1 引言
高炉主卷扬上料系统核心是料车的主提升设备。它要求启动、制动平稳、加减速均匀、可靠性高。传统的控制方式常采用绕线式串级调速方式，设备投资大、控制可靠性差。采用plc交流变频系统替代上述调速方式，使上料系统控制简单，协调运行更稳定，实现了稳产、高产的工作目的。根据高炉主卷扬机电气传动的特点，本项目使用交-直-交电流型和电压型两种形式的变频器，分别应用在300m3高炉和390m3高炉主卷扬机电气传动系统中，取得了良好的效果。
2 系统工作原理
料车上料过程主要有两种形式：一种是卷扬料车上料，另一种是皮带上料。卷扬料车上料结构紧凑、占地面积小，对于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。卷扬上料系统主要工作过程是：各种原料经过槽下配料放入中间料斗，料车到料坑后，中间料车把料放入料车，中间料斗闸门关到位，并且炉顶准备好后，料车启动，经过加速→匀速→减速1→匀速→减速2→匀速，到达炉顶。在工作过程中两个料车交替上料，当装满炉料的料车上升时空料车下行，空车重量相当于一个平衡锤，平衡了重料车的车箱自重，这样当上行或下行两个料车用一个卷扬机拖动时，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。拖动电动机总是处于电动状态运行。具体上料原理图如图1所示。
图1 料车上料原理图
高炉上料系统中采用双料车运行方式，将准备上料的料车在料坑底部已经装好备料(矿石或焦碳)，另一料车在斜桥顶部，当炉顶布料器料空时，请求上料，由主控plc发出命令给控制柜内的传动plc，在综合各种情况关判断零压回路闭合后，传送运行命令至mm420变频器，由变频器系统发出打开抱闸命令，使抱闸打开，实现料车的平稳启动。料车启动运行时，起始阶段斜桥坡度较大，所带负载惯量较大，电机先以高速运行；在运行至第一减速点时，由行程开关返回位置信号至plc处理，输出低速信号至mm420变频器开关量输入端子，以选择低速给定，电机开始减速运行继续提升负载；料车继续上行，变频器将实际速度值与设定速度进行比较，如果实际速度小于或等于设定值，则变频器输出一个信号给plc，经综合判断系统是否工作正常或超速停机；若料车正常条件下向上运行到停车点时，行程开关发送停车信号给plc，plc控制变频器停车和抱闸闭合，料车停车位置应符合工艺要求的角度，即能将车内的炉料倒净，又不碰上超极限弹簧[1]。整个运动过程分为“一加速二减速三匀速”，速度调节曲线如图2所示。
图2 速度调节曲线
采用plc控制变频器，通过变频器控制电机，并实现多段速度切换，使料车根据运行要求实现不同运行，并包含极限保护、松绳保护、继电保护等等的控制框图如图3所示。
图3 plc控制框图
