浅谈自动称量在RH上料系统的应用
本文作者(陈利华 刘继忠),请您在阅读本文时尊重作者版权。
摘 要:本文介绍了100tRH炉合金上料自动称量PLC控制系统、编程,分析了强振、弱振、弱振值、提前量等参数对称量精度的影响。该系统运用CP1613通讯技术实现称量值反馈, 可以完成几种合金料连续称量过程。
关键词:自动称量控制PLC系统 CP1613通讯 弱振值 提前量
1.前言
新余钢铁公司炼钢厂100tRH炉于2008年1月投产,其合金加料采用了自动化加料技术,只须通过键盘和鼠标简单操作就能完成。自动称量控制系统主要采用PLC控制系统,通过计算机网络技术以及CP1613卡进行数据采集及反馈控制,自动调节振动给料机的强弱振切换。另外通过调整相关参数,最终达到合金的设定值和称量实际值接近的目的。
2.工艺设备概况
新钢100t RH炉有两个合金加料流程。1#流程是高位料仓搬料;2#流程是真空合金料斗投料。两个加料流程垂直型分布在车间内不同高度的平台,合金称量系统的工作原理是:(1)不同合金按顺序固定存放于料仓,通过振动给料机的不断振动,合金释放到称量斗里。(2)合金真空加料按相应工艺自动加料,完成投料功能。 振动给料机和称量斗是合金自动称量系统的核心设备,它们直接影响称量的速度和精度。
3.控制系统结构设计
为了保证RH生产的连续性,提高生产自动化水平,合金自动称量控制系统采用西门子公司S7系列PLC 系统。来自现场设备的联锁信号和称重传感器信号通过PROFIBUS网络引入S7PLC,经过CPU运算后直接控制现场的振动给料机。上位软件采用INTOUCH进行数据的读写。称重信号远传至CPU,完成称量的连锁和振动给料机的精确控制。
4.关键程序
编写自动称量程序有两个关键环节:第一,通过时间传递机制,实现几种合金料连续称量。操作人员只须在HMI操作画面上点一下选择料仓按钮,几种合金料就能按顺序自动称量。第二,将设定值和称量值在程序中进行运算,运算结果用来恰当地调节振动给料机先强振运行,再弱振运行至停止。从而控制合金料的流量由大到小,容易实现称量准确的目的。
4.1振动给料机之间的延时传递机制
系统条件满足后,操作人员在设定表中设定重量,此时料仓自动下料到相对应的称量料斗中。1#称量料斗对应的为1-2-3-4顺序,2#称量料斗对应的为5-6-7-8,3#称量料斗对应的为9-10-11-12,4#称量料斗对应的为13-14-15-16。
4.2 自动称量转换运算
称量精度是衡量称量系统好坏的一个重要指标。为了提高该系统的称量精度,振动给料机强弱振控制,实现振动给料机以不同的转速运行。本系统主要通过控制振动给料机先强振、后弱振运行,由大到小间接控制合金的流量。因为在振动给料机停止的瞬间,合金的流量越小,越容易提高称量的精确程度。为此,程序设计中引用了,设定值,弱振值、提前量、强振,弱振的概念,程序思路如下图:
操作人员发出自动称量命令后,PLC首先检测合金的HMI设定值,若设定值大于弱振值, 则振动给料机强振 。此时,合金以较大流量进入称量斗。与此同时,通过CP1613通讯,称量值实时反馈到PLC程序中进行实时运算,得出一个不断减小的剩余料量。当剩余料量小于或等于弱振值时,给料机由强振转为弱振,合金流量随之减小。当低速下料到剩余料量小于或等于提前量时,振动给料机停止运行。延时4s后,将自动启动下台振动器。依次类推,直到全部称量完毕。
4.3数据分析
从调试来看,对每一种合金料,影响其称量精度的参数主要有4个,如表中所示(列举7种)。表中弱振值、提前量单位为千克。
表中强振速度、弱振速度是振动给料机的输入表盘刻度百分数,直接参与控制给料机的振动速度。设定这两个参数的主要依据有合金料的比重、合金料颗粒的大小及振动给料机的机械性能。强振、弱振调整及时,就能保证给料机停车点这一时刻抓取的称量值准确,而且能节约称量时间,提高生产率。
弱振值、提前值2个参数在程序中参与计算,经过计算得出振动给料机强振到弱振、弱振到停止的速度转换点。当操作人员在操作画面中设定好本炉钢水要加的合金料量后,速度转换点其实是称量过程中经过不断计算得出的每种合金的剩余料量。假如转换点计算不准确,或者说弱振值、提前值设定不准确,容易产生几种现象:(1) 弱振值太大,延长了称量时间。(2)弱振值太小,在振动给料机弱振过程很短时,就要停机,很难保证称量精确。(3)提前值太大,容易造成少下料。提前值是振动给料机停止后,在余振的作用下进入称量斗的合金料,如果提前值大于给料机余振过程中实际下的合金,就造成了少料。(4)提前值太小,容易造成多下料。原理与(3)相反。
5.结束语
合金自动称量系统采用目前国内和国际先进的控制技术,是自动化炼钢系统的一个重要组成部分。笔者在调试中发现问题并且分析原因,提出上述看法。◆
参考文献:
[1] INTOUCH手册
[2] S7编程手册
作者简介:
陈利华,女,四川南充人,助理讲师,现攻读南昌大学硕士。
刘继忠,男,博士,副教授,南昌大学硕士研究生导师。