肖乃飛，陳冬生

（江蘇沙鋼集團淮鋼特鋼有限公司，江蘇 淮安223002）

焦爐大車爐號識別與走行定位一般采用長纜感應、對射式光電開關編碼及旋轉編碼器等技術，但都存在一定的缺陷，如干擾大，感應電纜易出故障，旋轉編碼器技術會發(fā)生累計誤差等［1］。為此，采用DP通訊及自動定位程序控制對焦爐大車控制系統(tǒng)進行改造。

1 自動對位系統(tǒng)組成

1）激光測距儀。是1臺可用于Profibus-DP的設備，由GSD參數(shù)集合定義的激光功能，利用GSD文件中模塊建立的各參數(shù)，測量精度可達1 mm。

2）HMI系統(tǒng)。MP277觸摸屏采用分體式的結構，在移動車輛震動較大的場合將主機布置在相對穩(wěn)固的壁掛式電氣箱內，Wincc強大的功能使整個HMI系統(tǒng)更加靈活，主要功能和特點：①在畫面中可顯示車輛實時位置，顯示激光測距儀的測量值；②在畫面中可輸入目標爐號發(fā)出指令，操作方便靈活；③操作員動作記錄，通過觸發(fā)報警記錄控件，將操作順序記錄歸檔，便于操作質量的管理。

3）傳動控制系統(tǒng)。采用Simovert Masterdirive 6SE70系列的裝機裝柜矢量變頻器，其靈活的BICO技術使整個傳動方案設計成本下降，通過變頻器參數(shù)調整可進行手動自動控制的自由轉換，保持原系統(tǒng)的完整性，自動對位控制采用頻率控制模式，將變頻器的給定信號采用±10 V模擬量給定，自動對位系統(tǒng)變頻器速度設定算法見圖1。

圖1 自動對位系統(tǒng)變頻器速度設定算法

4）PLC控制系統(tǒng)。PLC程序的結構設計采用模塊化結構［2］，由爐號設置、爐號顯示、自動對位、行走邏輯等程序組成。其中，爐號設置程序將HMI觸摸屏輸入的爐號轉換為實際位置的目標值；爐號顯示部分對大車的實際位置作出判斷，根據(jù)實際位置確定大車所處的爐號并顯示出來；自動對位部分應用智能定位程序計算從PLC傳過來的設定數(shù)據(jù)，傳送到P控制器，P控制器最終輸出信號給變頻器實現(xiàn)大車的自動定位功能，優(yōu)化變頻器參數(shù)設定，定位精度在目標值±5 mm范圍內，滿足了大車自動定位的要求。

2 自動定位控制

在大車定位控制系統(tǒng)中，走行目標位置是根據(jù)熱工制度的串序要求而設定的，在焦爐大車的控制臺上設有“自動/手動”走行切換旋鈕，“自動”走行時，將觸摸屏輸入的爐號設為指定的目的地，由PLC控制系統(tǒng)按相應的控制模型和特定的邏輯順序進行走行對位。自動走行系統(tǒng)采用了模糊算法，首先通過激光測距儀檢測大車的運行位置，并將激光測距儀的位置信號通過DP通訊讀入PLC中，根據(jù)當前運行位置與目標位置的偏差大小計算出變頻器的運行方向和運行頻率，大車運行控制的目的使其準確定位在目標位置上，當大車位置在2個爐距以下時采用模糊控制，2爐距以上可采用恒速運行，模糊控制過程見圖2。

自動對位系統(tǒng)應用智能定位模塊利用差值平方根算法，實現(xiàn)自動定位，進行運行方向判別，速度給定值自動計算，進入減速位后調用智能定位模塊進行模糊控制，結合西門子變頻器的矢量控制以滿足精確定位的要求。定位程序設計流程見圖3，增加無線通訊網(wǎng)絡，可實時監(jiān)測各大車的運行狀態(tài)，為實現(xiàn)大車的操作自動化和無人化操作奠定基礎。

圖2 模糊控制過程

圖3 定位程序流程

3 結語

自動對位系統(tǒng)投運以來，實現(xiàn)了大車的爐號顯示和自動定位等功能，自動定位與原手工操作模式可自由切換，無累計誤差，定位精度高（在±5 mm以內），具有投資少、成本低、維護簡單的特點。技術改造與調試不影響焦爐正常生產，利用設備檢修期間安裝調試，保障了安全生產。

［1］ 陳進.感應無線技術在工業(yè)移動機車自動化中的應用［J］.自動化技術與應用，2006，25（4）：33-36.

［2］ 廖常初.S7-300/400 PLC應用技術［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2005.