在煉鐵高爐的生產中,主令控制器是卷揚最為關鍵的核心控制設備,一旦上料的主卷揚發生故障維護及調整非常麻煩,將直接導致整個煉鐵高爐生產的停滯,造成高爐上料中斷,給煉鐵生產帶來重大經濟損失。
目前,國內煉鐵高爐主卷揚控制方式還普遍采用傳統的LK系列機械觸點工作模式,在實際使用過程中存在著許多先天性的缺限和不足,如故障率高、精確度差、調整費時、不適應自動化生產需要等等弊端。隨著計算機技術、自動化控制技術迅猛發展,越來越多現代化的先進控制手段和方法被應用到生產實踐當中,但主令控制器的改進一直滯后,數字主令的誕生使這一現狀得到了根本性的改變。
新興鑄管公司第二煉鐵部在2003年10月份的高爐大修方案中經過認真的技術論證、深入廠家考察,果敢地采用了這一新型專利產品,經過一年左右的運行實踐,證明了當時高爐大修方案選擇的正確性,數字主令的應用顯著提高了煉鐵高爐的生產效率、方便了現場管理、減輕了日常維護的困難,提高了經濟效益,高性價比產品的綜合效益及優勢得到很好的體現,先進設備和工藝的采用充分保證了生產任務的順利完成。同時,為進一步提高公司綜合管理水平,增強企業發展后勁,實現控制工藝上水平、上檔次提供了成功的改造模式,相繼在此后的1#高爐改造、蕪湖新興高爐改造中都采用了數字主令的控制方式。本文將就數字主令的原理、工作過程、產品特性、在煉鐵高爐主卷揚中的應用和效果做較為詳盡的闡述。
數字主令是將先進的編碼檢測技術和現代化的自動化控制模式相結合、并針對生產現場的實際情況而開發出的更新換代產品,其工作過程實際上就是自成體系的一個反饋控制單元,因而又被稱作自控主令(ZKLK系列)。設計思想是采用弱電控制強電、以程序邏輯代替機械觸點的動作,因而從根本上解決了可靠性能差、響應速度慢、控制精度低、調整與維護麻煩、通訊和保護困難、顯示物位不直觀等一系列技術問題,使主令控制器這一工業生產中的核心設備從性能上發生了質的飛躍,能滿足和適應需要精確定位(或限位)的控制場合,如:高爐主卷揚、轉爐定位、煉鋼氧槍定位、紡織造紙卷料定長控制等等,取代老式LK系列主令成為現代工業生產與控制技術發展要求的必然。
產品結構及工作原理:

產品主要由傳感器單元、處理控制單元、電纜及聯接單元三部分組成。核心部件采用先進、可靠的SIMATIC可編程序控制器(PLC)和OMRON旋轉編碼器組成。系統通過齒輪(或鏈輪)將主卷揚減速機的低速軸同傳感器箱嚙合(安裝位置和方法與老式主令相同),減速機帶動卷揚滾桶轉動,從而實現對料車(氧槍等)位置移動的控制,并將移動的距離傳給旋轉編碼器產生位置碼送給PLC,通過其CPU的程序處理(譯碼、運算、分析)實現精確定位或限位,發送相應的控制信號和保護輸出,這樣,被控對象的位置就實現控制;同時,控制箱上的操作面板通過PPI通訊與PLC聯接,這一良好的人機界面使得被控對象的當前位置顯示準確直觀、參數的設定與調整簡捷方便。
ZKLK系列主令控制器的特點:
①故障率低:由于自控主令采用無觸點的高精度傳感器,避免了工作環境惡劣的影響,同時用程序邏輯代替機械觸點的動作,因而從根本上極大提高了設備的可靠性,故障率幾乎為零。
②控制精度高:裝置采用了數字化的控制模式,精確度可達毫米級,因而能滿足各種應用場合的需要。
③調整方便:操作面板這一良好的人機界面,使得限位參數的調整準確、方便快捷,顯示直觀清晰。
④符合自動化生產的要求:裝置選用先進的控制手段和產品,通訊功能符合DCS、現場總線等現代控制系統的技術標準和要求。
⑤性價比高:數字主令的零故障率、高精確度、調整的方便快捷、免維護的特性,無一不昭示出其極高的性價比。只要能為用戶減少一次惡性事故那已是物超所值了。
正是因為數字主令具有以上的特點,我們結合新興鑄管第二煉鐵部的具體情況,制訂了積極穩妥的高爐改造方案,首先在2#高爐的大修中選用,同時將原來的一臺老式LK機械主令保留做為安全備用,具體執行方案是…。
經過一年左右的運行實踐證明了ZKLK數字主令的先進性、優越性和可靠性,在高爐主卷揚的主令控制中可放心使用,因而在后來的1#高爐、蕪湖新興的高爐造中…
該產品可廣泛適用于冶金、水利、石油化工、造船、造紙、礦山、港口機械、紡織、倉儲等工業生產和自動化控制技術領域。在位移(角度)測量顯示和定位、大量程(長距離)限位或定位、卷料定長測量控制等高精度場合,都是最理想的工控自動化產品。
ZKLK系列產品是現代自動化控制技術與傳統工業控制模式的結晶,核心部件:檢測、顯示及處理控制單元,均來自國際知名公司產品(Omron、Siemens)。整個設備采用精巧的制作、完善的產品結構、高精度的電子檢測元件、先進可靠的可編程控制器PLC、中文液晶顯示界面、良好快捷的調整方式、完美的程序開發、能與上端PLC或控制網絡的聯接,處處昭示了這一高科技產品的先進性、可靠性、穩定性、性價比。
具體適用場合有:高爐主卷揚、轉爐定位、煉鋼氧槍定位、探尺、溜槽定位、豎爐卷揚、無縫軋制、煤(料)車控制、閘門開度、閥門開度、船閘提升與定位、提升機吊車定位、行車天車定位、自動倉儲、推焦桿定位、平煤定位、造紙紡織卷料定長等等。
正是由于ZKLK產品本身所具有的良好特性:設計模式上采用弱電控制強電、以程序邏輯進行數據處理并輸出控制與保護信號,因而從根本上解決了老式產品(如:LK系列主令) 在應用場合中暴露出的:可靠性能差、響應速度慢、控制精度低、調整與維護麻煩、通訊和保護困難、顯示物位不直觀、與現代控制技術及體系融合性差等一系列技術問題,使得工業生產中的核心設備從性能上發生了質的飛躍。因而,在應用上取代老式LK系列主令控制器,也就成為現代工業生產與控制技術發展要求的必然!
作者簡介
趙相文:新興鑄管電氣主管,畢業于西安建筑科技大學,負責生產及技術項目的改造;
徐玉周:恒宇公司自動化工程師,畢業于華北工學院,長期從事自動化控制工程及項目的管理,多篇論文在國家一級刊物發表,其中一篇被美國通用公司收錄于《典型應用論文集》。
聯系方式:13598122735xyza@163.com
作者單位:邯鄲新興鑄管股份有限公司
地址:河北邯鄲新興鑄管股份有限公司第二煉鐵部056308
Email:zxwen@126.com (http://www.newmaker.com)