智能主令在高炉探尺中的应用

崔爱成 杨万华

（安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司，河南安阳 455133）

智能主令在高炉探尺中的应用

崔爱成 杨万华

（安钢集团永通球墨铸铁管有限责任公司，河南安阳 455133）

本文介绍了智能主令的工作原理，通过实例说明智能主令的控制精度高，抗干扰能力强，调整灵活方便等优点。

智能主令；探尺；旋转编码器

1 引言

在冶金自动化控制系统中，经常会有多点位置检测控制，像高炉卷扬料车位置检测控制、高炉探尺控制等，而且对定位精确要求较高，检测这些位置的工作通常用主令控制器来完成。

传统主令控制器一般由机械凸轮和触点组成，在实际使用过程中存在着较多的缺陷和不足，其故障多、寿命短、调整难度大、控制精度低、不能适应自动化生产需求。随着控制技术日益成熟，在自动化控制系统中，以PLC为核心的智能主令控制器得到广泛应用。智能主令控制器采用PLC程序和旋转编码器，通过内部逻辑运算，得到控制对象的具体位置，避免了机械触点故障，提高了系统的整体控制精度和可靠性。

2 工作原理

智能主令控制系统由旋转编码器和PLC主控单元组成，其系统构成如下图所示：主控单元由Siemens操作面板PANEL、S7-200、控制电源等组成，安装在现场墙上或支架上，通过电缆与变送单元连接；旋转编码器安装在现场，与被控设备（滚筒）通过轴联器柔性连接，检测电机滚筒旋转角度，并将检测到的信号进行编码，通过连接电缆送至主控单元，完成信号的采集和传送。

在实际工作中，当被控设备（滚筒）位置发生改变时，通过轴联器连接的旋转编码器发生相同的旋转方向和角度变化，智能主令通过检测编码器旋转角度，计算出其相对于零位的距离，并在液晶屏幕上显示出来；在参数设定的运行区域，主令控制器发出多种加、减速信号，控制设备变速运行，到达设定的上限值或下限值时，发出停车信号，控制设备停车。如果运行过程中，设备运行的速度超过设定的速度时，主令控制器发出保护信号，能够有效预防恶性事故的发生。

智能主令控制器还有一个优点，在运行过程中允许用户修改运行参数，不必停车，从而实现被控对象的精确定位，提高生产效率。

3 具体应用

在高炉冶炼过程中，为保证高炉冶炼正常进行，必须使炉料保持一定的高度。一般采用探料尺在垂直方向周期地从炉顶探测料面高度和炉料下降速度，当炉料低于规定料面高度时，上料系统开始装料。探料尺系统由电机、减速机、制动器、滚筒、重锤、智能主令等组成。

高炉冶炼时，高炉内料面不断下降，探料尺重锤浮在料面上，随高炉料面下降，当下降到下极限位置时（需要装料时），主令控制器控制电机电源，将探尺重锤提起，当提至上极限位置时，主令控制器保持探料尺位置，等待装料系统完成高炉装料；当装料完毕后，主令控制器操作探料尺下放，这时电机提供小于重锤重力的向上拉力，重锤下拉探料尺到料面位置，当重锤受到料面的支撑力，停止下降，浮在料面上，随料面不断下降的运行状态，这样就完成一个工作循环。

探尺提放过程中，旋转编码器和滚筒柔性连接，通过机械传动，有相同的旋转方向和角度变化；主令控制器与旋转编码器通过电缆连接，共同完成位置的精确检测，并经运算后送出料位的干接点信号及料位的模拟量信号，远传至中央控制室。这样主令控制器与整个高炉系统联系在一起，为高炉提供精准的料位数据，提高自动化操作水平。

4 优点

与传统的机械主令相比，智能主令具有控制精度高，抗干扰能力强，调整灵活方便等优点。智能主令控制器的调整，是调整操作面板参数，简单方便，精度高，劳动强度小。所有参数都是数字显示，人机界面友好，调整方便迅速，在控制系统运行过程中也能调整，安全方便。智能主令控制器的远程通讯功能，能够与高炉主控中心的控制系统相连接，提供位置数据，显示料车运动过程中的具体位置和运动方向。另外智能主令还具有多种保护功能，如超限保护和松绳异常保护。

5 结束语

智能主令在高炉探尺中的应用，提高了料面跟踪准确性和稳定性，为高炉工作人员提供精确的控制参数，布料指令、控制高炉炉况稳定，从而有力地保障高炉生产的安全稳定运行，具有良好的使用效果和显著的经济效益。

[1]西门子公司.SIMATICS7200可编程控制器原理系统手册[M].

[2]ZNLK智能主令控制器说明书[M].

TF573

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1003-5168(2014)04-0132-01