浅谈炼铁厂二号高炉主卷扬控制系统及改进措施.doc

1、浅谈炼铁厂二号高炉主卷扬控制系统及改进措施摘 要：本文简要介绍了攀钢炼铁厂二号高炉主卷扬上料系统的控制原理，并针对运行中出现的问题进行分析和改进。 关键词：主卷扬 全数字 故障分析 改进 Discussion on ironmaking plant No. two blast furnace main hoist control system and improving measures Abstract：This paper briefly introduces the Pansteel Iron-making Plant No. two main hoist of blast furnac

2、e feeding system control principle， and according to the problems occurred in operation analysis and improvement Key words： Main hoist Full digital Fault analysis Improvement 一、前言 高炉主卷扬系统是高炉原料输入炉内的关键设备，它的传动控制对高炉生产占有举足轻重的地位。攀钢炼铁厂二号高炉在 1997 年大修前，采用的是 F-D 发电机组。它的缺点是：线路复杂、逻辑变换能力差；灵敏度低；耗电量大，效率低，维护复杂，而且系统

3、的动态特性较差。高炉大修后，主卷扬控制系统由模拟控制系统改为数字控制系统，采用 ABB公司的全数字系统传动产品 DCV700，并采用了美国西屋公司的 WDPF 分布式计算机控制系统作为上位机进行控制，提高了系统的性能，能够满足高炉生产的要求。但是经过几年时间的运行实践表明，该系统还存在一些缺陷需要改进。 二、主卷扬控制系统原理简介 为了满足高炉的生产上料要求和安全需要，卷扬系统对料车的速度要求如图 1 中的运行曲线所示。可以看出：料车加、减速须平稳、冲击小；可宽范围调速；停车准确及时。此外主卷扬控制系统还必须要能满足如下要求：操作方便；系统故障率低，运行可靠；保护环节灵敏可靠。二高炉主卷扬控制

4、柜采用三相桥式反并联、逻辑无环流控制系统，正弦波移相触发，DCF503 型单相半控外装式励磁单元。其核心部分DCV700 系统主要由应用控制器 APC 和数字传动控制器 DDC 组成。上位机WDPF 网络通过通讯光缆与 APC 通讯，发出启车、停车、加减速、打开抱闸、复位及速度给定值等指令。而 APC 从 DDC 中读取参数和信号并传送到上位机，同时把上位机的信号传给数字传动控制器 DDC，控制 DDC 中变流器程序的正常工作。变流器控制程序存储在控制板的两片闪速存储芯片 D33 和 D34 中，该程序采用速度、电流双闭环调节控制，其中速度反馈使用增量编码器的输出；电流反馈从主回路电流互感器上

5、取出，通过测量板电阻分压得所需电流值。DCV700 包括 23 个参数组，每一组参数控制程序中的不同功能。这些参数存储在控制板的闪速存储芯片 D35 中，可通过 APC 应用程序或通过安装在 PC 机的专用调试维护工具 DDCTOOL 对参数进行修改。通过对参数的不同设定可实现变流器程序的不同功能，如速度控制、速度给定、转矩给定、电流调节、限幅和各种保护等。料车的加速上升斜率、一次减速斜率、二次减速斜率和停车斜率均由系统控制链中的速度调节器给定积分功能完成。 三、在运行中出现的问题及改进 1.主卷系统在运行了一段时间后，于 1998 年初发生了料车坠车的严重事故。经分析认为，是由于上位机开出的

6、抱闸打开继电器 K6 的接点粘。如图 2 所示：线路接触器 KM1 正常时闭合，当发出走车指令后，只有电枢电流达到规定值后，上位机 才发出指令控制继电器 K6 得电吸和，此时闸接触器 KM5 便得电，抱闸打开。由于 K6 接点粘，当上行指令发出后，KM5 便得电动作，此时电枢电流没有憋到规定值导致电机拖动力矩过小，抱闸打开后装料的重车下坠引起料车坠车事故。为了防止此类事故的再次发生，我们在 APC 程序中加入了力矩控制点，如图 3 所示：其中 1 柜为工作柜、2 柜为备用柜。 APC 系统从主回路中取电流值与规定值比较，只有主回路电流达到规定值之后，APC 才发出指令接通 1J、2J 力矩控制

7、继电器，这样就防止了KM5 闸接触器误通电吸合导致坠车事故的发生。 图 3 2.在原系统中，机械室和主控室的紧急停止按钮使用了两对接点，一对进入上位机参与程序控制，另一对串在线路接触器 KM1 中。另外，主卷扬左、右车超极限和左、右车钢绳松弛保护的接点也进入上位机参与程序控制。这样当按下紧急停止按钮或超极限、钢绳松弛动作时，上位机发出信号切断主卷扬整流柜断路器（型号为 M12H1 1250A） 。但是断路器断开后恢复起来比较慢，有时还存在需停电复位的问题，因而可能对紧张的高炉生产造成影响。针对这一情况，我们利用高炉换大钟的机会对主卷控制线路进行了改造，将开入上位机的信号取掉，而把超极限和钢绳松

8、弛信号串入线路接触器 KM1 中，如图 4 所示，K5 为上位机开出信号。因此系统在急停、超极限和钢绳松弛动作时只断开 KM1，不断开柜子断路器，这样既符合安全要求，又方便了操作，减少了不必要的恢复时间。 3.其它的一些改进措施还有 3.1 增量编码器移位。增量编码器作为系统的速度反馈和信号采集元件，其输出的信号直接参与 APC 的程序控制，起着重要作用。原系统增量编码器安装在主卷扬电机的减速机高速端，在主卷高速运行时，由于此处震动较大，有时会造成增量编码器输出波形不稳定，引起测速故障跳闸。因此，我们将增量编码器移到电机的尾部，通过胶皮软接手与电机轴相连，减小了对增量编码器的震动和冲击。通过一

9、段时间的运行情况来看，大大降低了测速故障次数，取得了令人满意的效果。 3.2 增加测速发电机。在原系统中增加了测速发电机，测速发电机的输出电压经过电流变换器变换成一定的电流量进入上位机，与程序的给定值进行比较，实现一套独立于增量编码器的系统高、中、低速保护系统，提高主卷扬机的安全性。 3.3 继电器改型。原系统上位机开出的继电器型号是 HH53P，经现场运行的情况来看，该型号继电器额定电流偏小，点的烧损速度快，且容易造成点粘，增加了设备隐患。因此，我们对继电器进行改型，选用更可靠的 DZ-6 型继电器。经过一年的运行来看，再没有发生点烧坏或点粘的事故。 四、结束语 攀钢炼铁厂二号高炉主卷扬全数字控制系统总的说来，性能还是相当不错的。由于现场的特殊性，使得系统正常运行受到了一定的影响。我们通过对系统原有的一些缺陷进行改进，提高了系统的可靠性，使系统的故障次数明显降低，取得了良好效果，更好地满足了高炉生产的要求。同时也深深体会到：出现了电气故障，认真分析原因并采取一些改进措施（有时甚至是一点很小的改进） ，往往能取得很好的效果。 参考文献 1DCV700 软件手册 ABB 公司 2DCV700 调试手册 ABB 公司