[發明專利]一種提高轉爐氧槍安全運行的控制系統及方法

有效

• 申請號: 201610524624.2
• 申請日: 2016-07-05
• 公開（公告）號: CN105907918B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 汪利峰;唐繼剛
• 申請（專利權）人: 中冶賽迪電氣技術有限公司
• 主分類號: C21C5/46
• 分類號: C21C5/46
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 廖曦

技術領域

本發明屬于轉爐煉鋼主要設備氧槍高度檢測和速度控制技術領域，涉及一種提高轉爐氧槍安全運行的控制系統及方法。

背景技術

在傳統的轉爐氧槍控制系統中，轉爐氧槍高度通常是由PLC根據安裝在卷筒后面的1個或者2個絕對值型編碼器數值計算出來，并且輔助以凸輪開關(主令開關)對氧槍的位置進行定位，或者在上下極限位采用接近開關作為緊停保護。這種簡單的組合控制方式存在以下缺陷：

1、在使用主令控制器時，其產品特性所決定該控制精度不可能很高。主令控制器發出的信號通常檢測為一個區間范圍，在此區間內主令控制器就發訊，而非一個短的脈沖信號，因此在檢測位置存在較大的偏差。另外主令控制在運行時間久以后會發生松動，給信號的檢測點來偏差，并且校正比較麻煩，給實際的運行維護帶來了大量的工作。

2、由于轉爐氧槍的升降編碼器在旋轉過程中會出現跑偏現象，特別是在干擾的情況下，由于氧槍運行的速度跟氧槍編碼器值計算出來的高度值存在著很多的連鎖關系，當氧槍編碼器的值在異常情況下，會氧槍的正常運行帶來極大的威脅。

3、由于氧槍升降的位置檢測對轉爐煉鋼的工藝和安全起著至關重要的作用，因此現在有使用雙絕對值型編碼器來判別氧槍的位置，在一定程度上比單絕對值型編碼器來判斷氧槍的位置更加可靠，但這種方式比使用已有的氧槍速度檢測的增量型編碼器通過程序處理作為氧槍高度判斷具有投資更高，并且此編碼器同時都是通過現場總線掛在PLC系統中，如果網絡發生故障時候，可能會導致兩個編碼器的值都出現問題，從而導致氧槍高度計算發生大的偏差，給氧槍的正常運行帶來不利的影響。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種提高轉爐氧槍安全運行的控制系統及方法，采用7個接近開關作為轉爐氧槍運行安全檢測手段，在傳統上下極限位和上工作位檢測基礎上增加了氧槍上減速位1，上減速位2，以及下限速位和下工作位的檢測；同時使用氧槍速度增量型編碼器的計算值對氧槍高度絕對值型編碼器的一種判別方式，采用氧槍上減速位1和上減速位2兩個接近開關對氧槍運行的速度進行強制限幅，在氧槍微速提升的過程中采用了計時的方式對氧槍上升進行了保護，避免了氧槍在檢測出現問題的時候發生氧槍沖頂事故。另外通過檢測氧槍控制PLC采集到的氧槍上工作位(氧槍換槍高度)和氧槍下工作位信號，來對氧槍高度計算實時進行修正，提高了氧槍位置計算的精確性。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種提高轉爐氧槍安全運行的控制系統，該系統包括轉爐氧槍控制PLC、轉爐氧槍升降高度編碼器、氧槍升降變頻器、氧槍升降電機以及測量升降電機速度的轉爐氧槍升降速度編碼器和7個氧槍升降接近開關；

所述氧槍升降接近開關安裝在氧槍小車運行的軌道上面，從上到下分布在氧槍上極限位、氧槍上工作位(氧槍換槍高度)、氧槍上減速位1、氧槍上減速位2、氧槍下減速位、氧槍下工作位以及氧槍下極限位；上述接近開關通過硬接線的方式直接接入到轉爐氧槍控制PLC系統，PLC系統通過檢測這些接近開關信號可以比較精確的檢測到氧槍運行在某個點的位置高度；

所述轉爐氧槍升降速度編碼器采用單圈的增量型編碼器，通過硬接線的方式接入到氧槍升降變頻器中，供變頻器做氧槍速度閉環使用，并且變頻器采集到的增量型編碼器值能夠通過通信網絡實時傳送給氧槍控制PLC；所述轉爐氧槍升降高度編碼器采用多圈的絕對值型編碼器，利用通信網絡接入到氧槍控制PLC系統中，通過網絡實時采集編碼器碼值。

進一步，所述氧槍上極限位和下極限位接近開關采用可以輸出雙信號的接近開關，一路采用硬接線方式直接接入到氧槍變頻器控制柜，另外一路通過接入到氧槍PLC控制回路；當極限位信號被觸發時，采用硬件緊停方式(斷主回路電源和抱閘)和PLC程序控制共同來強制氧槍停止運行；當通過氧槍編碼器檢測距離超過上極限位高度或者低于下極限位高度時，氧槍也將停止運行，以報警提示轉人工操作，從而提高了運行可靠性，避免了氧槍沖頂而拉斷鋼絲從而導致氧槍墜落的危險。

本發明還提供了一種提高轉爐氧槍安全運行的控制方法，該方法包括以下步驟：

S1：轉爐氧槍PLC通過轉換程序將實時采集到的編碼值轉換為轉爐氧槍高度值，對于氧槍增量型編碼器采集到的數據轉換為氧槍高度值為H₁，其中H₁＝H₀+ΣΔδ，H₀為氧槍開始運行時，氧槍高度值，Δδ為氧槍運行時增量型編碼器碼值改變計算出來的氧槍高度改變值；采用絕對型編碼器計算出來的氧槍高度值為H₂；