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第八届工业仪表与自动化学术会议

PLC与MM440在高炉卷扬上料系统中的应用
ApplicationofPLCandMM440InMaterial–FeedingSystemOfBlastFurnace
Hoist

王翠萍朱凌云

（东华大学信息科学与技术学院，上海201620）

摘要：介绍了PLC和变频调速技术在高炉卷扬上料系统中的应用，并引入了串级PID控制算法，该系统具有
运行可靠、调试方便、保护功能齐全等特点，提高了生产效率，在生产、设备运行、操作、维护等各方面都达到
了满意效果。
关键词：PLCMM440变频调速卷扬
Abstract:TheapplicationofPLCandthefrequencyconversiontimingsystemonchargingofblastfurnacewas
introduced.Thissystemhasverygoodsafetyandcredibility.Ontheotherhand,thesystemhasveryconvenienttesting
andcompleteprotectingfunction.Soefficacyisimprovedandeveryaspectsuchasworking,handling,defendingfrom
productionfacilityhasreachedsatisfiedeffect.
KeyWords:PLC（ProgrammableLogicController）MM440FrequencyconversiontimingHoist

0引言
在钢铁企业中，上料系统是高炉不可缺少的部分。高炉上料的形式主要有料车卷扬上料和传
输带上料两种。卷扬料车上料机结构紧凑、占地面积小，对中小高炉有足够的上料能力，能实现
自动控制。在中小高炉中广泛采用料车卷扬上料。我们将德国西门子公司的S7-400PLC和MM440
变频器引入350m3高炉主卷扬调速系统中代替老式的系统，提高了系统的可靠性，改善了起制
动及加减速控制的性能指标，显著节约了电能。该设计已成功地应用于江苏某钢厂，投产至今一
切生产运作良好，系统稳定。

1卷扬上料过程
1.1工作过程
高炉卷扬上料主要工作过程是：各种原料经过槽下配料后进入中间料斗，送到料坑后，中间
斗把料放入料车，中间料斗闸门关到位，并且炉顶准备好后，料车启动，经过一加速→匀速→一
级减速→二级减速→检查位，到达炉顶停车。两上料小车是在同一个卷筒下，左车上行时，对应
右车下行，左车到顶，相应右车到底；上行和下行两个料车用一个卷扬机拖动，不但节省了电动
机的功率，而且电动机运行时总有一个重料车上行，没有空行程，这样拖动电动机总是处于电动
状态运行。
1.2工作特点
料车卷扬机是料车上料机的拖动设备，根据料车运行的工作过程，其工作特点为：
①能够频繁启动、制动、停车、反向，转速平稳，过渡时间短；
②能够按一定的速度运行；
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③能广泛地调速；
④系统工作可靠。
1.3设计依据
350m³高炉、电动机容量200KW、转速745r/min、卷筒直径1500mm、料车行程50s和钢
绳全行程65m。
料车在斜桥上的运行分为起动、加速、稳定运行、减速、倾翻和制动6个阶段，在整个过程
中包括一次加速、两次减速。料车运行速度曲线和加速度曲线图1所示。
V(m/s)
m/s2
a1

a3a5t
t
t1t2t3t4t5t1t2t3t4t5

图1料车运行速度曲线和加速度曲线

2变频调速系统主要设备介绍
2.1MM440变频器
变频器是集电力电子技术、自动控制技术、计算机技术为一体的高科技产品,具有安全可靠、
使用方便等特点，己被广泛应用于电机速度控制系统中,成为工业控制领域里应用广、发展快的
新一代自动控制装置。高炉上料中的卷扬电机的速度控制是上料控制系统的核心，采用变频调速
己成为众多中小高炉上料系统中控制速度的首选方案。与传统的变电阻等调速方式相比，变频调
速可有效避免料车失控发生飞车的现象，确保料车按照预定方式安全可靠地运行。
西门子公司生产的MM440变频器由微处理器控制，采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双
极晶体管（IGBT）作为功率输出器件。因此，它们具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其
脉冲宽度调制的开关频率是可选的，因而降低了电动机运行的噪声，具有全面而完善的保护功能。
因此选用MM440-200KW/3，型号为：6SE6440-2UD42-0GA1。该变频器采用高性能的矢量控制技
术，具有超强的过载能力，能提供持续3s的200%过载能力。同时提供低速转矩输出和良好的动
态特性。
2.2S7-400PLC
可编程控制器选用西门子的S7-400