120T精炼炉设备功能

日照钢铁钢包精炼炉工程附件2PAGE西安鹏远重型电炉制造有限责任公司第10页日照钢铁LF-120t钢包精炼炉设备规格书及说明中国西电集团西安鹏远重型电炉制造有限责任公司二○○六年四月目录钢包车及拖缆装置电极升降机构〔电极横臂及升降机构〕电极旋转机构水冷炉盖及集烟除尘装置 炉盖顶升机构及机架液压系统集中润滑系统水冷系统压缩空气系统电极存放及连接装置喂丝机及导管〔双线喂丝〕氩气搅拌系统合金加料系统短网系统精炼炉变压器电气及自动化系统除尘管道钢包车及拖缆装置钢包车是使钢包即达各个工位的运送工具。车体为优质钢板焊接结构，传动方式为机械传动，即为电动机+减速器+联轴器+车轮组成。车体上设有轨道清理装置。在轨道两端有止动装置及钢包车一端装有缓冲装置。在事故状态下，可通过车体上的挂钩将钢包车拖出。车体设置声光报警并加防护板。拖缆装置是向钢包车提供动力、氩气等的装置，拖缆的一端固定在地面上，另一端固定在车体上，随钢包车一同运行。这样可保证钢包全程吹氩，拖缆胶管采用棉布捆扎，防止钢液或渣飞溅烧损胶管。钢包车的主要组成车梁 2件×4小横梁〔带事故挂钩〕 2件×4支撑梁 2件×4主动轮 2件×4从动轮 2件×4电动机 1台×4减速机 1台×4联轴器 1套×4轨道清理装置 4套×4传动支架 2套×4限位装置 1套×4缓冲装置1套×4拖缆装置的主要组成固定滑车 1套×4移动滑车 7套×4支架 1套×4钢丝绳装配 1套×4拖缆装配 1套×4引线支架 1套×4主要技术参数钢包车运行速度 2～20m/min钢包车驱动方式 机械式、变频调速钢包车定位精度 ±10mm钢包车承载能力 200t电极升降机构〔电极横臂及升降机构〕电极升降机构的功能是对钢水加热，补偿因转炉出钢，钢包衬吸热，钢包吊到加热工位时钢水的温降、补偿合金化、造渣、吹氩等造成的钢水温降及提高钢水温度，到达连铸要求的钢水温度。在加热过程中，通过PLC调节电极自动升降，控制冶炼。电极分布园可调整。电极升降机构主要由导电横臂〔包括电极放松缸〕、电极夹头、电极抱闸、立柱、立柱与导电横臂之间的绝缘件及升降油缸等组成。导电横臂采用三臂式结构，在空间为三角形布置，为悬臂形式。中相导电横臂前端局部与边相导电横臂处于同一平面，后端高出边相导电横臂，边相导电横臂前端采用倒“八形〞，减小了电极分布园直径。导电横臂是集导电与刚性结构件于一体的新技术产品。其外型是矩形梁结构，用铜钢复合板经特殊工艺焊接成型，具有导电及夹放电极的刚性悬臂梁双重作用，保证刚性稳定。导电横臂制内通水冷却。为了保证密封性、长期使用的可靠性，在导电横臂内的油管均为整根不锈无逢管，没有接管。在三相导电横臂的前端矩形截面内，各安装有电极放松缸。通过电极夹头、电极抱闸采用蝶形弹簧恢复力抱紧电极；液压油缸压缩碟形弹簧推开电极抱闸放松电极。此形式夹紧可靠，不损坏电极外表。电极放松缸具有互换性，是特殊设计的专用油缸，内装有蝶形弹簧。为了便于检修、更换活塞密封圈，活塞与活塞杆是分开的，在夹持电极的状态下即可方便的更换密封圈，此种结构是我公司独有技术之一。电极夹头是关键件，用螺栓固定在导电横臂上。电极夹头采用紫铜经锻造加工而成形，其材质与内部水道的设计是保证其使用寿命的关键技术。 电极抱闸采用非导磁奥氏体不锈钢制作，防止因强磁形式通路使之发热。抱闸上焊有不锈钢条，经机械加工成园弧面，夹紧时抱住电极。电极抱闸与电极放松缸活塞杆相连。 导电横臂下面为立柱，是用无缝钢管及钢板焊接成菱形结构，其上面设有四个导轨面，导轨面经过机加工处理，保证直线度及形位公差。在长期使用中，维修仅更换导向轮，方便维护，节省维修费用。导电横臂通过螺栓、绝缘套管、绝缘垫圈通过一大绝缘板与立柱相连。绝缘板外形尺寸大于立柱与导电横臂相应的相连面的外形尺寸，防止因导电灰尘堆积等原因而使立柱导电。立柱内装有柱塞式液压缸，用其带动立柱、导电横臂一起升降。缸进油口前装有液控单向阀，以防止停电或液压装置发生故障时电极下坠。电极升降设有上限位装置，用于联锁控制的信号。柱塞式液压缸操作是靠电液比例阀实现自动调节，在停电状态下，依靠液压装置中的蓄能器使炉盖及电极提起。立柱、导电横臂之间的连接板均进行机加工，保证立柱连接板与立柱导轨面的垂直要求、导电横臂连接板与前端安装电极夹头面垂直要求，使电极升降机构在安装后立柱中心与电极中心平行。立柱上端与横臂连接处采用箱式水冷结构,以防止感应发热。 由于采用导电横臂，立柱采用钢管形式，三项立柱横臂间距缩小。可减小阻抗，节电约8%，并延长电极夹头寿命、减小电极消耗，维修更加方便。主要组成及数量导电横臂 3套×2电极夹头 3套×2电极抱闸 3套×2立柱 3套×2电极升降缸 3只×2〔天津尤瑞那斯〕电极夹放缸 3只×2绝缘件 3套×2上限位装置 3只×2×2主要技术参数〔待定〕电极旋转机构旋转架上焊接有两层平台，平台上开设有三个穿电极立柱的孔，孔的四周固定有导向滚轮，用于电极升降机构立柱的导向，两层12套滚轮，共由24个滚轮组成。每两个滚轮为一组，互为900，安装在同一底座上，通过螺栓固定于平台上，靠斜楔调整导向轮与立柱之间的间隙。轮和轴之间的安装用调心滚子轴承。润滑通过轴端的油孔通到轴承之间的间隙处，轴承的外立柱托架焊接于旋转架下方，以承载电极立柱，并使电极立柱与旋转架一起旋转。主要组成及数量旋转架 1套×2导向滚轮 12套×2旋转装置 1套×2定位锁紧装置 1套×2立柱托架 1套×2驱动装置 1套×2旋转编码器 1套×2限位开关 1套×2主要技术参数旋转角度 ~87°定位油缸 Φ100×60 行程200mm导向滚轮 Φ250mm 定位精度 ±5水冷炉盖及集烟除尘装置 水冷炉盖能够接收合金料、造渣料并导入钢包，设有观察、测温取样、合金加料孔。各孔设有封板，防止热损失。并设有可调节抽气量的除尘接口，保持精炼时炉内微正压的复原性气氛。并设炉压检测装置。水冷炉盖采用全水冷管式炉盖，整个水冷炉盖用20g材质的无缝钢管和特制弯头组焊而成，形成均流无死点的高效水冷强制循环。本炉盖在结构上分成三层，底层环盖侧壁设有裙边，用于接收炉盖与钢包接缝处气体，防止空气进入钢包，此局部的烟气通道用钢板围成，并设手动翻板调节抽气量装置，此排烟与水冷排烟弯管的排烟口并在一起，与外部除尘管道、电动除尘阀相接。通过控制电动除尘阀的开度，保持精炼时炉内微正压的复原性气氛。本水冷炉盖内部各处均布有挂渣钉，在冶炼过程中自动挂渣或人工打结。电极孔分上、下两层，各三个孔，电极孔周边放置打结成形的绝缘耐火模块，以保护水冷管。顶层小盖与炉盖本体为活连接，以便更换维修电极孔中的绝缘耐火模块。炉盖中层开有两孔，分别用于合金加料孔和喂丝孔。炉盖中层侧壁开有观察孔，此孔封板用齿轮摆动气缸控制开关，以利于减少开启封板及安装气缸的空间，使炉盖的整体更加紧凑。所有气缸两端均有缓冲功能。炉盖合金加料孔上设置一合金加料管，用于将加料系统供应的物料导入炉内。合金加料孔溜管采用水冷管，合金加料孔采用氮气封。炉盖上各设有一进回总水管。炉盖总进、回水管上各设一个平安阀，用于在停水事故时保护炉盖。主要组成及数量炉盖本体 2件×2集烟筒 2件×2裙边集烟罩 2件×2总集烟管路及烟道 2套×2合金加料水冷溜管 2套×2喂丝孔封板〔包括气缸〕 2套×2观察孔封板〔包括气缸〕 2套×2冷却水连接管路及金属软管 2套×2平安阀 4个×2电极孔绝缘耐火模块 2套〔用户自备〕×2主要技术参数水冷炉盖直径 ～ф4000水冷炉盖高度 ～2030mm水冷炉盖使用寿命 ≥6000炉次炉盖顶升机构及机架炉盖的顶升机构采用悬臂式结构，立柱升降，独立根底。炉盖与立柱通过一矩形中空梁连接成一体，保证其具有足够的刚性和稳定性，炉盖与悬臂采用销轴连接，炉盖可自由拆卸更换。由于炉盖处于一个高温区，而且在其上还设置有水冷排烟烟道及加料斗等装置，炉盖有偏重，炉盖会产生偏斜、低头等现象，影响石墨电极的上下运动，为防止此种现象产生,炉盖与提升悬臂之间设有水平调整环节，保证炉盖的水平状态。炉盖顶升缸与立柱采用铰接形式，带动立柱使炉盖上升，靠自重下降，炉盖顶升缸采用单作用柱塞缸，油缸底座通过铰接与根底相连，立柱采用圆形结构，其上各焊接有导轨，经机加工呈三角形对称布置，保证其整个导轨的直线度及形位公差。机架是一刚性结构件，其上设有两层平台，各布置两组导向滚轮，立柱导轨面与之接触作立柱升降的导向作用，导向滚轮通过其座板后面的两斜面板条调整与立柱导轨面的接触力。炉盖顶升行程≥650mm，并设有限位开关。主要组成及数量炉盖顶升缸 1件×4悬臂 1件×4立柱 1件×4导向轮组 4套×4机架 1件×4限位开关 2套×4主要技术参数炉盖提升行程 ≥650mm炉盖提升速度 50mm/s炉盖紧急提升的响应时间 200ms液压系统液压系统设计考虑到系统和设备的平安性和可靠性,工作压力为12Mpa，电极升降比例阀采用美国派克公司产品。系统配置相当数量的蓄能器，以保证事故状态的应急操作〔炉盖提升、电极提升〕。液压系统采用3台恒压变量泵，2开1备，其流量为100L/min,工作压力为12Mpa，电机转速为1000r/min功率为30KW。系统配有液位仪1台，4点温度控制器1台，和循环过滤装置400L和回油过滤器600L各1台，以保证油液的恒温及清洁度。油箱采用3立方米油箱。为了设备的平安和应急系统设置一组63L的皮囊式蓄能器。电极升降控制系统采用美国派克公司比例阀，以满足电极调节系统的灵敏度，及氩气翻动对弧流的影响。电极升降控制比例阀采用3台。本系统其他液压元件均采用国产名牌产品。恒压变量泵 3台×2×2×2×2×2×2×2×2集中润滑系统干油集中润滑系统用于向电极升降机构的导向轮组及旋转轴承，炉盖升降导轮等润滑点定期供油脂。主要组成及数量手动加油泵 1台×2手动润滑泵 1台×2双线给油器 8件×2压力操纵阀 1件×2干油过滤器 1件×2主要技术参数：贮油器容积 50L润滑介质 耐高温干油脂水冷系统 本系统分为两局部：一局部为炉盖冷却水，用于水冷炉盖的冷却。主进水管路上设有本地压力表、热电阻〔Pt100〕、压力变送器。在回水总管上还设有电磁流量计、本地压力表、热电阻〔Pt100〕，可对炉盖进水量进行模拟跟踪监控，所有信号均进PLC。 另一局部为设备冷却水，主要冷却的部位有短网铜管，水冷电缆、导电横臂、电极夹头、液压站、变压器等。主进水管路上设有压力表、热电阻，回水总管设有本地压力表、热电阻，信号均进PLC，以便控制和监测。每个进水支路上均设有手动截止阀，以调各支路进水量。每个回水支路上均设有双金属温度计。 为了确保炉盖用水，在炉盖总进水处设有保安水接口，设有手动截止阀及单向阀，以防正常用水停水时，保证炉盖的冷却。主要组成及数量：炉盖冷却总进水管 1套×2炉盖总回水分配器 1套×2设备冷却总进水分配器 1套×2设备总回水分配器 1套×2压力变送器 2个×2电磁流量计 2个×2热电阻 1组×2压力表 3个×2双金属温度计 1套×2截止阀 1套×2单向阀 1套×2主要技术参数：正常用水：回水压力 进水温度 ≤35 回水温度 ≤55 耗量 470m3 事故用水： 时间 t+30min〔t为钢包在加热工位的时间〕 流量 240m3 水质要求按照GB10067.1-88?电热设备根本技术条件?有关规定。压缩空气系统压缩空气系统×2×2×2×2压缩空气系统×2×2×2×2电极存放及连接装置电极接长装置用于接长和存放电极，以便更换电极。电极存放台放于平台上，本装置共存放5组电极，结构为在筒的内壁上焊有接触条。根据石墨电极直径，经机加工，夹紧体中夹紧夹亦根据电极直径加工，采用园弧面偏心机构夹紧，插销体将把手锁定。当夹紧时，插销体拨出，把手围绕铰支点转动，依靠偏心机构夹紧电极。下设笼式保护罩。喂丝机及导管〔双线喂丝〕喂丝用于向钢包内喂Al及Si—Ca丝等，调整钢水成份及进行夹杂物变性处理。采用双线喂丝装置。此装置由喂丝机和放线架两局部组成，将金属线置于放线架的转盘上，经喂丝机把金属线拉出矫直，经导管进入钢水中。为了控制金属线的参加量和喂丝速度，在喂丝机上装有显示喂入长度的计数器和速度控制器〔变频调速〕。当喂丝机以一定的速度把金属线送入钢包内到预定长度时，喂丝机自动停止喂丝，喂丝作业可采用自动控制或手动控制两种方式。此装置可同时双线喂入，也可单线使用。主要组成及数量喂丝机 1台×4放线架 1台〔用户自备〕×4导管 2件×4控制箱 1件×4主要技术参数喂丝机型式 双线喂丝喂丝机型号 WX-4BF喂线种类 合金芯线、铝线喂线规格 Φ8～18mm圆线、矩形线喂线速度 1～8m/s主机行走速度 14m/min导线管升角 30°氩气搅拌系统氩气搅拌系统是实现钢水搅拌使钢水温度和化学成份均匀，有效脱除气体及非金属夹杂物，提高钢液质量的关键装置。其装置与钢包底吹氩口通过管道相连。此装置还可对吹氩压力自动追踪。当系统出现断路情况，压力骤降，系统将自动关闭并发出警示。氩气搅拌系统在控制室内操作，根据吹氩曲线自动控制调节氩气流量，氩气流量可手动，也可自动控制调节。主气路开始工作，进行正常吹氩。当主气路元件出现故障时，可通过自动切换到事故支路旁路工作。系统设有两路独立吹氩，各用于钢包车上钢包底吹氩气(调节范围为50～500NL/min。),事故旁路为高压吹堵支路。破渣压力≥1.6Mpa,并带有破渣后自动减压恢复到正常吹氩状态的功能。氩气搅拌系统的主要组成截止阀 1套×4压力变送器 1台×4自力减压阀1件×4质量流量计 1件×4气动薄膜调节阀 1件×4节流阀 2件×4支架 1件×4主要技术参数工作压力 Mpa事故1.6Mpa耗量 4×〔50～500〕NL/min纯度 99.9%合金加料系统 合金加料系统将合金料、造渣料由钟式料罐上料或皮带上料贮备于储料仓内，通过振动给料器，将需要的合金、造渣剂依次进入称量料斗，经过振动给料器进入水平皮带机将料进行分配，再分别由另两条水平皮带机通过合金加料管引入两个工位的钢包内。合金加料系统：由储料仓、变频振动给料机、称量斗、料位计、称重传感器、重量变送显示仪、钟式料罐〔用户自备〕、头部料斗、事故料斗及溜槽、皮带输送机、密封罩、集尘管道等组成·给料能力：60t/h·称量精度：≤0.2%·加料精度：≤0.5%·皮带机带跑偏开关·16个高位料仓，4个称量斗 加料系统工作时称重传感器、料位计的输出信号可在主控室显示，振动设备主要组成储料仓 几何容积：14m3 2个×储料仓 几何容积：6m3 6个×振动给料器 10个×2称量料斗几何容积：m3 2个×称量传感器〔带专用电缆〕 2套×2综合接线盒2套×2料位计8件×2水平皮带输送机 2套(带跑偏开关)事故溜管 1件×2密封罩 2套主要技术参数振动给料器给料能力 60t/h称量精度 ≤0.2%短网系统短网系统是通过软连接(干式)把导电铜管的始端与变压器二次出线端连接，导电铜管的终端通过导电铜板与大截面水冷电缆连接构成的。考虑到大电流产生的电磁场，导电铜管的固定用支架及连接均采用非导磁的奥氏体不锈钢制成，并用绝缘材料绝缘。软连接具有防止电动力及热膨胀对固定件的影响，同时也可以解决安装过程中变压器二次出线端与导电铜管中心不重合时安装问题。 水冷电缆作为短网系统的重要组成局部，内部既要通水冷却，又要导电，而且还要运行，其结构有一定的特殊性。铜绞线通过特殊工艺与两端铜加工件的接头连接，铜绞线及接头尾端外部穿有耐温、耐磨胶管，通过不锈钢带在接头尾端扎紧,以防止内冷却水泄露。在短网系统的设计中，采用每相两根4000mm2截面的水冷电缆，满足电极升降机构升到顶和降到底时水冷电缆两端均有一定的直线段，使水冷电缆使用寿命延长。设备主要组成软连接 12件×2导电铜管 6根〔每相2根〕×2水冷电缆 截面S=4000mm2 6根〔每相2根〕×2支架〔包括绝缘件等〕1套×2水嘴及紧固件 1套×2主要技术参数短网系统阻抗 ≤0.6+jmΩ三相阻抗不平衡系数 ≤4%精炼炉变压器精炼炉变压器由变压器本体、储油柜、开关操作箱、油水冷却器控制柜、小车、高压套管、释压器、进口有载调压开关、油水冷却器、低压导电排组成。调压方式：有载电动调压，11级，采用直调调压。二次引线：y/d11侧出线，内封三角形。采用内封三角形平衡布置，多组并联，可使三相电流电感分布均匀，二次端子采用铜排引出器身压紧：所有线圈整体组装真空气相枯燥处理，线圈压紧采用特制弹簧油缸压钉，使用其在运动中始终处于压紧状态。冷却方式：强油循环水冷〔OFWF〕。变压器和有载开关分别配有重瓦斯、轻瓦斯、释压器等保护功能。储油箱内衬橡皮囊，使油与空气隔绝以保护变压器油。变压器带有远传测温装置，在主控室通过数显仪表可观察变压器油温并且输出4-20mA信号到PLC。配有远传数显档位显示仪，另外配有档调压无源触点输出送入PLC。设备主要组成 本体 1套×2 储油柜 1套×2 控制柜 1台×2 开关操作箱 1台×2 释压器 1台×2 有载调压开关 〔ABB〕 1台×2 油水冷却器 1台×2 温控器 1台×2主要技术参数变压器型号 HSSPZ-21000/35型式 箱盖式运行方式 额定容量时连续运行，超载20%时，连续运行2小时额定容量 21000kVA一次额定电压 35kV50Hz二次电压 360～240V11级50Hz 其中：360～324V为恒功率级 324～240V为恒电流级二次额定电流 37420A联结组别 Y/d11阻抗电压 6～7%〔360V电压下〕端子出线方式 侧出电气及自动化系统.1三电设备120t钢包精炼炉电气设备由高压供电系统、低压电气控制系统、根底级自动化及通讯网络组成，其中低压电气控制系统为电控、仪控、计算机控制三电一体化综合系统，由低压电气供配电系统、成套低压电气传动设备、电极自动调节装置、现场控制及检测设备组成。.1.1高压系统〔卖方负责根本设计，买方负责供货〕.1高压系统由隔离开关、电压互感器、真空断路器手车、电流互感器、氧化锌避雷器及R-C吸收装置组成。并有效防止操作过电压和浪涌过电压对变压器和电压五感器绝缘可能造成的危害。.1断路器操作机构为直流电磁操作机构，可以方便远距离操作。采用防跳装置，克服其空触头电弧重燃。.1高压柜均设闭锁装置，具有防止误操作功能，满足国家水电部提出的“五防〞要求。五防即：防止带负荷分〔合〕隔离开关；防止操作人员误入带电间隔；防止带电连接地线；防止带地线合隔离开关；防止误分〔合〕断路器。.1高压计量局部，放在高压计量柜内。包括过流继电器，防跳继电器、电流表、电压表、有功电度表及无功电度表、三相有功功率表等测量仪表。.1高压设备组成进线柜：包括隔离开关及电压互感器1面×2真空断路器柜：包括真空断路器手车、电流互感器1面×2保护柜：包括氧化锌避雷器及阻容吸收装置1面×2.1.2低压配电低压电气控制系统由低压电气供配电系统、成套低压电气传动设备、电极自动调节装置、合金加料系统、现场控制及检测设备组成，主要包括低压动力柜、钢包车变频控制柜、合金加料控制柜、炉体PLC柜、调节器控制柜、主操作台、炉前操作台、液压操作箱、现场检测仪表、传感器、限位开关等设备；低压电控柜采用GGD型低压开关柜，柜壳采用静电喷塑处理。各台、柜、箱结构巩固、外表采用喷塑处理，美观实用，便于维护。.1.配电系统a〕低压配电柜分为两面。1号为进线柜，车间两路380V，三相四线制电源〔其中一路为备用电源〕，引入1号柜，该柜内装有刀开关，电动断路器，交流接触器，电压表，分〔合〕闸按钮等。b〕2号柜的电源由1号柜引入，该柜内装有多只断路器，并由各分路开关分别向各用电点提供电源。例如液压泵、钢包车、合金加料、仪表、PLC及过程控制的380V、220V电源，该柜内还放有直流稳压电源AC220V/DC24V，向液压阀站提供DC24V电源。c〕直流电源柜：该柜设有整流变压器及三相桥式整流模块，电容、电压表及开关等。进线AC380V，经过整流后，变为DC220V向高压电磁操作机构供电。.1.液压系统的控制液压站设三台液压泵，其中一台备用，通过开关进行转换，同时设有卸荷阀，当液压泵起动后经过3-5秒的卸荷时间后再转入打压状态，以减轻泵的启动负荷。本系统主要控制炉盖的升、降，电极的松开，电极升降等，其动作块采用锥阀集成块，电极升降采用比例阀控制。.1.温度显示温度参数可再工控机画面上显示。.1.吹氩系统吹氩系统吹氩管道上设有电磁阀、压力变送器、流量控制器等。电磁阀的翻开和关闭是手动操作。压力和流量采集的信号变为4-20mA送给配电器，再由配电器送给PLC的A/D模块经过计算送入上位机。进行显示实际值。.1.水冷系统水冷系统设有总进水压力和流量的检测仪表。总进水管路又分为两大路，一路向导电横臂、水冷电缆提供水源，另一路向水冷炉盖提供水源。由于水冷炉盖处于高温区，要保证水的冷却，所以在水冷炉盖的水管上装有压力和流量变送器，由PLC进行监控。在水冷炉盖的出水管上装有热电阻，检测出水温度并送入PLC。其它用水的各支路装有电接点温度计，设定上限值55℃.1.钢包车控制钢包车控制采用变频器调速。该控制设有手动、自动两种方式。在钢包车操作台上进行操作。钢包车的行走根据LF加热工位或吊包工位限位开关信号，实现自动快速连续行走，自动减速行走以及自动停止，钢包车启、停平稳，速度自由可调，运行平安可靠.1.合金加料系统合金加料系统实现加对每个料仓及称量斗的振动给料机以及皮带机的送料控制与给料量的称量。设有加料控制柜和加料操作箱.加料操作箱能够在现场手动操作每个料仓及称量斗的振动给料机以及皮带机的送料控制，另设有操作权开关，以便于设备现场调试检修。变频器按四台振动给料机配一台变频器的原那么。.1.低压设备组成动力配电柜 2面×2变频器柜 2面×2加料柜 1面×2液压柜 1面×2高压计量柜 1面×2PLC柜 2面×2主操作台 1面×2炉前操作台 1面×2.2自动化控制系统.1.1概述该方案用于LF-120吨精炼炉电气自动化系统。系统总体设计采用仪、电、计算机一体化并面向工艺的设计思想，充分考虑系统的先进、实用、可靠以及合理性。.1.2系统由以下几局部构成。·精炼炉电极调节器PLC·精炼炉本体控制PLC·HMI·主控制台〔主控制室内〕·精炼炉操作台〔置于炉台现场〕主操作台和精炼炉操作台信号进PLC。电极PLC与炉子本体PLC通过MPI网通讯，并与HMI进行通讯。炉子PLC选用西门子公司的S7-300系列，计算机工作站选用工控机。系统配置的计算机操作站，其中操作站用于画面显示、操作指导的人机对话。还有用于化验室数据传递，用于电气后台监控。.1.3.1.3.1精炼炉的电极升降控制由调节器PLC以及二次侧电压电流互感器、电量变送器和输出信号转换器组成。调节器完成以下主要功能：·电量值检测·电气参数计算·弧长控制·智能PID调节器·综合控制输出·输入功率控制·网络通讯电量值检测调节器通过检测精炼炉变压器二次侧的电压、电流、COSΦ等电量值。电气参数计算利用采集的电量值，计算出电压电流的有效值、相角、有功功率、无功功率、弧压、弧长、弧功率、等重要电气参数。弧长控制合理控制电弧弧长，对提高钢包炉热效率至关重要，整个控制过程结合不同钢种的冶炼工艺进行相应的控制调节。最主要的在控制过程中始终追寻电弧最正确功率Q点。智能调节器根据弧压、弧长、弧功率等电气参数计算，在保证升温速度的前提下，合理控制弧长。智能PID智能PID是一种综合控制算法，结合炉子仿真系统预报结果，优化与设定点之间的误差，调整优化参数权值，计算电极升降控制的输出值，确保系统运行的平安可靠。综合控制输出在有些异常情况下，需要快速做出反响，例如起弧，电流过负荷，短路保护等，这些变量不需引入参数优化控制中，综合输出通过规那么进行逻辑判断，可直接进行输出干预，这样可防止参数优化结构复杂，学习效果差，又可保证控制器的反响速度。综合控制还包括防止电极插入钢水的功能。输入功率控制 二次电压设11挡，每电压挡下设5挡电流可供用户灵活选择。在自动方式下，计算机根据相关电量参数，可自动进行功率最优调节。网络通讯调节器与上位机间通过以太网进行通讯，同时与其它PLC通过相应控制网进行通讯。.1.3.2炉体PLC完成以下功能：·高压及变压器设备的监控·冷却水监控，包括炉子、电气设备和液压站的冷却水·液压站控制·炉盖等炉子设备控制·炉体控制·电极夹持器控制·钢包车控制·加料控制·吹氩控制·钢水测温读取·与上位机电极调节器的通讯·与系统的通讯高压设备的监控高压供电系统由高压隔离开关及电压互感器、高压真空断路器、电流互感器、避雷器及阻容吸收装置组成，给精炼炉变压器提供高压主回路电源。高压系统的真空断路器合分闸由高压柜和主操作台两地操作控制。分、合闸时，必须条件满足，操作台、高压柜信号灯指示工作状态。并根据设计要求实现变压器调压。冷却水监控〔包括炉子、电气设备和液压站的冷却水〕PLC监视冷却水回路的入口出口水温及主回路的入口压力、出口流量。信号超过设定值时报警。液压站监控液压站由精炼炉主PLC控制液压站相关电气设备。电极夹持器控制电极夹持器控制，在液压系统压力正常时、断路器未合闸时，可在精炼炉操作台控制电极夹放。炉盖提升及电极旋转等炉体设备控制炉盖控制按钮、炉盖合金门控制按钮皆为带灯按钮。当按下按钮，炉盖到位限位时灯亮。完成炉盖提升、炉门升降等炉子设备的控制。电极旋转在满足所有连锁条件情况下，由控制台或HMI发出控制信号，通过控制比例阀，完成电极的旋出和旋入的动作。精炼炉钢包车控制 钢包车行走控制由变频器、电动机、行程开关等组成。行走速度2-20M/MIN可调。计算机预制行走曲线自动完成控制。吹氩控制 吹氩控制通过氩气流量计检测流量并将4-20mA信号送PLC，计算机将检测值与氩气给定值比拟，调用智能PID算法得到相应的输出量。氩气控制具有自动和手动两种方式。钢水测温信号读取钢水测温由二次仪表将温度信号转为4-20mA信号输入PLC。低压设备监控相关的自动开关的运行状态应进入PLC进行检测主回路电源接通状态，用作监视。相关设备电机运行状态及故障状态进入PLC进行检测设备运行状态，用作监视、控制。.1.3.3上位机系统配置本系统中配置1台工控机，用于精炼炉、加料设备监控和操作。工控机硬件配置：处理器：P4G内存〔DRAM〕：256MB硬盘40G软驱：3.5光驱：48倍速彩显液晶显视器：LCD17"通讯网卡2000KVA15分钟不间断电源系统软件·PLC操作系统和编程软件〔STEP7〕·WINDOWS.2000/NT·工控组态软件WINCC。·PLC通讯软件上位机功能概述·设备运行监示·报警/事件管理·网络通讯监视HMI工作站显示画面：主菜单一级画面二级画面备注系统组态系统组态网络诊断网络诊断历史/实时趋势历史/实时趋势图设备运行监控监控画面炉体状况高压设备电炉供电系统图、断路器合分闸状态、变压器工作状态、、高压系统故障点显示冷却水系统水冷系统回路中相关部位压力、流量显示、进出水温度。液压站液压回路总图、电极升降阀状态、电极加紧、放松阀状态、炉体运动阀状态。并根据液压系统提供的相关信号，显示液位、过滤器前后压力及液阻状态炉盖炉门以及电极炉盖炉门的位置和电极位置吹氩状态根据吹氩系统提供的信号显示压力、瞬时流量、吹氩量、吹氩时间电极升降三相弧压、弧流以及电流给定等电极旋转加料系统根据加料设备提供的信号，显示料位、震动器、皮带机的工作状态报警/事件管理趋势图实际冶炼功率曲线.1.4与根底自动化有关的盘、箱、柜见下表：编号设备名称尺寸〔高X宽X深〕电源数量位置G1电极控制柜2200X800X600220VAC，600VAPLC室G2本体PLC柜2200X800X600220VAC，600VAPLC室G3主操作台〔高压、变压器调压、电极升降、电极旋转、炉盖、加料〕主控室G4计算机操作台220VAC，1000VA主控室.1.4.1S7系列PLC相应的PS/DI/DO/AI/AO模块；相应的通讯模块；CP相应的变送器、继电器、空开、指示灯、接线端子等电器.1.4.2S7-系列PLC相应的PS/DI/DO/AI/AO模块；相应的通讯模块；CP相应的变送器、继电器、空开、指示灯、接线端子等电器.1.4.3根本组成·紧急停止按钮·灯测试按钮·分、合真空开关的钥匙开关·真空开关准备、合、分批示灯·炉盖操作旋钮开关及指示·电极旋转开关及位置指示·电极1#升/降自动操作杆·电极2#升/降自动操作杆·电极3#升/降自动操作杆·电极1#、2#、3#升/降自动操作杆·变压器档位选择开关·变压器档位指示灯·加料系统紧急停止按钮·二次电压、电流表各3只根本功能·通过开关、按钮指令操作进真空开关的分合·手动、自动操作电极、炉盖、炉体的动作·操作变压器换档.1.4.4精炼炉台操作台〔置于炉台现场·指示灯、开关、操作按钮·各电极动作开关·炉盖、炉体的动作注：PLC模块输入输出接口余量15%，最少量为1路。CPU负荷不大于65%，内存应用余量不少于35%。.1.4.5根底自动化级功能描这一级控制分为两大类。一类是开关量信号控制，一类是模拟量信号控制。●开关量信号控制开关量信号控制的每一个输出动作，都必须满足相应的逻辑连锁条件。这一类控制主要有： 测温取样动作 炉盖动作 液压站控制电极旋转控制 加料控制 变压器换档控制 变压器油温、轻重瓦斯监控 水路流量、温度、压力监控真空开关合分闸手动按钮、摇柄、鼠标点击对应的动作●模拟量控制模拟量控制在电炉中主要是指对电极升降的调节控制及吹氩控制，这局部的控制是整个系统的关键。优化控制的目标是压缩冶炼时间，提高工厂冶炼效率，降低电耗和电极消耗减少炼钢的本钱。模拟量控制还包括钢包车行走和吹氩流量等控制。LF炉的电极调节控制过程当具备所有冶炼的连锁条件后，三相电极快速下降。在电极下降的过程中，要保持三相电极平头防止某一相电