《钢铁行业高炉炉前智能装备系统技术要求》

T/CISAXXXXX—XXXX

钢铁行业高炉炉前智能装备系统技术要求

1范围

本文件规定了高炉炉前智能装备系统的总体架构及自动加泥机、泥炮机、自动换钎机、开口机的设

备要求、PLC设备接入要求、中控平台要求和其他设计的要求。

本文件适用于钢铁行业高炉炉前智能装备系统的设计、建造以及适应性改造，使用对象主要为钢铁

企业高炉炉前操作等相关人员，以及智能装备系统设计及控制有关的其他领域人员。

2规范性引用文件

本文件没有规范性引用文件。

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

自动加泥机automatictapholeclayfillingmachine

具备泥炮机加泥口开盖、自动填充炮泥、判断加泥口是否满溢、判断是否炮泥填充完毕及泥炮机加

泥口关盖等功能的设备。

3.2

泥炮机mudgun

属于冶炼行业必备的炉前设备，其作用是能够迅速准确堵塞放铁后的出铁口，使高炉快速进入下一

循环的作业。

3.3

自动换钎机automaticchangerockdrillmachine

具备钎库取钎、开口机待机位装钎、卸钎等功能的设备。

3.4

开口机tapholeofblastfurnace

高炉出铁时打开铁口的重要机械，是以悬臂吊挂的可以旋转和前进后退的长杆电钻。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

AGV：自动引导运输车（AutomatedGuidedVehicle）

HMI：人机接口（HumanMachineInterface）

PC：个人电脑（PersonalComputer）

PLC:可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）

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5高炉炉前智能装备系统总体架构

系统的整体框架主要分为五个层次：

a)业务应用层,定义了高炉炉前智能装备各类操作系统；

b)数据分析层,定义了统计数据、分析数据的方法及对数据加以详细研究和概括总结的过程；

c)通讯层,定义了各类设备的信息交互方式；

d)控制层,定义了底层控制逻辑；

e)执行层,定义了该系统的各类设备。

高炉炉前智能装备系统总体架构如图1所示：

图1高炉炉前智能装备系统总体架构图

6自动加泥机系统要求

6.1泥炮机设备要求

6.1.1功能要求

泥炮机应具备的基本功能包括但不限于：

a)大臂回转功能，大臂回转速度可调节，回转待机位远离出铁主沟位置；

b)活塞前进后退功能，前进后退速度可调；

c)大臂角度可检测，检测数据实时反馈；

d)打泥机构流量可检测，检测数据实时反馈；

e)各驱动机构压力可检测，检测数据实时反馈。

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6.1.2性能要求

泥炮机应具备的性能要求包括但不限于：

a)在高温粉尘环境下长期运行能力，设计使用寿命不小于5年；

b)通过各驱动机构动作能完成高炉铁口堵口作业；

c)各驱动机构、管路等在压力20Mpa～26Mpa范围内稳定运行；

d)控制回路带保压回路及有杆腔背压阀，保压时间30min压降不大于2Mpa。

6.2加泥机器人要求

6.2.1功能要求

加泥机器人应具备的基本功能包括但不限于：

a)能满足与PLC通讯要求；

b)实现一键式自动加泥，包括泥炮机加泥口开盖、炮泥自动填装、判断加泥口是否满溢、判断

是否加泥完成及泥炮机加泥口关盖；

c)显示故障信息的功能；

d)中控最高操作权限，现场遥控器动作时设备应退回待机位；

e)防止炉前设备相互干扰；

f)异常情况下紧急停止功能。

6.2.2性能要求

加泥机器人应具备的性能要求包括但不限于：

a)在高温粉尘环境下长期运行能力；

b)一次加泥时间不大于30min；

c)机器人负载不小于20kg；

d)加泥位置偏差在±5cm内；

e)在满足运行条件的情况下，人工干预率应不大于5%。

6.3自动引导运输车要求

6.3.1功能要求

自动引导运输车应具备的基本功能包括但不限于：

a)满足与PLC通讯要求；

b)炮泥载具的自动搬取、运输及堆垛；

c)自主规划运行路线；

d)前进、后退、左右转弯方向行进；

e)显示故障信息的功能；

f)自动充电的功能；

g)互换作业的功能；

h)异常情况下紧急停止功能。

6.3.2性能要求

自动引导运输车应具备的性能要求包括但不限于：

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a)地坪高度差绝对值不大于3mm/㎡的区域正常运行；

b)一次收空框、送满框所用时间不大于900s；

c)运载能力不小于1500kg；

d)堆高高度不小于1700mm；

e)导航精度在±10mm内；

f)定位精度在±10mm内；

g)电池续航不小于6h；

h)电池使用寿命不小于8000h；

i)软件故障次数：同一PC单体软件故障次数≤2次/月。

7自动自动换钎系统要求

7.1开口机设备要求

7.1.1功能要求

开口机应具备的基本功能包括但不限于：

a)大臂回转功能，大臂回转速度可调节，回转待机位远离出铁主沟位置；

b)钻杆前进后退功能，前进后退速度可调且给进压力可调；

c)钻杆旋转功能，旋转速度可调；

d)钻杆锤击功能，锤击压力可调；

e)夹钳打开关闭功能；

f)夹钎装置，具备夹钎旋转和夹紧功能；

g)钻进机构工作倾角可±2°内调节；

h)大臂角度可检测，钻杆行进距离可检测，检测数据实时反馈；

i)各驱动机构压力可检测，检测数据实时反馈。

7.1.2性能要求

开口机应具备的性能要求包括但不限于：

a)在高温粉尘环境下长期运行能力，设计使用寿命不小于10年；

b)通过各驱动机构动作打开高炉铁口，打开时间不大于10min；

c)各驱动机构、管路等在压力12Mpa～18Mpa范围内稳定运行。

7.2换钎机设备要求

7.2.1功能要求

应具备的基本功能包括但不限于：

a)能满足与PLC通讯要求；

b)实现一键式自动装钎、拆钎、备钎、换钎；

c)钎库具备平移、升降、电磁吸取动作；

d)根据人为设定，自动选取钎架上的钎具；

e)运钎车能在导轨上运行，具备行走、升降和回转功能；

f)夹钎装置具有旋转和夹钎两个功能，配合开铁口机的钻削动作和开铁口机小车进退动作，拆

卸或安装钻杆；

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g)显示故障信息的功能；

h)中控最高操作权限，现场遥控器动作时设备应退回待机位；

i)防止现场设备相互干扰；

j)异常情况下紧急停止功能。

7.2.2性能要求

换钎机的性能要求包括但不限于：

a)在高温粉尘环境下长期运行能力；

b)单次换钎时间不大于200s；

c)换钎位置偏差在±2cm内；

d)在满足运行条件的情况下，人工干预率应不大于5%。

8一键开堵口系统要求

8.1功能要求

应具备的基本功能包括但不限于：

a)支持操作台、远程电脑或其它终端等多种操作方式；

b)人工手动即时干预功能；

c)实现泥炮机一键堵口作业；

d)实现开口机一键开口作业；

e)判断开口过程中铁口打开完成功能；

f)自动计算泥炮机堵口打泥量，计算误差与实际误差不大于2%；

g)自动计算开口机开口深度，计算误差与实际误差不大于2%。

8.2性能要求

应具备的性能要求包括但不限于：

a)通过各驱动机构动作能自动一键完成高炉铁口堵口、开口作业；

b)易于操作和使用，界面友好、操作简单、指令清晰；

c)在满足运行条件的情况下，人工干预率应不大于5%。

9PLC系统接入要求

9.1功能要求

应具备的基本功能包括但不限于：

a)支持远程启动、停止等控制功能；

b)提供安全可靠的生产异常情况下的紧急停止控制功能；

c)实时监测数据流量，控制网络协议、通信行为、操控指令的功能；

d)机上PLC系统配置独立的以太网卡用于智能化系统网络通讯，与本地控制网络隔离；

e)开关量模块为16点或32点24VDC模块，模拟量模块转换精度不小于12位；

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f)主控PLC系统中的主机存储器容量、机架槽位数量满足本系统的容量外，应预留有20%I/O余

量、50%内存余量、10%空槽位；

g)PLC采用同样的编程软件，其I/O模块均能兼容；

h)PLC具有远程I/O能力和故障诊断功能。

9.2性能要求

对控制信号的响应速度不大于100ms。

10中控平台要求

10.1功能要求

应具备的基本功能包括但不限于：

a)满足PLC的接入要求；

b)高炉炉前智能装备操作模式满足手动、遥控、自动等多种模式要求；

c)高炉炉前智能装备操作地点满足现场、远程、集控等多地点要求；

d)满足模拟摄像机信号以及流媒体等数字视频信号的接入要求；

e)供电需要不少于2路冗余电源的供电要求；

f)满足跨节点、跨操作系统的分布式部署要求。

g)通过授权的HMI界面远程监控所有的应用软件；

h)单独启动或停止任何一个独立应用软件；

i)对应用软件发生异常的情况进行自动报警推送。

10.2性能要求

中控平台性能要求包括但不限于：

a)启动或停止任何一个独立应用软件延时不大于2000ms；

b)应用软件发生异常的情况下，平台自动推送报警的延时不大于30s；

c)视频信号的延时不大于300ms；

d)数据访问延时不大于1000ms。

11其他设计要求

根据设计和实施过程要求包括但不限于：

a)设计和选择控制系统电气设备时，应考虑其安全性、可靠性、经济性和先进性以及安装、使

用和维护的方便，应是当时先进的，并经过实际检验的产品；

b)所提供的主设备的处理能力计算应满足最终容量需求，不另增加相应硬件扩充。应遵循先进

性、安全性、可靠性、经济性的原则，选择当前自动化领域通用、标准的主流产品。

c)网络中需要时间记录、时间标签的系统应具有统一时钟，需要统一时钟的设备至少包括各系

统PLC、服务器、工作站及工控机等；

d)各分系统的所有设备、器件、接线箱、控制柜具有按类统一编排的编号标识，标识应清晰、

牢固且耐久地固定在该设备上，与图纸对应，不可手写。

ICS77-010

CCSH04

CISA

团体标准

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钢铁行业高炉炉前智能装备系统技术要求

Technicalrequirementsforintelligentequipmentsystemsinfrontofblastfurnacesin

thesteelindustry

(征求意见稿)

XXXX–XX-XX发布XXXX–XX-XX实施

中国钢铁工业协会发布I

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钢铁行业高炉炉前智能装备系统技术要求

1范围

本文件规定了高炉炉前智能装备系统的总体架构及自动加泥机、泥炮机、自动换钎机、开口机的设

备要求、PLC设备接入要求、中控平台要求和其他设计的要求。

本文件适用于钢铁行业高炉炉前智能装备系统的设计、建造以及适应性改造，使用对象主要为钢铁

企业高炉炉前操作等相关人员，以及智能装备系统设计及控制有关的其他领域人员。

2规范性引用文件

本文件没有规范性引用文件。

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

自动加泥机automatictapholeclayfillingmachine

具备泥炮机加泥口开盖、自动填充炮泥、判断加泥口是否满溢、判断是否炮泥填充完毕及泥炮机加

泥口关盖等功能的设备。

3.2

泥炮机mudgun

属于冶炼行业必备的炉前设备，其作用是能够迅速准确堵塞放铁后的出铁口，使高炉快速进入下一

循环的作业。

3.3

自动换钎机automaticchangerockdrillmachine

具备钎库取钎、开口机待机位装钎、卸钎等功能的设备。

3.4

开口机tapholeofblastfurnace

高炉出铁时打开铁口的重要机械，是以悬臂吊挂的可以旋转和前进后退的长杆电钻。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。