控制台面板23、炉体转动角度表1、氧气压动表2、惰性气体压力表3、控制电源开关4、驱动电源开关5、中心管压力表6、套管压力表7、信号发生器8、氧气PID调节仪9、惰性气体PID调节仪10、套管PID调节仪11、氧气流量积算仪12、惰性气体流量积算仪13、倾炉手柄14、平台前进按钮15、平台后退按钮16、手动自动按钮17、空炉冶炼按钮18、氩气氮气按钮19和氧气开关20；

上述炉体转动角度表1、氧气压动表2、惰性气体压力表3、控制电源开关4、驱动电源开关5、中心管压力表6、套管压力表7、信号发生器8、氧气PID调节仪9、惰性气体PID调节仪10、套管PID调节仪11、氧气流量积算仪12、惰性气体流量积算仪13、倾炉手柄14、平台前进按钮15、平台后退按钮16、手动自动按钮17、空炉冶炼按钮18、氩气氮气按钮19和氧气开关20依次装设在控制台面板23上；在控制台面板23上还设有第一钥匙孔21和第二钥匙孔22。

上述各器件的具体功能：

炉体转动角度表1，显示炉体当前角度、控制炉体位置和限位报警。

氧气压力表2，显示阀架系统进口氧气压力。

惰性气体压力表3，显示阀架系统进口惰性气体压力。

控制电源开关4，为给控制台供电开关。

驱动电源开关5，为给炉驱动系统供电开关。

中心管压力表6，显示阀架系统中心管出口压力。

套管压力表7，显示阀架系统套管出口压力。

氧气PID调节仪9，进行氧气流量比较和氧气调节阀门开度控制。

惰性气体PID调节仪10，进行惰性气体流量比较和惰性气体调节阀门开度控制。

套管PID调节仪11，进行套管压力比较和调节阀门开度控制。

上述PID调节仪，进行PID运算并发出信号给调节阀，可以按SET及向下键进行手动调节阀门开启度，通过观察流量积算仪显示的当前流量进行流量调节。

信号发生器8，给定流量信号，通过手动按仪表上的向下及向上键进行流量参数的设定，然后观察PID仪表上的参数变化进行参数设定，可以通过按向右键进行A/B窗口切换；可以按MAN键进行手动参数设置，所设参数不保存。

氧气流量积算仪12，进行氧气流量比较和氧气调节阀门开度控制。

惰性质气体流量PID积算仪13，进行惰性气体调节阀门开度控制。

倾炉手柄14，用以控制倾动炉体达到所需要的位置。

平台前进按钮15，用以控制炉前操作平台前进。

平台后退按钮16，用以控制炉前操作平台后退。

手动自动按钮17，用以实现控制台操作与PLC操作手动切换。

空炉冶炼按钮18，控制空炉、冶炼阀17通断。

氩气氮气按钮19，控制氩气、氮气阀门的通断。

氧气开关20，控制氧气紧急关断阀门的通断。

钥匙21为控制台供电，钥匙22为驱动系统供电。

需要交流电压220V和直流电压24V。

Claims

1.一种AOD系统手动控制台，包括控制台面板（23），其特征是在控制台面板（23）上依次装设有炉体转动角度表（1）、氧气压动表（2）、惰性气体压力表（3）、控制电源开关（4）、驱动电源开关（5）、中心管压力表（6）、套管压力表（7）、信号发生器（8）、氧气PID调节仪（9）、惰性气体PID调节仪（10）、套管PID调节仪（11）、氧气流量积算仪（12）、惰性气体流量积算仪（13）、倾炉手柄（14）、平台前进按钮（15）、平台后退按钮（16）、手动自动按钮（17）、空炉冶炼按钮（18）、氩气氮气按钮（19）和氧气开关（20）。