风动送样在炼钢企业中的应用

摘 要：该文主要介绍风动送样在江阴兴澄特钢三炼钢中的应用，对风动送样的硬件装置和电气控制系统的安装调试进行了说明，并对风动送样在调试和实际使用维护中的问题提供分析和解决方案，通过不断地完善与改进，完全满足安全运行和生产要求。

关键词：风动送样 炼钢 应用

中图分类号：TF345 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）03（b）-0053-02

随着冶金行业中产量和生产效率的不断提高，普遍采用风动送样这项技术来替代繁琐的人工送样。三炼钢结合现场使用情况，对风动送样进行创新和改造，改造后的风动送样特点：（1）改变原风动送样原理，采用压缩空气正压送样，对方风机吸风辅助的双重措施，使样盒运行快捷平稳，达到无故障运行。（2）使用了PLC控制，结合通讯联网，大大减少原有的继电器等简单的逻辑元器件，同步显示运行实时信息，节省大量的人力资源。（3）操作简单，无噪音，装拆方便，故障率很低，只需基本的常规保养，运行成本低。

江阴兴澄特种钢铁有限公司三炼钢共有3套电炉和3套精炼炉风动送样装置，均采用该文介绍的单管双向间歇式的工作方式。

1 风动送样的硬件装置和电气控制系统

风动送样机械硬件主要组成：储气罐、收发柜、气控装置、空气干燥过滤器和泄压装置、输送管线和样盒。

整个电控系统采用西门子CPU模块6ES7 318-2AJ00-0AB0的一套S7-300PLC系统控制，适用建立较大规模I/O配置和分布式I/O结构。电炉精炼炉每个点连接有1个带有8路I/O的远程图尔克模块，共计6处。在编程中主要考虑解决以下因素：（1）6套风动送样装置共用1套PLC系统且有相同的流程特点，如采用传统常用的FC块编程，需要不断地修改共享数据块显得繁琐不利于程序调试维护，采用FB编程加多个背景数据块DB块多次调用的方法，使程序结构简单一目了然。（2）由于样盒在管路中速度较快，响应时间很短，为了有效捕捉来料信号，选用图尔克高速响应接近开关接入S7-300对应模块。（3）中心样品检测室距离炼钢车间6个取样/送样点1～2 km，CPU模块和6个DP站使用PROFIBUS电缆通讯，为了通讯质量稳定可靠，传输过程不受干扰，在一条相对较长距离线路上加装RS485中继器（图1）。

CPU通过对远程模块进行读写，就可以向收发柜发送命令，控制设备的运行；又可读取各项执行原件的动作状态，监视设备的运行，并将数据实时传送到PLC中。通过安装在中心检测室的操作站显示器上WINCC的画面，为操作人员提供了实时、详细的信息，并可以直接操作设备。在装置发出报警，甚至出现故障时，可以及时采取急停措施来避免因处理不及时而导致事故发生。风动送样的电气系统实现了执行设备的远程网络实时控制，使PLC对整个执行元件实现了网络化数字式控制，以两条西门子通讯电缆取代了大量的硬接线，与传统的模拟量、开关量控制方法相比，不仅大大提高了系统的实时性、精确性和可靠性，而且安装、调试、维护的成本也相应得到降低。

每套炉前送样装置都配有触摸屏，通过组态将炉号，钢种，收发时间等信息在上位机画面上动态显示，便于检查，追溯。

2 风动送样工作原理

首先送上气源和电源，所有阀、气缸、舱门都在原始位置。打开舱门后，触发舱门上的金属接近开关控制气缸的下降（该气缸有上下调速缓冲功能），把样盒放入气缸后，关闭舱门，通过舱门上的接近开关来控制气缸的上升。气缸上升到位后，通过气缸原位检测开关检测到气缸在原位，按发送按钮，延时2 s后本方送气阀打开，同时本方排气管路上的放散阀门关闭，电磁门锁锁紧，这时本方送样指示灯闪亮，对方的送样指示灯也同时闪亮。在对方收发柜上方弯头处安装有料检测开关，当样盒通过该有料检测开关时，来料检测动作发讯自动切断送气阀，同时打开放散阀快速排出管中余气，打开柜中缓冲气阀，托住样盒以5 m/s左右的速度缓慢下落。当样盒以一定速度加自身重力在垂直管路内平稳落下后，电磁门锁解锁，收发站蜂鸣器开始报警，提示样盒已到，当打开舱门时，气缸落下，取出样盒，关闭舱门，气缸上升，恢复到原始状态。

3 电气安全连锁和防护

发送样时有警示灯，开始发送时，二端的送样指示灯开始闪烁，同时由电子锁将双方的舱门锁住，待样盒到达后二边警示灯停止闪烁，对方的蜂鸣器开始报警，电子门锁自动解开，操作工打开舱门取样。该功能使二边不能同时送样及避免操作工误动作被气流砸伤，保证操作工取样、送样时的安全。 在程序中考虑采用图尔克有料检测开关和精确的时间延时来触发对方送气阀的关闭，保证收样方开门取样时的安全。同时为避免出现无样盒就按发送按钮误操作或样盒卡在管路中不能到达对方，特意设定一延时30 s自动排除自锁的功能，即使误操作，过30 s该设备自动恢复正常状态待机。

由于样盒内炉前红样很烫，操作工会戴手套作业手指不灵活，为防止不小心或有样碰撞后引起误动作，收发柜操作按钮加装防护装置，并安装按钮防尘套，防止炼钢车间炉前灰尘很多引起按钮动作卡阻失灵。

4 实际运行情况

兴澄特钢三炼钢风动送样的使用，实现了仪器的集中统一管理，解决了因取样点多而分散和路程较远带来的送样难度大的问题，大大提高样品检测的效率。

参考文献

[1] 周亮亮，周丽娜.风动送样系统在铜冶炼行业中的应用[J].中国有色冶金，2013（4）：55-57.

[2] 刘启新，陈会兴.单管正压风动送样系统在企业中的成功应用[J].冶金分析，2004（z2）：780-782.