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鋼鐵行業高爐爐前智能裝備系統技術要求

1范圍

本文件規定了高爐爐前智能裝備系統的總體架構及自動加泥機、泥炮機、自動換釬機、開口機的設

備要求、PLC設備接入要求、中控平臺要求和其他設計的要求。

本文件適用于鋼鐵行業高爐爐前智能裝備系統的設計、建造以及適應性改造，使用對象主要為鋼鐵

企業高爐爐前操作等相關人員，以及智能裝備系統設計及控制有關的其他領域人員。

2規范性引用文件

本文件沒有規范性引用文件。

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

自動加泥機automatictapholeclayfillingmachine

具備泥炮機加泥口開蓋、自動填充炮泥、判斷加泥口是否滿溢、判斷是否炮泥填充完畢及泥炮機加

泥口關蓋等功能的設備。

3.2

泥炮機mudgun

屬于冶煉行業必備的爐前設備，其作用是能夠迅速準確堵塞放鐵后的出鐵口，使高爐快速進入下一

循環的作業。

3.3

自動換釬機automaticchangerockdrillmachine

具備釬庫取釬、開口機待機位裝釬、卸釬等功能的設備。

3.4

開口機tapholeofblastfurnace

高爐出鐵時打開鐵口的重要機械，是以懸臂吊掛的可以旋轉和前進后退的長桿電鉆。

4縮略語

下列縮略語適用于本文件。

AGV：自動引導運輸車（AutomatedGuidedVehicle）

HMI：人機接口（HumanMachineInterface）

PC：個人電腦（PersonalComputer）

PLC:可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController）

1

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5高爐爐前智能裝備系統總體架構

系統的整體框架主要分為五個層次：

a)業務應用層,定義了高爐爐前智能裝備各類操作系統；

b)數據分析層,定義了統計數據、分析數據的方法及對數據加以詳細研究和概括總結的過程；

c)通訊層,定義了各類設備的信息交互方式；

d)控制層,定義了底層控制邏輯；

e)執行層,定義了該系統的各類設備。

高爐爐前智能裝備系統總體架構如圖1所示：

圖1高爐爐前智能裝備系統總體架構圖

6自動加泥機系統要求

6.1泥炮機設備要求

6.1.1功能要求

泥炮機應具備的基本功能包括但不限于：

a)大臂回轉功能，大臂回轉速度可調節，回轉待機位遠離出鐵主溝位置；

b)活塞前進后退功能，前進后退速度可調；

c)大臂角度可檢測，檢測數據實時反饋；

d)打泥機構流量可檢測，檢測數據實時反饋；

e)各驅動機構壓力可檢測，檢測數據實時反饋。

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6.1.2性能要求

泥炮機應具備的性能要求包括但不限于：

a)在高溫粉塵環境下長期運行能力，設計使用壽命不小于5年；

b)通過各驅動機構動作能完成高爐鐵口堵口作業；

c)各驅動機構、管路等在壓力20Mpa～26Mpa范圍內穩定運行；

d)控制回路帶保壓回路及有桿腔背壓閥，保壓時間30min壓降不大于2Mpa。

6.2加泥機器人要求

6.2.1功能要求

加泥機器人應具備的基本功能包括但不限于：

a)能滿足與PLC通訊要求；

b)實現一鍵式自動加泥，包括泥炮機加泥口開蓋、炮泥自動填裝、判斷加泥口是否滿溢、判斷

是否加泥完成及泥炮機加泥口關蓋；

c)顯示故障信息的功能；

d)中控最高操作權限，現場遙控器動作時設備應退回待機位；

e)防止爐前設備相互干擾；

f)異常情況下緊急停止功能。

6.2.2性能要求

加泥機器人應具備的性能要求包括但不限于：

a)在高溫粉塵環境下長期運行能力；

b)一次加泥時間不大于30min；

c)機器人負載不小于20kg；

d)加泥位置偏差在±5cm內；

e)在滿足運行條件的情況下，人工干預率應不大于5%。

6.3自動引導運輸車要求

6.3.1功能要求

自動引導運輸車應具備的基本功能包括但不限于：

a)滿足與PLC通訊要求；

b)炮泥載具的自動搬取、運輸及堆垛；

c)自主規劃運行路線；

d)前進、后退、左右轉彎方向行進；

e)顯示故障信息的功能；

f)自動充電的功能；

g)互換作業的功能；

h)異常情況下緊急停止功能。

6.3.2性能要求

自動引導運輸車應具備的性能要求包括但不限于：

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a)地坪高度差絕對值不大于3mm/㎡的區域正常運行；

b)一次收空框、送滿框所用時間不大于900s；

c)運載能力不小于1500kg；

d)堆高高度不小于1700mm；

e)導航精度在±10mm內；

f)定位精度在±10mm內；

g)電池續航不小于6h；

h)電池使用壽命不小于8000h；

i)軟件故障次數：同一PC單體軟件故障次數≤2次/月。

7自動自動換釬系統要求

7.1開口機設備要求

7.1.1功能要求

開口機應具備的基本功能包括但不限于：

a)大臂回轉功能，大臂回轉速度可調節，回轉待機位遠離出鐵主溝位置；

b)鉆桿前進后退功能，前進后退速度可調且給進壓力可調；

c)鉆桿旋轉功能，旋轉速度可調；

d)鉆桿錘擊功能，錘擊壓力可調；

e)夾鉗打開關閉功能；

f)夾釬裝置，具備夾釬旋轉和夾緊功能；

g)鉆進機構工作傾角可±2°內調節；

h)大臂角度可檢測，鉆桿行進距離可檢測，檢測數據實時反饋；

i)各驅動機構壓力可檢測，檢測數據實時反饋。

7.1.2性能要求

開口機應具備的性能要求包括但不限于：

a)在高溫粉塵環境下長期運行能力，設計使用壽命不小于10年；

b)通過各驅動機構動作打開高爐鐵口，打開時間不大于10min；

c)各驅動機構、管路等在壓力12Mpa～18Mpa范圍內穩定運行。

7.2換釬機設備要求

7.2.1功能要求

應具備的基本功能包括但不限于：

a)能滿足與PLC通訊要求；

b)實現一鍵式自動裝釬、拆釬、備釬、換釬；

c)釬庫具備平移、升降、電磁吸取動作；

d)根據人為設定，自動選取釬架上的釬具；

e)運釬車能在導軌上運行，具備行走、升降和回轉功能；

f)夾釬裝置具有旋轉和夾釬兩個功能，配合開鐵口機的鉆削動作和開鐵口機小車進退動作，拆

卸或安裝鉆桿；

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g)顯示故障信息的功能；

h)中控最高操作權限，現場遙控器動作時設備應退回待機位；

i)防止現場設備相互干擾；

j)異常情況下緊急停止功能。

7.2.2性能要求

換釬機的性能要求包括但不限于：

a)在高溫粉塵環境下長期運行能力；

b)單次換釬時間不大于200s；

c)換釬位置偏差在±2cm內；

d)在滿足運行條件的情況下，人工干預率應不大于5%。

8一鍵開堵口系統要求

8.1功能要求

應具備的基本功能包括但不限于：

a)支持操作臺、遠程電腦或其它終端等多種操作方式；

b)人工手動即時干預功能；

c)實現泥炮機一鍵堵口作業；

d)實現開口機一鍵開口作業；

e)判斷開口過程中鐵口打開完成功能；

f)自動計算泥炮機堵口打泥量，計算誤差與實際誤差不大于2%；

g)自動計算開口機開口深度，計算誤差與實際誤差不大于2%。

8.2性能要求

應具備的性能要求包括但不限于：

a)通過各驅動機構動作能自動一鍵完成高爐鐵口堵口、開口作業；

b)易于操作和使用，界面友好、操作簡單、指令清晰；

c)在滿足運行條件的情況下，人工干預率應不大于5%。

9PLC系統接入要求

9.1功能要求

應具備的基本功能包括但不限于：

a)支持遠程啟動、停止等控制功能；

b)提供安全可靠的生產異常情況下的緊急停止控制功能；

c)實時監測數據流量，控制網絡協議、通信行為、操控指令的功能；

d)機上PLC系統配置獨立的以太網卡用于智能化系統網絡通訊，與本地控制網絡隔離；

e)開關量模塊為16點或32點24VDC模塊，模擬量模塊轉換精度不小于12位；

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f)主控PLC系統中的主機存儲器容量、機架槽位數量滿足本系統的容量外，應預留有20%I/O余

量、50%內存余量、10%空槽位；

g)PLC采用同樣的編程軟件，其I/O模塊均能兼容；

h)PLC具有遠程I/O能力和故障診斷功能。

9.2性能要求

對控制信號的響應速度不大于100ms。

10中控平臺要求

10.1功能要求

應具備的基本功能包括但不限于：

a)滿足PLC的接入要求；

b)高爐爐前智能裝備操作模式滿足手動、遙控、自動等多種模式要求；

c)高爐爐前智能裝備操作地點滿足現場、遠程、集控等多地點要求；

d)滿足模擬攝像機信號以及流媒體等數字視頻信號的接入要求；

e)供電需要不少于2路冗余電源的供電要求；

f)滿足跨節點、跨操作系統的分布式部署要求。

g)通過授權的HMI界面遠程監控所有的應用軟件；

h)單獨啟動或停止任何一個獨立應用軟件；

i)對應用軟件發生異常的情況進行自動報警推送。

10.2性能要求

中控平臺性能要求包括但不限于：

a)啟動或停止任何一個獨立應用軟件延時不大于2000ms；

b)應用軟件發生異常的情況下，平臺自動推送報警的延時不大于30s；

c)視頻信號的延時不大于300ms；

d)數據訪問延時不大于1000ms。

11其他設計要求

根據設計和實施過程要求包括但不限于：

a)設計和選擇控制系統電氣設備時，應考慮其安全性、可靠性、經濟性和先進性以及安裝、使

用和維護的方便，應是當時先進的，并經過實際檢驗的產品；

b)所提供的主設備的處理能力計算應滿足最終容量需求，不另增加相應硬件擴充。應遵循先進

性、安全性、可靠性、經濟性的原則，選擇當前自動化領域通用、標準的主流產品。

c)網絡中需要時間記錄、時間標簽的系統應具有統一時鐘，需要統一時鐘的設備至少包括各系

統PLC、服務器、工作站及工控機等；

d)各分系統的所有設備、器件、接線箱、控制柜具有按類統一編排的編號標識，標識應清晰、

牢固且耐久地固定在該設備上，與圖紙對應，不可手寫。

ICS77-010

CCSH04

CISA

團體標準

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鋼鐵行業高爐爐前智能裝備系統技術要求

Technicalrequirementsforintelligentequipmentsystemsinfrontofblastfurnacesin

thesteelindustry

(征求意見稿)

XXXX–XX-XX發布XXXX–XX-XX實施

中國鋼鐵工業協會發布I

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鋼鐵行業高爐爐前智能裝備系統技術要求

1范圍

本文件規定了高爐爐前智能裝備系統的總體架構及自動加泥機、泥炮機、自動換釬機、開口機的設

備要求、PLC設備接入要求、中控平臺要求和其他設計的要求。

本文件適用于鋼鐵行業高爐爐前智能裝備系統的設計、建造以及適應性改造，使用對象主要為鋼鐵

企業高爐爐前操作等相關人員，以及智能裝備系統設計及控制有關的其他領域人員。

2規范性引用文件

本文件沒有規范性引用文件。

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

自動加泥機automatictapholeclayfillingmachine

具備泥炮機加泥口開蓋、自動填充炮泥、判斷加泥口是否滿溢、判斷是否炮泥填充完畢及泥炮機加

泥口關蓋等功能的設備。

3.2

泥炮機mudgun

屬于冶煉行業必備的爐前設備，其作用是能夠迅速準確堵塞放鐵后的出鐵口，使高爐快速進入下一

循環的作業。

3.3

自動換釬機automaticchangerockdrillmachine

具備釬庫取釬、開口機待機位裝釬、卸釬等功能的設備。

3.4

開口機tapholeofblastfurnace

高爐出鐵時打開鐵口的重要機械，是以懸臂吊掛的可以旋轉和前進后退的長桿電鉆。

4縮略語

下列縮略語適用于本文件。