西门子变频器在莱钢麦尔兹石灰窑卷扬上的应用

西门子变频器在莱钢麦尔兹石灰窑卷扬上的应用 2009-4-29 9:18:00 来源:中国自动化网 浏览:226 网友评论 条 点击查看 摘 要:莱钢麦尔兹石灰窑上料系统采用卷扬上料，西门子6SE70变频器结合PLC技术的运用，实现了卷扬系统的稳定运行, 为实现整个麦尔兹窑生产全过程自动控制奠定了基础。 关键词:麦尔兹石灰窑，西门子变频器，卷扬 Application of The Simens frequency changer on the Maerz lime kiln Hoist of Laiwu steel and iron group Limited company XIN Ming-gui JU Yan-li GENG Yu tao Abstract: The Laiwu steel and iron group Maerz lime kiln material system uses hoist for the material, Simens the 6SE70 frequency changer unifies the PLC tec hnology the utilization, Realized the hoist system‘s steady operation, to rea lize the entire Maerz lime kiln to produce the entire process automatic contro l to lay the foundation. Key words: Maerz lime kiln， Simens frequency changer，Hoist 1 概述 莱钢麦尔兹石灰窑工艺由瑞士引进，生产全过程自动控制。上料系统采用斜桥式料车上料，斜桥式料车上料系统主要由斜桥、料车、卷扬电机三部分组成。料车在斜桥上的运动分为起动、加速、稳定运行、减速、倾翻和制动六个阶段。 2 控制系统方案 2.1上料及窑底系统主要电气设备 1、 卷扬机构交流电机功率55kW，三相交流380伏一台; 2、 料车制动器1kW，两相交流380伏两台; 3、 交流变频传动柜1面，制动电阻柜一面; 4、 料车变频器选西门子6SE70 75kW1台，配套制动单元; 5、 位置检测接近开关; 6、 PLC系统。 2.2基本工艺要求 1、 料车卷扬机:料车卷扬机按料车行程曲线运行; 2、 在PLC及现场操作台手动(仅用于检修)方式下，满足高、低速调速要求; 3、料车启动、停车及加、减速应平稳，速度控制受负载(空载或满载)影响较小; 4、主卷扬有钢丝绳松弛保护和极限张力保护装置(过流保护); 5、 料车有上、下行程极限保护装置; 6、 料车尚未到达行程终点的卷筒反转保护;在卡车的状态下，可允许停车或有控下行。 2.3 设计方案 略 2.3.1卷扬变频调速装置 我们采用西门子公司的6SE70全数字交流变频调速装置。系统配置了配套制动单元和独立的制动电阻柜，采用能耗制动方式实现卷扬系统的制动。变频器的控制信号通过变频柜的电气设备来完成基本联锁及控制，在PLC与变频柜之间、现场操作台与变频柜之间利用继电器相互隔离，使料车的控制可以由PLC或现场操作台分别控制系统，提高整个系统的可靠性。抱闸由6SE70装置中的抱闸专用控制功能来实现料车运行中的抱闸控制及联锁控制。 2.3.2料车定位 料车定位采用现场接近开关来完成，以开关量的形式送给变频柜和PLC;其中加速 、减速、停车位送给PLC，PLC对变频器进行控制。极限位送给变频柜，进行断电保护，同时送给PLC，以便进行故障分析。 2.3.3料车运行简介 料车在料坑底部，备料装好后，地坑闸门关闭，窑顶受料斗料空，申请上料，由PLC发出命令给变频器，6SE70在接到开车命令后系统解封。通过6SE70系统中的抱闸控制功能，建立在抱闸状态下的转矩限幅给出的启车力矩电流后，6SE70系统发出打开抱闸命令，使抱闸打开，实现料车的平稳启动。 当料车启动运行后，所需的运行力矩电流大于启车力矩电流后，原来建立的转矩限幅将恢复到正常的限幅值。启车后，料车将以10HZ速度自s1处开始上行;通过位置开关检测至加速点s2时，PLC发命令给变频器，运行速度增加至45HZ;上行至减速位置s3(接近窑顶弯轨处)时，运行速度减至10HZ;料车运行至窑顶倾翻位置s4时，PLC发出停车命令，控制6SE70完成停车，抱闸闭合，此时料车的停车位置应是工艺要求的角度，即能将车内的炉料倒净而又不感应到极限位，完成上行卸料过程。见料车行程曲线图2，下行过程与上行过程控制原理相同。 料车行程曲线图 图2中， s0:下行极限位置 s1:上行起始位置(下行停车位置) s2:上行加速位置(下行减速位置) s3:上行减速位置(下行加速位置) s4:上行停车位置(下行起始位置) s5:上行极限位置 3 变频器的接口图: 略 4 变频器主要控制参数设置 5 应用效果 该卷扬控制系统是实现整个麦尔兹窑生产全过程自动控制的基础，通过采用先进的西门子变频器以及稳定的PLC控制技术大大提高了麦尔兹窑生产最重要环节的准确性和稳定性。系统自投入运行以来一直稳定运行，对麦尔兹窑稳产、高产，降低成本，减轻工人劳动强度起着重要作用，取得了较好的经济效益和社会效益。 6 参考文献 SIMOVERT MASTERDRIVEC 使用大全。 高炉上料系统设计 创建时间:2008-08-02 高炉上料系统设计(charging system design of blast furnace) 按一定顺序将槽下配好的入炉原燃料送到高炉炉顶装料设备的设施设计。设计内容主要包括上料方式选择、上料能力计算、斜桥料车上料和胶带运输机上料。 20世纪40年代以前.高炉曾采用垂直提升、平桥上料和斜桥料罐式上料等方式。因不能满足生产能力要求，逐渐为斜桥料车卷扬机上料方式所取代。50年代初期，欧洲高炉首先采用了胶带运输机上料。 3上料方式选择 20世纪60年代开始高炉迅速大型化，炉容增大到3000,5000m，采用斜桥料车上 3料已不能满足生产要求。尤其在采用冷烧结矿以后，胶带寿命延长，能满足连续运转的要求，2500m以上 33高炉多采用胶带运输机上料。1000m以上、2500m以下高炉结合地形、布置等条件，可选用胶带运输机或 3斜桥料车上料。1000m以下高炉则仍以斜桥料车上料为主。其优缺点比较见表。 上料能力计算 根据高炉日产生铁量的要求，计算每昼夜需送入炉内的原燃料量。原燃料分批装入炉内，需计算每批料的量、每昼夜上料批数以及作业率。 装入高炉内的每批炉料，由焦炭、矿石和熔剂等按一定量配比组成，其中焦炭量称焦炭批重，矿石量(包括熔剂)称矿石批重。焦炭批重常以炉喉焦炭层的高度等于0.5,0.8m计算，并且参考同类型高炉实 3际生产所用数据确定。日本大型高炉用经验 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 计算:Q=KD，式中Q为焦炭批重，t;K为系数，0.03,cc 0.04;D为炉喉直径，m。 每昼夜实际上料批数，式中P为高炉的年平均昼夜产铁量，t;P’为每批料的出铁量，t;C为焦比，冶炼1t铁的焦炭量，t/t铁。 上料系统作业率，式中M为上料设备每昼夜可能达到的最大上料批数。根max 据不同的上料方式计算确定。设计中除考虑满足高炉正常生产能力外，还留一定的富裕，包括装料时间的波动，以及高炉在低料线时能较快赶上正常料线等因素。设计中一般采用J=70,,75,，旧厂改造时不宜超过80,。上料系统能力与槽下配料运料及炉顶装料有紧密联系，设计中应统一考虑，以满足最大上料批数的要求。 由料车、料车卷扬机、卷扬机室、斜桥组成(图1)。 斜桥料车上料 系统的设备能力。以每昼夜最大上料批数表示， 。式中86400为一昼夜的时间，s;T为每批料所需的总时间，s;n、n为每批料中焦炭和矿石(包括熔剂)的车数;t为料车提升一次所需时间，s;t、t为向料车装焦、装c0c0矿所需时间，s。每批料的车数应满足正常装料 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 ，通常一批料取四车制:二焦二矿。 料车 由车体、车轮和辕架三部分组成。车体底部和侧壁镶铸钢或锰钢衬板，以减少磨损、便于更换。一般采用双料车上料，仅在小高炉上采用单料车。料车容积主要取决于焦炭批重.要满足装料制度所需一车上料的焦炭体积，尽可能减少每批料的料车数。料车装载炉料的有效容积，约为几何容积的0.7,0.8倍。设计料车时，要注意料车重心和拉杆连接点的位置，使空料车在轨道顶部有较好的自返条件，料车在 轨道上运行时不产生负轮压。为满足料车向高炉倾倒炉料的要求，料车前后两对车轮构造不同，前轮只沿主轨道滚动，设计成单轮缘;后轮除沿主轨道滚动外，在轨道顶部的曲线段(倾翻曲线)还要沿辅助轨道滚动，所以设计成双轮缘。 料车卷扬机 应满足钢绳速度，行程和卷扬能力的要求。 (1)钢绳速度。以直流电动机驱动的料车卷扬机为例，其钢绳速度和加减速度曲线见图2。空料车从 2炉顶卸料曲线极限位置返回时加速度，一般在t时间内取口a=0.2,0.4m/s，在t时间内取a=0.4,1122 20.6m/s。在t时间内料车以最大速度在轨道上运行v=2.0,3.5m/s。在t时间内重料车进入卸料曲线前减34 2速，a=-0.4,-0.8m/s。在t时间内重料车在卸料曲线段走行v=0.5,1.0m/s。在t时间内卷扬机减速到4556 2停车，a=0.4,0.8m/s。料车一次提升总时间t=t+t+t+t+t+t。高炉较小时，料车最大速度也较小，v=1.0,6123456 21.5m/s，可采用绕线转子型交流电动机驱动，则在t、t时间内可以取a=0.3,0.5m/s，直接过渡到最大12 22速度。后面二段减速可以取a=-0.2,-0.4m/s，a=0.3,0.5m/s。 56 (2)钢绳行程。根据速度、时间曲线可算出钢绳总行程。卷扬机的卷简直径和长度，除满足钢绳行程总长度外，在固定钢绳端还需留2,3圈裕量。 (3)卷扬机起重能力。要考虑过载的(装满矿石)重料车上行时作用在卷筒上的钢绳张力，减去空料车下行时的钢绳张力，还应考虑速度变化时增加的附加力，以此确定驱动电机的功率。钢绳张力的计算 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，为简化计算，一般采用静力分析即料车在斜桥轨道各部位时的钢绳张力分析。 3(4)驱动电机。750m以上的高炉.多用直流双电动机，其中一台电动机运转时可提供70,的能力。 卷扬机室 通常由设备间和电控间组成。设备间内除布置料车卷扬机外，还包括探尺卷扬机.钟式炉顶的大小钟卷扬机。卷扬机室有高架式和落地式;高架式设在斜桥下方或矿槽料坑的上方;落地式设在斜桥下的地面上。 斜桥 承受料车运行及卷扬机运转时经导向绳轮传递的荷载，跨度较大。结构形式有桁架式和实腹梁式两种。多数采用桁架式，料车轨道铺在桁架的下弦上，料车在桁架内运行，桁架上可设导向绳轮，结构较为复杂。实腹梁式，料车轨道铺在梁的上弦上，绳轮不能设在斜桥上，只能放在炉顶框架上。结构相对简单，但跨度不宜过大。料车走行轨道通常分为料坑直线段、斜桥直线段和炉顶卸料曲线三段。料坑直 。线段轨道的水平倾角一般取60。斜桥直线段轨道的倾角主要取决于斜桥下铁路数量和净空要求，一般为。。。45,60。对顶部卸料曲线段的要求是:极限位置料车底的水平倾角大约为70，使料卸净;料车运行平稳，钢绳张力无急剧变化;空车有较大的自返能力。料车在轨道上运行时不应出现负轮压，为安全运行，大中型高炉的料车轨道一般设压轮轨。设计时要对料车的正常负荷、过载负荷、车轮卡住等情况进行静力分析，确定卸料曲轨的结构型式及主要工艺尺寸、炉顶绳轮布置，确定或验算料车卷扬机能力，并提供斜桥结构设计或验算资料。在料车轮进入卸料曲轨前设检查点，如果炉顶装料设备动作未完成，料车停止前进。考虑设置料车更换装置。 胶带运输机上料 见示意图3。 系统的设备能力以每昼夜最大上料批数表示，通常一批料由一个矿批和一个焦批组成(图4)。运送一批料的总时间T=2t+2t，式中t为上料胶带运输机输送一批料中的焦炭或矿石(包括熔剂)的时间，s;t1210为一批料中矿批与焦批的料尾和料头的间隙时间，t必须大于炉顶装料设备作业时间，s设计中还应考虑00一批料由二个矿批和二个焦批组成的情况。每昼夜上料最大批数Mmax=86400/T。 上料胶带运输机的运输量与带速、带宽有关: 2式中Q为胶带运输机瞬时运输量，t/h;F为胶带机装料的有效截面积，m;为胶带运输机速度，m/s; 3γ为焦炭或矿石的堆密度，t/m;c为胶带的倾角系数，约0.9,0.95;B为胶带宽度，m;K为胶带断面系数;J为作业率，70,,75,。料批大、胶带宽、带速快是提高上料能力的主要因素。但带速过快会造成炉料跌落时大量破碎，一般以1.8,2m/s为宜。胶带宽度因运输量大小而异，一般在2m左右。上料胶带机 。应考虑运输球团矿的可能，其水平倾角以不大于12为宜。 其设计要点是:(1)上料胶带运输机多采用两组传动装置，每组由两台电机驱动，平时四台电机同时运转，有一台电机发生故障时，其它三台运转仍能保证正常上料。为使多台电机的功率分配均衡和减缓起停的冲击，每台电机配相应的可调型液力耦合器。传动装置设在机械室内。(2)上料胶带运输机负荷大。胶 。带长度长，不能使用普通胶带，需采用夹钢绳芯的高强度胶带。胶带槽角一般为30。采用重锤式张紧装置。(3)上料胶带运输机通廊有露天式和封闭式(有屋盖和窗户的)两种。露天式结构简单，造价较低，通常在胶带上加活动罩防风雨，适合南方地区;封闭式胶带不加罩，便于巡检，适合北方地区。(4)在上料胶带上安设2,3个检测点，图3是3个检测点的情况。C点为料尾料头间距点，料尾通过此点时，允许下次料向上料胶带排出。B点为炉顶设备动作指令点，料头到达该点，指令炉顶有关设备动作，为装料作好准备。A点为炉顶设备动作完成检测点，料头到达该点，如果设备动作未完成，即指令胶带运输机停机。为使上料显示更为直观，可增设炉料跟踪装置。(5)为更换胶带，可设小功率慢动电机以拖动胶带，局部损坏可用硫化修补机修补。为检修托辊及传动装置设吊运装置。胶带输送机头部设清洗装置。