CN102591285A - 一种aod炉与顶底复吹炉通用自动控制系统 - Google Patents

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沈利峰
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Abstract

本发明公开了一种AOD炉与顶底复吹炉通用自动控制系统，属于冶金自动控制技术领域。包括编码器、氧枪仪表、氧枪开度调节阀、PLC控制主机、触摸屏和上位机，所述编码器和氧枪仪表的输出端分别与远程I/O模块ET200连接，各氧枪开度调节阀的控制端分别与远程I/O模块ET200连接，各远程I/O模块ET200通过PROFIBUS-DP网络与PLC控制主机连接，所述触摸屏与所述PLC控制主机的输出端连接，所述PLC控制主机与所述上位机通过Ethernet网络连接。所述系统只需选择不同的自动控制方式即可实现不同炉体的自动控制，且操作简单，提高了工作效率。

Description

一种AOD炉与顶底复吹炉通用自动控制系统
技术领域
本发明属于炼钢用炉体自动控制技术领域，尤其涉及一种AOD炉与顶底复吹炉通用自动控制系统。
背景技术
炼钢过程中最重要且控制复杂的一环是控制炉体，其控制变量繁多且精度要求高。顶底复吹炉全自动炼钢控制技术是伴随着计算机网络技术和计算机信息技术以及工业控制技术和工业控制网络的发展而逐步发展起来的，是通过炼钢模型控制为主，操作工实时监控为辅的炼钢控制技术。可以说，炉体控制全自动炼钢技术是理论计算、专家经验和先进检测手段相结合的采用计算机以及PLC进行控制的科学炼钢方法，是炼钢技术上又一次重大的革命性进步，但是现有的系统通用性较差，造成设备浪费，增加了工厂的设备开支。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种AOD炉与顶底复吹炉通用自动控制系统，既能够实现对AOD炉的控制又能够实现对顶底复吹炉的控制，节省设备，降低成本。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种AOD炉与顶底复吹炉通用自动控制系统，其特征在于包括编码器、氧枪仪表、氧枪开度调节阀、PLC控制主机、触摸屏和上位机，所述编码器和氧枪仪表的输出端分别与远程I/O模块ET200连接，各氧枪开度调节阀的控制端分别与远程I/O模块ET200连接，各远程I/O模块ET200通过PROFIBUS-DP网络与PLC控制主机连接，所述触摸屏与所述PLC控制主机的输出端连接，所述PLC控制主机与所述上位机通过Ethernet网络连接。
所述系统还包括倾角仪，所述倾角仪的输入端与远程I/O模块ET200连接。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述系统包括采集炉体倾动数据的编码器和炉体吹氧数据的氧枪仪表，通过PLC控制主机实现了对两种炉体的自动控制，满足更多钢种的生产条件，节省了设备，降低了钢铁生产单位的设备开支；所述系统只需选择不同的自动控制方式即可实现不同炉体的自动控制，通用性强且操作简单，提高了工作效率。此外，通过完善的控制软件并应用上位机通讯、优化的静态模型和动态模型等技术，做到了快速出钢，提高了钢水质量和生产效率，降低了生产成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明原理框图。
具体实施方式
如图1所示，一种AOD炉与顶底复吹炉通用自动控制系统，包括编码器、倾角仪、氧枪仪表、氧枪开度调节阀、PLC控制主机、触摸屏和上位机。所述编码器和氧枪仪表的输出端分别与远程I/O模块ET200连接，各氧枪开度调节阀的控制端分别与远程I/O模块ET200连接，所述倾角仪的输入端与远程I/O模块ET200连接，各远程I/O模块ET200通过PROFIBUS-DP网络与PLC控制主机连接，所述触摸屏与所述PLC控制主机的输出端连接，所述PLC控制主机与所述上位机通过Ethernet网络连接。所述PLC控制主机可以使用西门子公司的300系列，远程I/O模块ET200也为西门子公司的产品。
顶底复吹炉与AOD炉炉身不同，导致两种炉体要求的倾动方式也不同，顶底复吹炉由炉体出钢口前倾出钢，后倾出渣；AOD炉出钢、出渣均由炉口前倾操作。所以，顶底复吹炉炉体要求可以正、反倾动360°，平稳而又准确地停在任一倾角位置上，以满足兑铁水、加废钢、取样、测温、出钢、倒渣、喷补炉等工艺操作的要求；要求可在炉后操作，并与氧枪、炉下钢包车、烟罩等设备有连锁装置。
AOD炉炉体要求只可前倾180°，要求可在炉前与氧枪、炉下钢包车、烟罩等设备有连锁装置。所述系统采用编码器返回的倾动参数传送至PLC控制主机，通过程序来识别炉体角度，并分别来实现对顶底复吹炉和AOD炉炉体倾动的控制。
顶底复吹炉炉底通底吹管，AOD炉炉侧通侧吹管，顶底复吹炉炉顶吹氧的同时又向炉底吹入惰性气体进行吹炼；AOD炉炉顶吹氧的同时，又采用侧吹的方式。切换炉体控制时，同时要切换吹炼方式。
顶底复吹炉和AOD炉都可以采用顶枪吹氧，所述系统通过PLC控制主机来调节氧枪开度调节阀的开度、氧枪的升降等动作，通过压力变送器将阀后氧压力信号送至PLC控制主机，通过程序PI模拟调节器来调节氧枪开度调节阀的开度，使阀后压力稳定在工艺要求的范围内，为减少在开吹时氧枪开度调节阀的开度突然开大造成的扰动，程序中采用了无干扰切换控制，即在开吹后先将氧枪开度调节阀设定在规定的开度，氧枪开度调节阀稳定后再投入压力自动调节。然后顶底复吹炉通底吹管，AOD炉通侧吹管，根据工艺选择的不同，由PLC控制主机控制底吹和侧吹的氧枪开度调节阀的开关时间和开度控制。
炉体自动化控制采用远程I/O模块ET200分布方式，由两级通讯网络组成，一级为PROFIBUS-DP网络，另一级为Ethernet网络实现PLC控制主机之间和PLC控制主机与上位机（OS系统）之间，PLC控制主机与工程师站之间的数据交换和通讯。
PROFIBUS-DP网络和 Ethernet网络能够自然地协同工作，Ethernet是工厂级智能自动化设备之间相互通讯的解决方案，PROFIBUS-DP是现场级设备之间通讯的解决方案。所述系统中倾动传动装置为一拖一方式，使用两台变频器，具体传动控制方式采用一主一从方式实现，在技术上保证两台倾动电机的力矩同步性。
顶底复吹炉和AOD炉的气体流量控制采用PID模糊算法调节氧枪开度调节阀的开度。可根据工艺要求，在不同吹炼时期自动调节气体流量。氧枪开度调节阀前后各有一个切断阀，可及时关断气体。
上位机中用WINCC画面来显示生产和自动化过程中的图形和控制，实现炼钢过程中的氧枪控制、吹炼控制、加料控制等功能。在操作台和WINCC画面上分别设置转换按钮，来实现AOD炉与顶底复合吹炉的切换控制。顶底复合吹炉模式时，吹炼方式控制在顶底复合吹炉底吹画面；AOD炉模式时，吹炼方式控制在AOD炉侧吹画面。

Claims (2)

1.一种AOD炉与顶底复吹炉通用自动控制系统，其特征在于包括编码器、氧枪仪表、氧枪开度调节阀、PLC控制主机、触摸屏和上位机，所述编码器和氧枪仪表的输出端分别与远程I/O模块ET200连接，各氧枪开度调节阀的控制端分别与远程I/O模块ET200连接，各远程I/O模块ET200通过PROFIBUS-DP网络与PLC控制主机连接，所述触摸屏与所述PLC控制主机的输出端连接，所述PLC控制主机与所述上位机通过Ethernet网络连接。
2.根据权利要求1所述的一种AOD炉与顶底复吹炉通用自动控制系统，其特征在于所述系统还包括倾角仪，所述倾角仪的输入端与远程I/O模块ET200连接。
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