本站原创【摘 要 】唐山新宝泰高炉容积为1080M3,上料系统为高炉提供冶炼铁水的矿石、焦炭等原料,因此在原料配重、运输等方面要求较高的精度,这样就必须具备很高的自动化控制水平.唐山新宝泰高炉上料系统选用高性能的西门子PLC控制系统,满足工艺生产需求.
【关 键 词 】工艺流程；系统配置；控制功能
前言
高炉上料是矿石、焦炭等入炉料经过料仓下的称量设备进行精确配料,炉料经过槽下运矿皮带进入集中坑斗里,再放入料车中运至炉顶,这样完成一次上料过程.
一、上料工艺简介
唐山新宝泰高炉1080M3高炉贮矿槽采用单排布置,分散称量,双料车斜桥上料.贮矿槽设有烧结矿槽6个,球团矿槽4个,块杂矿槽4个,焦炭槽4个及返矿仓1个,焦丁仓1个,碎焦仓1个.矿、焦槽以高炉为中心左右对称布置,矿石称量漏斗的主要功能是完成各对应矿种的称量,同时根据一定的排料顺序经过皮带向料坑矿石集中称量料斗排料,然后经过地坑中间斗排入料车并送至炉顶.
二、系统配置
上料自动化系统由一套PLC、两台互为备用的操作站及网络设备组成.PLC采用西门子400H系列CPU作为主站,I/O分站采用西门子300系列模块,对现场数据进行采集,各个站之间通过PROFIBUS总线连接,编程软件采用STEP 7,操作站选用西门子工控机,显示器为DELL 22寸宽屏,监控软件采用WINCC.
三、自动化功能描述
1.自动方式：
自动分为矿系统自动和焦系统自动,根据周期表,按照规则,各个设备依次动作,完成称量、排料的过程.
2.半自动方式：
实现插焦、插矿、单边上料.
3.手动方式：在HMI界面上,由操作人员点击,对设备进行逐一控制.
4、机旁方式：指在设备旁的机旁箱上操作个设备,只有设备自身的硬件连锁且拥有最高的优先级,选择之后完全脱离PLC控制.选择权在机旁箱上,画面只做显示.
四、主要控制功能
1.工艺料单与料制控制
第X车中,填1～5对应右侧矿石系统的5种配料方式；填7、8对应右侧焦炭系统；填11～15对应左侧矿石系统的5种配料方式；填17、18对应左侧焦炭系统；填0代表无该车.
结束标志行,填0代表一个批料中的一段（1罐料）；填1表示一个料批结束（一批料）；填2表示周期结束,从第1batch开始再循环.本次设计,按照最长20batch料设计,操作人员可通过设定2来任意改变周期长度.
S：烧结矿；Q：内部球团矿；P：外部球团矿；A、B：杂矿
（1）矿石数据设定
矿石料批可由一侧的多种矿石称斗（右侧含焦丁）构成,共提供10种组合方式,岗位人员任意设定.为方便填写周期设定表,规定：右侧矿石系统配料方式对应1～5, 左侧矿石系统配料方式对应11～15.
（2）焦炭数据设定
焦炭系统有四个仓,对应两个中间称斗.
焦炭水分补偿：岗位人员根据化验结果等,人工设定焦炭水分值（0～15%）,焦炭设定值是干基（干值）,应称量的重量值（不考虑累计误差）等于100×设定值/（100-水分值）,应称量的重量值（考虑累计误差）等于100×目标值/（100-水分值）.
2.矿石与焦炭系统装料与排料控制
称量开始后,开始往称量漏斗给料,这时程序连续对称量信号进行监视.称量信号到达或超过称量停止点值,停止给料.待给料完全停止后,再进行数据读入和处理,然后给出一称量结束信号,完成装料过程,供其排料所需.接到排料开始信号,自动对称量信号进行监视,一旦发现低于空点值,既排料结束.
3.料坑称量斗控制
料坑集中称量漏斗的称量控制功能主要完成料满、料空信号的处理及与电气专业的信号交接和连锁.矿石集中斗料满信号是在对应侧称量漏斗排料完毕信号基础上加以一段时间的延迟后得出；料空信号的得出方式同称量漏斗,稍微不同处在于排料故障的处理上面.当矿石集中称量漏斗发生排料故障时禁止再次对集中料斗进行加料操作,同时上料小车停在装料位待故障消除后才能往炉顶上料.
结束语
唐山新宝泰高炉已投产近两年,实践证明PLC控制系统在高炉上料系统中的应用完整可靠,系统稳定,为工艺生产提供重要保证.
作者简介
蒋彬彬（1984-）,男,黑龙江双鸭山人,助理工程师,主要从事炼铁自动化控制系统的研究、设计和现场实施工作.