高炉交流探尺控制方式的探讨

程长贵

摘 要：高炉交流探尺采用变频器、编码器、主令、PLC等控制设备，结合变频器合理设置和PLC软件编程，探讨出了交流机械探尺传动规律，能够精确探测料位和良好的跟随料面性能。

关键词：高炉；探尺；控制

中图分类号：TF32 文献标识码：A

1 高炉交流探尺概述

高炉探尺是保证高炉正常运行、稳定冶炼的重要设备，好比高炉的“眼睛”。高炉探尺一般采用探料尺在垂直方向周期性地从炉顶探测料面高度和炉料下降速度。当炉料低于设定料线高度时，上料系统开始装料。机械式探料尺采用变频器、编码器、主令、PLC等控制设备。高炉探尺装置一般设有三组机械探尺装置，其中两根探尺装置的提升高度为0～6m；另一根探尺装置的提升高度为0～24m，三组探尺相隔一定角度。探尺安装在高炉外封板上，探尺由卷筒和传动装置集装在一起，形成一个紧凑的整体。内装速度传感器和位置传感器，由交流电动机驱动，设有自动和手动两种工作方式。机械探尺性能见表1。

2 传统高炉交流探尺控制存在的问题

高炉探尺作为对高炉炉内物料料面观察与料面变化的检测设备，其重要性不言而喻。由于机械探尺其负载的特殊性，加之高炉炉内高温高压的复杂工作环境，使得交流探尺大多存在探测料位不准和探尺不能准确实时跟踪料位的问题，料位越深情况越严重，严重影响高炉生产。许多钢铁厂专门针对探尺进行专项改造，但依然无法达到理想的使用效果。如天钢3200m3高炉炉顶探尺装置，该探尺装置采用交流变频电机进行传动，经常出现探测料面不准、造成乱绳、不跟随料面等问题，经多次调整仍然不能正常工作，造成了高炉无法探料和正常给料，严重影响了整个高炉系统的正常稳定运行。最终没有办法只好改成了直流传动的探尺装置。

3 新型高炉交流探尺控制方式

3.1 探尺的机械机构部分组成：

重锤、卷筒、减速机、驱动电机、电控齿轮箱等，见图1。

3.2 探尺的电气传动图

3.3 常规交流探尺控制方式1：

变频器只做简单的设置，如提尺采用速度控制，快到顶部时开始减速；放尺时采用恒转矩方式，PLC系统只控制探尺的提尺和放尺信号。这种方式存在以下缺点：

3.3.1开始放尺时，由于重力矩不够，探尺放不下或者开始速度很慢；

3.3.2转矩控制放尺，探尺下放时的速度不稳定，由于重力矩越来越大，速度也就越来越快，容易造成探尺倾斜、埋尺、重锤脱落等现象；

3.3.3探尺不跟随料面下降，或者跟随料面不及时。

3.4 常规交流探尺控制方式2：

变频器按照探尺运动规律、负载特性、工艺要求设置，PLC系统只控制探尺的提尺和放尺信号。如提尺时变频器采用速度控制，快到顶部时开始减速；放尺时开始倒送、到一定速度后采用恒转矩方式、到料面时探尺再反提一下以免探尺倾斜、到料面后改变力矩以使探尺跟随料面、随着料面深度变化不断改变力矩等设置，这种方式存在以下问题：

3.4.1变频器设置太复杂，普通技术人员难以掌握；

3.4.2变频器要设置的参数、设置的函数较多，有些参数相互关联，难以调整；

3.4.3如果机械特性发生变化，变频器参数又要重新调整。

3.5 新型高炉交流探尺控制方式：

变频器只做简单的初始化参数设置即可，PLC系统按照探尺运动规律、负载特性、工艺要求进行软件编程，这种方式的主要方法如下：

3.5.1提尺时，PLC发提尺信号，探尺恒速上升，探尺到零位时减速上升；

3.5.2放尺时，PLC发放尺信号，变频器反方向促使探尺可以下方，达到一定速度后改为恒力矩下降，但速度限制在一定的范围内；

3.5.3探尺到料面后，改变力矩以保持探尺不倾斜为准；同时启用探尺跟随料面的力矩调节函数，根据不同的料位自动修正有关参数，精确探测料位。

结语

实践证明，不管探尺本身的机械特性如何变化，也不管炉内料位、压力等其它因素怎样改变，这种新型高炉交流探尺控制方式都能精确实时地探测到料位，经韶关2500m3高炉、土耳其ISDEMIR4# 3000m3高炉现场多次测定其精确度达到厘米以上，为确保高炉顺利、稳定生产奠定了基础。

参考文献

[1]雷体新.武钢4号高炉自动化控制系统[J].炼铁，2001（S2）.endprint

摘 要：高炉交流探尺采用变频器、编码器、主令、PLC等控制设备，结合变频器合理设置和PLC软件编程，探讨出了交流机械探尺传动规律，能够精确探测料位和良好的跟随料面性能。

关键词：高炉；探尺；控制

中图分类号：TF32 文献标识码：A

1 高炉交流探尺概述

高炉探尺是保证高炉正常运行、稳定冶炼的重要设备，好比高炉的“眼睛”。高炉探尺一般采用探料尺在垂直方向周期性地从炉顶探测料面高度和炉料下降速度。当炉料低于设定料线高度时，上料系统开始装料。机械式探料尺采用变频器、编码器、主令、PLC等控制设备。高炉探尺装置一般设有三组机械探尺装置，其中两根探尺装置的提升高度为0～6m；另一根探尺装置的提升高度为0～24m，三组探尺相隔一定角度。探尺安装在高炉外封板上，探尺由卷筒和传动装置集装在一起，形成一个紧凑的整体。内装速度传感器和位置传感器，由交流电动机驱动，设有自动和手动两种工作方式。机械探尺性能见表1。

2 传统高炉交流探尺控制存在的问题

高炉探尺作为对高炉炉内物料料面观察与料面变化的检测设备，其重要性不言而喻。由于机械探尺其负载的特殊性，加之高炉炉内高温高压的复杂工作环境，使得交流探尺大多存在探测料位不准和探尺不能准确实时跟踪料位的问题，料位越深情况越严重，严重影响高炉生产。许多钢铁厂专门针对探尺进行专项改造，但依然无法达到理想的使用效果。如天钢3200m3高炉炉顶探尺装置，该探尺装置采用交流变频电机进行传动，经常出现探测料面不准、造成乱绳、不跟随料面等问题，经多次调整仍然不能正常工作，造成了高炉无法探料和正常给料，严重影响了整个高炉系统的正常稳定运行。最终没有办法只好改成了直流传动的探尺装置。

3 新型高炉交流探尺控制方式

3.1 探尺的机械机构部分组成：

重锤、卷筒、减速机、驱动电机、电控齿轮箱等，见图1。

3.2 探尺的电气传动图

3.3 常规交流探尺控制方式1：

变频器只做简单的设置，如提尺采用速度控制，快到顶部时开始减速；放尺时采用恒转矩方式，PLC系统只控制探尺的提尺和放尺信号。这种方式存在以下缺点：

3.3.1开始放尺时，由于重力矩不够，探尺放不下或者开始速度很慢；

3.3.2转矩控制放尺，探尺下放时的速度不稳定，由于重力矩越来越大，速度也就越来越快，容易造成探尺倾斜、埋尺、重锤脱落等现象；

3.3.3探尺不跟随料面下降，或者跟随料面不及时。

3.4 常规交流探尺控制方式2：

变频器按照探尺运动规律、负载特性、工艺要求设置，PLC系统只控制探尺的提尺和放尺信号。如提尺时变频器采用速度控制，快到顶部时开始减速；放尺时开始倒送、到一定速度后采用恒转矩方式、到料面时探尺再反提一下以免探尺倾斜、到料面后改变力矩以使探尺跟随料面、随着料面深度变化不断改变力矩等设置，这种方式存在以下问题：

3.4.1变频器设置太复杂，普通技术人员难以掌握；

3.4.2变频器要设置的参数、设置的函数较多，有些参数相互关联，难以调整；

3.4.3如果机械特性发生变化，变频器参数又要重新调整。

3.5 新型高炉交流探尺控制方式：

变频器只做简单的初始化参数设置即可，PLC系统按照探尺运动规律、负载特性、工艺要求进行软件编程，这种方式的主要方法如下：

3.5.1提尺时，PLC发提尺信号，探尺恒速上升，探尺到零位时减速上升；

3.5.2放尺时，PLC发放尺信号，变频器反方向促使探尺可以下方，达到一定速度后改为恒力矩下降，但速度限制在一定的范围内；

3.5.3探尺到料面后，改变力矩以保持探尺不倾斜为准；同时启用探尺跟随料面的力矩调节函数，根据不同的料位自动修正有关参数，精确探测料位。

结语

实践证明，不管探尺本身的机械特性如何变化，也不管炉内料位、压力等其它因素怎样改变，这种新型高炉交流探尺控制方式都能精确实时地探测到料位，经韶关2500m3高炉、土耳其ISDEMIR4# 3000m3高炉现场多次测定其精确度达到厘米以上，为确保高炉顺利、稳定生产奠定了基础。

参考文献

[1]雷体新.武钢4号高炉自动化控制系统[J].炼铁，2001（S2）.endprint

摘 要：高炉交流探尺采用变频器、编码器、主令、PLC等控制设备，结合变频器合理设置和PLC软件编程，探讨出了交流机械探尺传动规律，能够精确探测料位和良好的跟随料面性能。

关键词：高炉；探尺；控制

中图分类号：TF32 文献标识码：A

1 高炉交流探尺概述

高炉探尺是保证高炉正常运行、稳定冶炼的重要设备，好比高炉的“眼睛”。高炉探尺一般采用探料尺在垂直方向周期性地从炉顶探测料面高度和炉料下降速度。当炉料低于设定料线高度时，上料系统开始装料。机械式探料尺采用变频器、编码器、主令、PLC等控制设备。高炉探尺装置一般设有三组机械探尺装置，其中两根探尺装置的提升高度为0～6m；另一根探尺装置的提升高度为0～24m，三组探尺相隔一定角度。探尺安装在高炉外封板上，探尺由卷筒和传动装置集装在一起，形成一个紧凑的整体。内装速度传感器和位置传感器，由交流电动机驱动，设有自动和手动两种工作方式。机械探尺性能见表1。

2 传统高炉交流探尺控制存在的问题

高炉探尺作为对高炉炉内物料料面观察与料面变化的检测设备，其重要性不言而喻。由于机械探尺其负载的特殊性，加之高炉炉内高温高压的复杂工作环境，使得交流探尺大多存在探测料位不准和探尺不能准确实时跟踪料位的问题，料位越深情况越严重，严重影响高炉生产。许多钢铁厂专门针对探尺进行专项改造，但依然无法达到理想的使用效果。如天钢3200m3高炉炉顶探尺装置，该探尺装置采用交流变频电机进行传动，经常出现探测料面不准、造成乱绳、不跟随料面等问题，经多次调整仍然不能正常工作，造成了高炉无法探料和正常给料，严重影响了整个高炉系统的正常稳定运行。最终没有办法只好改成了直流传动的探尺装置。

3 新型高炉交流探尺控制方式

3.1 探尺的机械机构部分组成：

重锤、卷筒、减速机、驱动电机、电控齿轮箱等，见图1。

3.2 探尺的电气传动图

3.3 常规交流探尺控制方式1：

变频器只做简单的设置，如提尺采用速度控制，快到顶部时开始减速；放尺时采用恒转矩方式，PLC系统只控制探尺的提尺和放尺信号。这种方式存在以下缺点：

3.3.1开始放尺时，由于重力矩不够，探尺放不下或者开始速度很慢；

3.3.2转矩控制放尺，探尺下放时的速度不稳定，由于重力矩越来越大，速度也就越来越快，容易造成探尺倾斜、埋尺、重锤脱落等现象；

3.3.3探尺不跟随料面下降，或者跟随料面不及时。

3.4 常规交流探尺控制方式2：

变频器按照探尺运动规律、负载特性、工艺要求设置，PLC系统只控制探尺的提尺和放尺信号。如提尺时变频器采用速度控制，快到顶部时开始减速；放尺时开始倒送、到一定速度后采用恒转矩方式、到料面时探尺再反提一下以免探尺倾斜、到料面后改变力矩以使探尺跟随料面、随着料面深度变化不断改变力矩等设置，这种方式存在以下问题：

3.4.1变频器设置太复杂，普通技术人员难以掌握；

3.4.2变频器要设置的参数、设置的函数较多，有些参数相互关联，难以调整；

3.4.3如果机械特性发生变化，变频器参数又要重新调整。

3.5 新型高炉交流探尺控制方式：

变频器只做简单的初始化参数设置即可，PLC系统按照探尺运动规律、负载特性、工艺要求进行软件编程，这种方式的主要方法如下：

3.5.1提尺时，PLC发提尺信号，探尺恒速上升，探尺到零位时减速上升；

3.5.2放尺时，PLC发放尺信号，变频器反方向促使探尺可以下方，达到一定速度后改为恒力矩下降，但速度限制在一定的范围内；

3.5.3探尺到料面后，改变力矩以保持探尺不倾斜为准；同时启用探尺跟随料面的力矩调节函数，根据不同的料位自动修正有关参数，精确探测料位。

结语

实践证明，不管探尺本身的机械特性如何变化，也不管炉内料位、压力等其它因素怎样改变，这种新型高炉交流探尺控制方式都能精确实时地探测到料位，经韶关2500m3高炉、土耳其ISDEMIR4# 3000m3高炉现场多次测定其精确度达到厘米以上，为确保高炉顺利、稳定生产奠定了基础。

参考文献

[1]雷体新.武钢4号高炉自动化控制系统[J].炼铁，2001（S2）.endprint