淺談某鋼廠高爐爐頂防重料技術

孫慧+孫達

【摘 要】 分析了某鋼廠高爐爐頂準備點采用壓磁元件法和PLC程序模擬法檢測料尾信號出現頻繁重料的原因，并提出了有針對性的解決措施，并取得了良好的效果。

【關鍵詞】 高爐爐頂 控制方式 防重料技術

1 高爐爐頂準備點的控制方式

某鋼廠高爐爐頂準備點由三種控制方式：即M法、S法、M+S法。為了保證信號的正確性，正常采用的是M+S法。

M法就是壓磁元件法，其工作原理就當壓磁元件壓頭上部有料時，壓磁元件傳感器輸出的感應出Δu電壓信號，通過信號放大，驅動爐頂到著繼電器（DC12V），發出爐頂準備點（后文簡稱B點）有料信號。同時在CRT上該點點亮閃爍。

壓磁元件傳感器的型號為：TKMC-500K2-K

其主要參數：

輸出電壓Δu=

ΔE：感應輸出的最大電壓。（此規格的傳感器ΔE取1000mv）

A/B：為傳感器的比率（此規格的傳感器為999/300單位為mv/kg..ton）

C：為載荷，單位為kg.ton

S法就是PLC內部程序模擬法，它是通過礦石中間料斗或焦碳稱量料斗閘門開為條件，對主皮帶模擬寄存器進行置“1”操作，CRT上顯示有相應的料段信號，當礦石中間料斗或焦碳稱量料斗排空閉到位時，對主皮帶模擬寄存器進行置“0”操作，CRT上顯示無料段信號。置“1”的寄存器通過PLC內部脈沖信號對寄存器進行移位，當寄存器移到爐頂準備點的相應寄存器的位上，該點就發出爐頂準備點信號，CRT上該點點亮閃爍。

2 數據的傳送過程

固定料斗內的數據是通過礦石中間料斗或焦碳稱量料斗滿信號讀入本次稱量數據，當礦石中間料斗或焦碳稱量料斗滿排料時，數據就相應地傳輸到下一個環節中去，再經過料尾過原料次回OK點延時30秒、料尾過原料次回OK點（后文簡稱A點）延時70秒、料尾過爐頂準備點1秒，把數據傳送到爐頂固定料斗閘閥，此數據作為爐頂固定料斗空、滿依據。

3 關于壓磁元件控制工藝的介紹

3.1 壓磁元件的作用

壓磁元件在控制過程中起到及其重要的作用，次回OK點的是當一段料的料尾經過A點時，才能允許下一段料排出，確保兩段料之間存在著一定的間距，利用這個間距的時間，可以保證爐頂設備動作一個循環。同時通過它可以傳遞料段的數據。爐頂準備點的作用是當料段的料頭到達爐頂準備點時，檢查固定料斗中是否有料，如果固定料斗有料則停止主皮并發出爐頂準備故障，待固定料斗閘閥料排空后再次起動主皮帶，確保固定料斗最多受一段料，如果固定料斗中沒有料則系統運行正常。

3.2 M+S法的控制原理

在選擇M+S法控制時，PLC程序把S法的模擬信號和M法的外部傳感器信號“OR”使用，即料頭到著信號那一個先到取那一個，料尾過檢測點那一個晚掉取那一個，確保料頭和料尾的正確性。具體的邏輯關系見（圖1）。

4 存在的問題

爐頂準備點B點距皮帶頭部20米。A、B兩點是在膠帶頭部下設置一個磁性測壓元件，直接測得原料重量而給出位置檢測信號。此二點各設500kg測壓傳感器兩個，膠帶上原料越過實施重于測壓頭的頂蓋使得測壓附件機構動作而獲得電壓信號。安裝結構見（圖2）。

但是在實際使用中由于外部原因或者自身缺陷，往往發生皮帶無料時。傳感器的信號不跌落，其原因有以下幾點。

（1）傳感器安裝在兩個托輥之間，實際使用過程中，由于壓磁元件前后托輥內部軸承脫落，即使皮帶上無料時，押在傳感器機架上的重量會增加，傳感器有電壓輸出，導致壓磁元件信號不跌落。（2）現場壓磁元件固定支架螺絲松弛，傳感參數變化，造成壓磁元件零位漂移，導致壓磁元件信號不跌落。（3）傳感器檢測裝置放大器、供電裝置、工作電壓不穩定，電壓放大器工作失效造成壓磁元件零位漂移，壓磁元件信號不跌落。（4）現場的諧波干擾會影響壓磁元件的零位漂移，壓磁元件信號不跌落。

5 對策及措施

5.1 分析

綜合以上的分析，產生爐頂固定料斗重料的原因是爐頂準備點壓磁元件，當料尾經過爐頂準備點（B點）時，傳感器的信號不跌落，導致料段信號數據進不了固定料斗閘閥，固定料斗閘閥中沒有裝料數據，待第二段料到達爐頂準備點時，主皮帶爐頂準備故障沒有，料段就直接進入固定料斗閘閥。爐頂重料就發生了。

在M+S法的情況下發生重料故障時，始終有一種方式是異常的，兩種方式的狀態時不一致的，在邏輯OR的情況下就會造成信號不跌落（如表1）。

5.2 措施

根據爐頂趕料中斗排料時兩段料之間的最短時間應為36秒，這是由次回OK點來控制。在正常情況下M法和S法的信號是同步的，通常情況下料段是連續的，即使不連續、不同步時間也應該控制在18秒以內，如果不同步的信號時間大于18秒，那么說明我們就認為這兩種檢測方式中的其中有一種異常，主皮帶就必須連鎖停機，待生產現場確認，從而可以徹底排除由于爐頂準備點壓磁元件異常而產生的重料事故。為此在PLC程序內部增加了這兩條檢測程序，并把檢測結果連鎖在主皮帶的停機條件中。（如圖3）

6 結語

通過按上文所述方法改進，在PLC程序上進行調整從使得采用S+M法檢測高爐上料系統料尾位置時在邏輯上更完整，使得兩種方法在出現故障時，設備維護人員能夠從系統中正確識別并排除。從接下去的1年運行狀態來看，已經徹底排除了該鋼廠高爐爐頂上料罐重料事故，同時也為今后高爐上料控制系統提供參考。

參考文獻：

[1]《電氣工程師手冊》編輯委員會《電氣工程師手冊》[M].第1版.北京.中國電力出版社，2010.4.endprint

【摘 要】 分析了某鋼廠高爐爐頂準備點采用壓磁元件法和PLC程序模擬法檢測料尾信號出現頻繁重料的原因，并提出了有針對性的解決措施，并取得了良好的效果。

【關鍵詞】 高爐爐頂 控制方式 防重料技術

1 高爐爐頂準備點的控制方式

某鋼廠高爐爐頂準備點由三種控制方式：即M法、S法、M+S法。為了保證信號的正確性，正常采用的是M+S法。

M法就是壓磁元件法，其工作原理就當壓磁元件壓頭上部有料時，壓磁元件傳感器輸出的感應出Δu電壓信號，通過信號放大，驅動爐頂到著繼電器（DC12V），發出爐頂準備點（后文簡稱B點）有料信號。同時在CRT上該點點亮閃爍。

壓磁元件傳感器的型號為：TKMC-500K2-K

其主要參數：

輸出電壓Δu=

ΔE：感應輸出的最大電壓。（此規格的傳感器ΔE取1000mv）

A/B：為傳感器的比率（此規格的傳感器為999/300單位為mv/kg..ton）

C：為載荷，單位為kg.ton

S法就是PLC內部程序模擬法，它是通過礦石中間料斗或焦碳稱量料斗閘門開為條件，對主皮帶模擬寄存器進行置“1”操作，CRT上顯示有相應的料段信號，當礦石中間料斗或焦碳稱量料斗排空閉到位時，對主皮帶模擬寄存器進行置“0”操作，CRT上顯示無料段信號。置“1”的寄存器通過PLC內部脈沖信號對寄存器進行移位，當寄存器移到爐頂準備點的相應寄存器的位上，該點就發出爐頂準備點信號，CRT上該點點亮閃爍。

2 數據的傳送過程

固定料斗內的數據是通過礦石中間料斗或焦碳稱量料斗滿信號讀入本次稱量數據，當礦石中間料斗或焦碳稱量料斗滿排料時，數據就相應地傳輸到下一個環節中去，再經過料尾過原料次回OK點延時30秒、料尾過原料次回OK點（后文簡稱A點）延時70秒、料尾過爐頂準備點1秒，把數據傳送到爐頂固定料斗閘閥，此數據作為爐頂固定料斗空、滿依據。

3 關于壓磁元件控制工藝的介紹

3.1 壓磁元件的作用

壓磁元件在控制過程中起到及其重要的作用，次回OK點的是當一段料的料尾經過A點時，才能允許下一段料排出，確保兩段料之間存在著一定的間距，利用這個間距的時間，可以保證爐頂設備動作一個循環。同時通過它可以傳遞料段的數據。爐頂準備點的作用是當料段的料頭到達爐頂準備點時，檢查固定料斗中是否有料，如果固定料斗有料則停止主皮并發出爐頂準備故障，待固定料斗閘閥料排空后再次起動主皮帶，確保固定料斗最多受一段料，如果固定料斗中沒有料則系統運行正常。

3.2 M+S法的控制原理

在選擇M+S法控制時，PLC程序把S法的模擬信號和M法的外部傳感器信號“OR”使用，即料頭到著信號那一個先到取那一個，料尾過檢測點那一個晚掉取那一個，確保料頭和料尾的正確性。具體的邏輯關系見（圖1）。

4 存在的問題

爐頂準備點B點距皮帶頭部20米。A、B兩點是在膠帶頭部下設置一個磁性測壓元件，直接測得原料重量而給出位置檢測信號。此二點各設500kg測壓傳感器兩個，膠帶上原料越過實施重于測壓頭的頂蓋使得測壓附件機構動作而獲得電壓信號。安裝結構見（圖2）。

但是在實際使用中由于外部原因或者自身缺陷，往往發生皮帶無料時。傳感器的信號不跌落，其原因有以下幾點。

（1）傳感器安裝在兩個托輥之間，實際使用過程中，由于壓磁元件前后托輥內部軸承脫落，即使皮帶上無料時，押在傳感器機架上的重量會增加，傳感器有電壓輸出，導致壓磁元件信號不跌落。（2）現場壓磁元件固定支架螺絲松弛，傳感參數變化，造成壓磁元件零位漂移，導致壓磁元件信號不跌落。（3）傳感器檢測裝置放大器、供電裝置、工作電壓不穩定，電壓放大器工作失效造成壓磁元件零位漂移，壓磁元件信號不跌落。（4）現場的諧波干擾會影響壓磁元件的零位漂移，壓磁元件信號不跌落。

5 對策及措施

5.1 分析

綜合以上的分析，產生爐頂固定料斗重料的原因是爐頂準備點壓磁元件，當料尾經過爐頂準備點（B點）時，傳感器的信號不跌落，導致料段信號數據進不了固定料斗閘閥，固定料斗閘閥中沒有裝料數據，待第二段料到達爐頂準備點時，主皮帶爐頂準備故障沒有，料段就直接進入固定料斗閘閥。爐頂重料就發生了。

在M+S法的情況下發生重料故障時，始終有一種方式是異常的，兩種方式的狀態時不一致的，在邏輯OR的情況下就會造成信號不跌落（如表1）。

5.2 措施

根據爐頂趕料中斗排料時兩段料之間的最短時間應為36秒，這是由次回OK點來控制。在正常情況下M法和S法的信號是同步的，通常情況下料段是連續的，即使不連續、不同步時間也應該控制在18秒以內，如果不同步的信號時間大于18秒，那么說明我們就認為這兩種檢測方式中的其中有一種異常，主皮帶就必須連鎖停機，待生產現場確認，從而可以徹底排除由于爐頂準備點壓磁元件異常而產生的重料事故。為此在PLC程序內部增加了這兩條檢測程序，并把檢測結果連鎖在主皮帶的停機條件中。（如圖3）

6 結語

通過按上文所述方法改進，在PLC程序上進行調整從使得采用S+M法檢測高爐上料系統料尾位置時在邏輯上更完整，使得兩種方法在出現故障時，設備維護人員能夠從系統中正確識別并排除。從接下去的1年運行狀態來看，已經徹底排除了該鋼廠高爐爐頂上料罐重料事故，同時也為今后高爐上料控制系統提供參考。

參考文獻：

[1]《電氣工程師手冊》編輯委員會《電氣工程師手冊》[M].第1版.北京.中國電力出版社，2010.4.endprint

【摘 要】 分析了某鋼廠高爐爐頂準備點采用壓磁元件法和PLC程序模擬法檢測料尾信號出現頻繁重料的原因，并提出了有針對性的解決措施，并取得了良好的效果。

【關鍵詞】 高爐爐頂 控制方式 防重料技術

1 高爐爐頂準備點的控制方式

某鋼廠高爐爐頂準備點由三種控制方式：即M法、S法、M+S法。為了保證信號的正確性，正常采用的是M+S法。

M法就是壓磁元件法，其工作原理就當壓磁元件壓頭上部有料時，壓磁元件傳感器輸出的感應出Δu電壓信號，通過信號放大，驅動爐頂到著繼電器（DC12V），發出爐頂準備點（后文簡稱B點）有料信號。同時在CRT上該點點亮閃爍。

壓磁元件傳感器的型號為：TKMC-500K2-K

其主要參數：

輸出電壓Δu=

ΔE：感應輸出的最大電壓。（此規格的傳感器ΔE取1000mv）

A/B：為傳感器的比率（此規格的傳感器為999/300單位為mv/kg..ton）

C：為載荷，單位為kg.ton

S法就是PLC內部程序模擬法，它是通過礦石中間料斗或焦碳稱量料斗閘門開為條件，對主皮帶模擬寄存器進行置“1”操作，CRT上顯示有相應的料段信號，當礦石中間料斗或焦碳稱量料斗排空閉到位時，對主皮帶模擬寄存器進行置“0”操作，CRT上顯示無料段信號。置“1”的寄存器通過PLC內部脈沖信號對寄存器進行移位，當寄存器移到爐頂準備點的相應寄存器的位上，該點就發出爐頂準備點信號，CRT上該點點亮閃爍。

2 數據的傳送過程

固定料斗內的數據是通過礦石中間料斗或焦碳稱量料斗滿信號讀入本次稱量數據，當礦石中間料斗或焦碳稱量料斗滿排料時，數據就相應地傳輸到下一個環節中去，再經過料尾過原料次回OK點延時30秒、料尾過原料次回OK點（后文簡稱A點）延時70秒、料尾過爐頂準備點1秒，把數據傳送到爐頂固定料斗閘閥，此數據作為爐頂固定料斗空、滿依據。

3 關于壓磁元件控制工藝的介紹

3.1 壓磁元件的作用

壓磁元件在控制過程中起到及其重要的作用，次回OK點的是當一段料的料尾經過A點時，才能允許下一段料排出，確保兩段料之間存在著一定的間距，利用這個間距的時間，可以保證爐頂設備動作一個循環。同時通過它可以傳遞料段的數據。爐頂準備點的作用是當料段的料頭到達爐頂準備點時，檢查固定料斗中是否有料，如果固定料斗有料則停止主皮并發出爐頂準備故障，待固定料斗閘閥料排空后再次起動主皮帶，確保固定料斗最多受一段料，如果固定料斗中沒有料則系統運行正常。

3.2 M+S法的控制原理

在選擇M+S法控制時，PLC程序把S法的模擬信號和M法的外部傳感器信號“OR”使用，即料頭到著信號那一個先到取那一個，料尾過檢測點那一個晚掉取那一個，確保料頭和料尾的正確性。具體的邏輯關系見（圖1）。

4 存在的問題

爐頂準備點B點距皮帶頭部20米。A、B兩點是在膠帶頭部下設置一個磁性測壓元件，直接測得原料重量而給出位置檢測信號。此二點各設500kg測壓傳感器兩個，膠帶上原料越過實施重于測壓頭的頂蓋使得測壓附件機構動作而獲得電壓信號。安裝結構見（圖2）。

但是在實際使用中由于外部原因或者自身缺陷，往往發生皮帶無料時。傳感器的信號不跌落，其原因有以下幾點。

（1）傳感器安裝在兩個托輥之間，實際使用過程中，由于壓磁元件前后托輥內部軸承脫落，即使皮帶上無料時，押在傳感器機架上的重量會增加，傳感器有電壓輸出，導致壓磁元件信號不跌落。（2）現場壓磁元件固定支架螺絲松弛，傳感參數變化，造成壓磁元件零位漂移，導致壓磁元件信號不跌落。（3）傳感器檢測裝置放大器、供電裝置、工作電壓不穩定，電壓放大器工作失效造成壓磁元件零位漂移，壓磁元件信號不跌落。（4）現場的諧波干擾會影響壓磁元件的零位漂移，壓磁元件信號不跌落。

5 對策及措施

5.1 分析

綜合以上的分析，產生爐頂固定料斗重料的原因是爐頂準備點壓磁元件，當料尾經過爐頂準備點（B點）時，傳感器的信號不跌落，導致料段信號數據進不了固定料斗閘閥，固定料斗閘閥中沒有裝料數據，待第二段料到達爐頂準備點時，主皮帶爐頂準備故障沒有，料段就直接進入固定料斗閘閥。爐頂重料就發生了。

在M+S法的情況下發生重料故障時，始終有一種方式是異常的，兩種方式的狀態時不一致的，在邏輯OR的情況下就會造成信號不跌落（如表1）。

5.2 措施

根據爐頂趕料中斗排料時兩段料之間的最短時間應為36秒，這是由次回OK點來控制。在正常情況下M法和S法的信號是同步的，通常情況下料段是連續的，即使不連續、不同步時間也應該控制在18秒以內，如果不同步的信號時間大于18秒，那么說明我們就認為這兩種檢測方式中的其中有一種異常，主皮帶就必須連鎖停機，待生產現場確認，從而可以徹底排除由于爐頂準備點壓磁元件異常而產生的重料事故。為此在PLC程序內部增加了這兩條檢測程序，并把檢測結果連鎖在主皮帶的停機條件中。（如圖3）

6 結語

通過按上文所述方法改進，在PLC程序上進行調整從使得采用S+M法檢測高爐上料系統料尾位置時在邏輯上更完整，使得兩種方法在出現故障時，設備維護人員能夠從系統中正確識別并排除。從接下去的1年運行狀態來看，已經徹底排除了該鋼廠高爐爐頂上料罐重料事故，同時也為今后高爐上料控制系統提供參考。

參考文獻：

[1]《電氣工程師手冊》編輯委員會《電氣工程師手冊》[M].第1版.北京.中國電力出版社，2010.4.endprint