為改善生產環境，淘汰落后工藝，1999年寶山鋼鐵股份有限公司計劃在不銹鋼分公司建立新的擁有230萬t碳鋼和72萬t不銹鋼生產能力的煉鋼廠，其中碳鋼線采用了日本著名的鋼鐵制作公司KHI設備。其中兩座150t BOF碳鋼頂底吹轉爐采用了當今碳鋼牛產最先進的脫磷脫碳雙聯法冶煉工藝，是碳鋼生產線的關鍵沒備之一。

1 系統組成和功能要求

　　系統主要由富土電機公司的ACS—PC2000系列PLC、FRIENIC 4000CM5整流器、FRENIC 4000VM5逆變器及其輔助設備組成，控制系統結構框圖如圖2所示。

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　　由圖2可以看出，該系統主要由兩個部分組成，其中氧槍系統和副槍系統配置了一套獨立的ACS 2000 PLC用于邏輯聯鎖，并在電動機的低速軸上配以專用的同步發送器(編碼器)和同步凸輪控制器來進行位置控制.并通過FL-net方式與其他系統主PLC(ACS 200))通信，氧副槍3臺逆變器和本體PLC通過T-Link網一起構成高性能傳動控制系統。氧槍升降的調速部分和轉爐傾動、副槍系統共同選用Fuji電機公司的FRENIC系列高性能的矢量控制變頻器，由4套547 kW的整流裝置、7套225 kV·A逆變器通過公共直流母線構成，配以速度傳感器來測量升降電動機的轉速。從而構成電動機的閉環矢量控制系統，實現電動機的交流變頻調速運行。為了確保生產，整流單元容量按每座轉爐4臺150 kW傾動電動機、2臺110 kW氧槍傳動電動機和l臺110kW副槍傳動電動機驅動設計，每2套整流裝置互為備用。

　　PLC首先接收來自要求氧槍操作的各種信號，然后根據這些輸入信號的狀態，通過內部一系列復雜的控制程序，對各種信號的邏輯關系有序地進行處理，最后向逆變器和各類控制設備適時地發出開關量控制信號，對氧槍進行升降的位置控制。

　　在PLC向逆變器發出開關量控制信號的同時，為了滿足工藝的要求，逆變器又需要通過與電動機同軸的速度傳感器和PG卡，對電動機完成速度榆測及反饋，形成閉環系統。速度傳感器輸出A、B兩相脈沖，Pc}接收到脈沖信號以后，再將此反饋給逆變器內部，以便進行運算調節。根據A、B脈沖的相序，可判斷出電動機的轉動方向，并可以根據A、B脈沖的頻率測出電動機的轉速。

　　為保持穩定或緊急情況下進行抱閘，提升齒輪箱裝有機械制動抱閘，此抱閘由電-液壓傳動機構或緊急情況下由氣動傳動機構打開，在緊急情況下，緊急氣動電動機投入代替電氣變頻電動機。

　　2 系統功能的實現

　　2.1 操作方式

　　根據系統的控制特點，氧槍控制方式可分為現場控制和中央控制兩種，而中央控制又可分為中央自動、中央手動、緊急提升三種。

　　(1)操作地點為便于現場調試、檢查以及根據生產實際情況，設立中央/現場選擇，使操作人員能在現場控制氧槍升降小車的運行。現場控制方式的操作在氧槍升降傳動裝置旁(50 m平臺)的現場操作箱1上和氧槍人孔位置(25 Ill平臺)的現場操作箱2上。現場模式可以在兩個現場操作箱中的任一個上進行選擇，把選擇開關由“中央”切換到位置“現場”。進行選擇后，現場操作箱1或2上的信號燈“LOCAL”顯示，同時在中央主操作室CRT的氧槍操作畫面上顯示氧槍在現場的操作模式。從現場模式返回到中央模式時，把現場操作箱1和2上的選擇開關從“現場”再切換到“中央”，即兩個現場操作箱上的選擇開關都位于“中央”位置，同時在中央主操作室CRT的氧槍操作畫面上將操作模式設定為中央模式，這樣進行選擇后，現場操作箱1和2上的“REMOTE”信號燈全部顯示，同時在中央主操作室CRT的氧槍操作畫面上顯示氧槍在中央的操作模式。

　　(2)操作方式控制系統滿足煙罩在工作位、轉爐在垂直位、控制電源正常、編碼器正常、鋼絲繩壓力正常、不在緊停狀態、不在緊提狀態的條件后，操作人員操縱各相應的按鈕，即可正常運行。

　　1)自動方式。只能在中央操作室操作站(CRT畫面)上操作，即在轉爐吹煉過程中，當吹煉條件滿足時，PLC就接受來自上位機的指令，通過T-Lnk通信，逆變器就獲得設定的正向給定，氧槍高速向下運行，與減速機同軸的同步發送器進行高速計數，將同步檢測到的機械位置轉變為電信號，并將它連接至同步凸輪控制器，轉換為數字信號和內部設定值進行比較，將比較結果發送給PLC，到減速值時減速、停車值時停車，完成向下的全程運行。當吹氧完了后，電動機作反向運行，原計數器做減計數，減至停車值時，電動機停車并完成一個循環動作。

　　2)手動高速方式。根據現場的實際情況，通過CRT上的操作按鈕或現場操作箱的手動操作開關，來對氧槍進行上升或下降的操作，這樣逆變器就獲得設定的正向/反向給定，氧槍高速向上/向下運行，與減速機同軸的同步發送器進行高速計數，將同步檢測到的機械位置轉變為電信號，并將它連接至同步凸輪控制器，轉換為數字信號和內部設定值進行比較，到減速值時減速、停車值時停車，完成全程運行。

　　3)手動低速方式。為便于觀察氧槍運行的實際情況，在選用手動低速操作方式時，不管上升還是下降，氧槍升降速度不受升降位置的限制，整個的升降過程全部都是低速。只有操作方式選用手動高速時，氧槍在整個的行程中，才能根據升降的位置圖不斷調整升降的速度。