[實用新型]AOD爐全自動智能控制系統

無效

• 申請號: 201020177221.3
• 申請日: 2010-05-04
• 公開（公告）號: CN201654557U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 趙彬;廉宇峰;李丙林
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;C21C7/068
• 代理公司: 長春市四環專利事務所 22103
• 代理人: 張建成

技術領域

本實用新型涉及一種全自動智能控制裝置，特別涉及一種AOD爐(氬氧精煉爐)全自動智能控制系統。

背景技術

我國現有AOD爐控制系統是手動與半自動結合控制的，既無頂槍高度智能控制，又無AOD爐傾動角度自動控制，更無法實現頂槍氬氣、氧氣流量的全自動給定。結果是大量能源無端浪費；氧氣與氬氣的利用率低；AOD爐傾角無法在線實時檢測，勢必造成生產過程操作人員對爐體傾角控制超調，甚至出現翻爐等危險情況；氧氣、氬氣流量開環控制會影響整個控制系統的性能，降低生產效率，特別影響確定鋼號確定配方操作人員的不確定定量給定，在國家提出資源節約型、環境友好型社會的今天，現有的生產方式已經嚴重過時，急需一種全自動智能化生產裝置解決上述問題。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種AOD爐全自動智能控制系統，該系統的特點是操作人員只需給定鋼號，利用系統內建數據庫自動選擇合適配方，全自動協調控制頂槍高度，最優化控制爐體傾角與頂槍氧氣、氬氣流量的比值，達到了全局能源消耗最小，能源利用率最高的目的。

本實用新型是由頂槍高度控制系統、爐體傾動控制系統、頂槍流量控制系統、報警系統、能源計量系統、中央控制器和操作臺器組成，其中的中央控制器由西門子公司S7300可編程邏輯控制器構成，中央控制器和操作臺以Profinet總線與頂槍高度控制系統、爐體傾動控制系統、頂槍流量控制系統、報警系統和能源計量系統數據連接，頂槍高度控制系統、爐體傾動控制系統、頂槍流量控制系統、報警系統和能源計量系統以Profibus現場總線與傾動變頻器、升降變頻器、拉繩傳感器、光電編碼器、氧氣閥體控制儀表、氬氣閥體控制儀表、八路閃光報警器、鋼渣分析儀和氣體積算儀數據連接，拉繩傳感器的型號為HPS-M1-30-420，光電編碼器的型號為GAS60?R13E10?SGB，升降變頻器為西門子MM440變頻器，操作臺采用智能二次儀表用于顯示和控制；管理層由于數據量大實時性高等特點，采用Profinet現場總線用于系統監控，能源計量等。

本實用新型的工作原理和過程是：

頂槍高度控制系統與鋼渣分析儀聯合使用，采用Profibus現場總線實現數據交換，鋼渣分析儀首先分析AOD爐鋼渣厚度，把鋼渣厚度通過總線傳遞給S7300中央控制器，中央控制器根據鋼渣厚度計算頂槍的理論高度值，頂槍的實際高度通過拉繩傳感器測出，二者高度偏差做為中央控制器輸入，通過比例積分微分控制算法把高度輸出轉換成頻率輸出，該頻率信號用Profibus現場總線發送到升降變頻器，最后升降變頻器根據給定的頻率信號控制三項鼠龍異步電機調節頂槍高度。

爐體傾動控制系統根據需要控制爐體傾動角度。在兌鋼階段，中央控制器根據內部數據庫建立的數據給定爐體一個合適的傾動角度，現場通過GAS60R13E10?SGB高速、高精度光電編碼器反饋實際傾動角度，二者偏差作為中央控制器給定，采用與頂槍高度相同的控制算法完成對傾動變頻器的頻率給定。出鋼過程同兌鋼。

頂槍流量控制系統根據預先設定的配方自動分時給定氬氣與氧氣流量。在冶煉過程中，氬氣與氧氣采用比值控制，既不同時間氬氣與氧氣的流量比值是不同的，各單獨流量控制回路采用相同的串級控制，以氬氣為例，首先中央控制器根據內部數據庫設定氬氣流量，現場通過渦街流量計測量管路實際流量，二者偏差作為串級控制主調節器輸入，主調節器的輸出開度信號作為副調節器的開度給定，副調節器根據現場閥門定位器反饋的開度信號與主調節器輸出的開度給定信號二者偏差作為副調節器輸入信號，副調節器輸出開度信號給二次智能儀表，通過二次智能儀表控制閥門開度，最終實現流量的閉環控制。氧氣的調節過程同氬氣。

報警系統的功能是根據現場采集的數據信號進行分析指示故障的。當信號的實際值大于給定上限或小于給定下限時進行報警指示，同時控制電氣回路完成電氣連鎖保護。主要的報警信號分系統故障與系統警告二種，故障信號有氧氣入口壓力高、氧氣入口壓力低、供水壓力低、供水溫度高、回水溫度高；警告信號有供水溫度低、氧氣出口壓力高、氬氣入口壓力低。

能源計量系統用于對系統整體能源消耗的計量。分為單爐能源計量與月能源計量兩種。主要計量參數有單爐耗氧量積算，月耗氧量積算、單爐耗氬量積算和供水流量積算。

本實用新型的具體工作方式如下：