PLC和变频器控制的氧枪升降系统

为提高整个系统的可靠性，便于维修人员及时发现和判别故障，我们充分利用PLC的功能，由PLC对氧枪升降小车的绝对位置进行状态数码显示，以便对氧枪的整个行程进行监控。

　　2.3 张力检测

　　氧枪在上下升降的过程中，必须要保证钢丝绳的压力一直处于正常状态，因此我们专门设计了一套钢丝绳的张力检测系统，它由两个压力传感器和张力显示仪来进行监控。在氧枪的运行过程中，压力传感器始终输出标准的毫伏信号，并分别送至相应的张力显示仪，张力显示仪将这个信号在内部转换成实际重量信号，与内部设定值进行比较，输出一个钢丝绳压力正常或异常的信号给PLC参与联锁控制;同时为便于日常点检和维护，钢丝绳的实际重量在张力显示仪上进行实时显示。信号监控为：该值超过6.7 t即为过负荷，低于1.4 t即为钢丝绳松弛。当两个压力传感器，任何一个高于或低于极限即为故障条件。当钢丝绳压力发生报警时，则氧枪将不能再进行下降操作，操作者必须到现场将氧枪以低速提升至“待机位置”，并在CRT操作画面及现场操作箱上同步显示钢丝绳张力报警信号。

　　2.4 紧急控制

　　(1)自动紧急提升。当生产中发生紧急情况，如氧枪冷却水流量异常、OG风机跳闸、系统被中断或氧气流量低等报警时，氧枪将被自动提升至待机位Hl点。电气紧急提升装置以最大加速度上升至最大速度。

　　(2)气动紧急提升。气动紧急系统包括一个进气管道输气给紧急电动机。此管道由电磁阀开断，主进气管道上装有一压力监控器，在储存缓冲箱上进行压力监视。当转炉在吹炼情况下，设备突然发生异常紧急情况时，操作工按下中央操作台或现场操作箱上的“紧急提升”按钮，气动系统由电磁阀打开，气动电动机立即运转，同时直流制动装置(DC220v制动电源由UPS供电)将同时打开，氧枪立即以最高速度提升至待机位H1点，并在中央操作台上显示紧急提升的报警信号。

　　2.5 与其他系统的信息交换

　　(1)与倾动系统之问的联锁。当氧枪位置高于待机位H1点时，转炉可以倾动;同理，当转炉不在垂直位置时，氧枪不可以下降，但可以在待机位

　　H1点以上提升。

　　(2)与OG系统之间的联锁。转炉烟罩不在工作位时，氧枪不允许下降;当氧气流量低时，氧枪将紧急提升;当OG系统发出紧急停止信号时，氧枪也将紧急提升。

　　(3)与上底吹系统的联锁。当上底吹系统发出吹炼开始/结束的信号后，氧枪开始按系统设定的位置进行上下升降;当上底吹系统发出吹炼调整信号时，氧枪根据吹炼情况自动调整吹炼位置;当吹炼过程中，氧气的消耗量达到设定值时，氧枪自动提升至待机位;当氧气流量低或吹炼系统发生紧急情况时，氧枪将紧急提升。同时氧枪在吹炼时，当本体PLC控制的氧枪冷却水发出流量低报警信号时，氧枪也会紧急提升;当氧枪更换台车不在工作位时，氧枪也不允许升降等。

　　3 定位控制的实现方法

　　氧枪升降小车是由交流电动机拖动卷扬装置，带动升降小车在固有轨道中作往复直线运动，现场由于高温、多尘等原因环境恶劣，用限位开关等来实现定位，其安装困难，易损坏，可靠性差，一旦失控将撞坏生产机械，影响正常作业。因此我们采用在氧枪传动机构低速轴上安装TA4470Nl同步发送器，由同步发送器输出位置信号发送至安装在PLC柜中的TA4440N110同步凸轮控制器组合使用来进行定位，效果良好。

　　定位系统示意图如图4所示。

　　如上图所示，氧枪升降小车的位置检测主要由TA4470N1同步发送器、TA4440N110同步凸轮控制器和PLC来完成，同时配备必要的上下极限限位、校准位接近开关和反映氧枪升降小车初始位的限位开关来共同组成一套完整的氧枪定位系统。

　　当氧枪在进行升降运行时，电动机低速轴上的同步发送器不断进行高速计数，将同步检测到的机械位置转变为电信号，并将它连接至同步凸轮控制器，转换为数字信号和内部设定值进行比较。计数值与预定值的比较是由TA4440N110同步凸轮控制器内部完成，控制器具有失电数据保持，这样氧枪升降小车在任意状态控制器都能一一跟踪，同时为确保定位准确性，在待机位到吹炼开始位之间安装一个校准位接近开关，当氧枪升降小车的每一次循环都经过该信号对控制器强行复位，从而消除计数积累误差。