蓄熱式步進加熱爐自動化控制系統(tǒng)-方案書

蓄熱式步進梁加熱爐自動控制系統(tǒng)平方情況書內容1系統(tǒng)概述-1-2系統(tǒng)控制功能描述-2-2.1加熱爐體系統(tǒng)-2-2.2蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)-3-2.3警報法規(guī)-3-2.4屏幕設置-4-2.5主圖像-4-2.6操作模式描述-5-2.7操作權限描述-5-3加熱爐爐體系統(tǒng)-6-3.1電氣控制-6-3.1.1燃燒風扇的控制-6-3.1.2氣體側引風機的控制-6-3.1.3空氣側引風機的控制-6-3.1.4點火風扇的控制-7-3.1.5氣頭電動蝶閥的控制-7-3.1.6空氣冷卻管電動閥-7-3.1.7液壓站-7-3.1.8鋼裝載機的控制-7-3.1.9攻絲機的控制-8-3.1.10充電門升降裝置的控制-8-3.1.11卸料門提升裝置的控制-8-3.1.12步進梁的控制-9-3.2儀表控制-10-3.2.1蓄熱式燃燒器的燃燒控制-10-3.2.2爐溫調節(jié)-11-3.2.3空燃比控制和調節(jié)-11-3.2.4爐膛壓力調節(jié)-11-4蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)-12-4.1電氣控制-12-4.1.1循環(huán)泵的控制-12-4.1.2給水泵的控制-12-4.1.3軟水泵的控制-12-4.2儀表控制-12-4.2.1汽包水位調整-12-4.2.2汽包壓力控制-13-4.2.3除氧器水位調節(jié)-13-4.2.4除氧器壓力控制-13-4.2.5軟水箱水位調節(jié)-13-1系統(tǒng)概述1系統(tǒng)概述蓄熱式加熱爐項目的自動控制系統(tǒng)包括以下子項目：(1)加熱爐爐體系統(tǒng)；(2)汽化冷卻系統(tǒng)；自動控制系統(tǒng)采用西門子系列產品，形成儀表和電氣一體化的基本自動控制水平。本項目為儀表設置一套可編程控制器控制系統(tǒng)，為加熱爐爐體自動化控制系統(tǒng)的電氣設備設置一套可編程控制器控制系統(tǒng)。兩套系統(tǒng)都通過開關與上位機相連。自動控制系統(tǒng)由開發(fā)工程師站(EWS)、操作員站(人機界面)、控制站、幾個遠程輸入/輸出站、打印機等組成。電氣可編程控制器采用西門子S7-400系列產品。- 1 -2系統(tǒng)控制功能描述2系統(tǒng)控制功能描述本項目為每臺儀表設置一套控制系統(tǒng)，為加熱爐本體系統(tǒng)的每臺電氣系統(tǒng)設置一套控制系統(tǒng)。其中，自動化儀表專業(yè)控制系統(tǒng)由一個中央處理器控制主站、七個遠程輸入/輸出站和Profibus-DP現(xiàn)場總線組成，電氣專業(yè)控制系統(tǒng)由一個中央處理器控制主站、四個遠程輸入/輸出站(暫定)和Profibus-DP現(xiàn)場總線組成。2.1加熱爐體系統(tǒng)助燃風機的控制和聯(lián)鎖；氣體側引風機的控制和聯(lián)鎖；空氣側引風機的控制和聯(lián)鎖；點火風扇的控制和聯(lián)鎖；燃氣主管道電動蝶閥的控制：空冷管道電動閥控制：步進機構的運行控制；裝載機的控制和聯(lián)鎖；攻絲機的控制和聯(lián)鎖；加料爐門的控制；出料爐門的控制；燃氣主管道調節(jié)閥前壓力檢測和快速切斷；爐前煤氣總管的壓力檢測和調節(jié)；爐前空氣總管的壓力檢測和調節(jié)；爐前空氣側排氣歧管的壓力檢測和調節(jié)；爐前氣體側主排氣管的壓力檢測和調整；蓄熱式燃燒器的燃燒控制；爐膛各段溫度調節(jié)；調整各段升溫和降溫的比例；控制和調節(jié)各段的空燃比；爐膛各段壓力調節(jié)；2.2汽化冷卻系統(tǒng)汽化冷卻循環(huán)泵的控制和聯(lián)鎖；汽化冷卻給水泵的控制和聯(lián)鎖；汽化冷卻軟水泵的控制和聯(lián)鎖；汽包水位、給水流量、蒸汽流量三沖量調節(jié)；滾筒壓力調節(jié)；除氧器壓力調節(jié)；除氧器水位調節(jié)；軟水箱的水位檢測和調節(jié)；2.3警報規(guī)定設備故障報告：由人機界面監(jiān)控系統(tǒng)平臺完成；設備故障報警：分為兩級：輕度故障和重度故障。燈故障發(fā)出燈閃爍信號，嚴重故障發(fā)出閃爍信號并發(fā)出警告聲。數(shù)據設置錯誤提示：當發(fā)出數(shù)據設置超限等不正確情況時設備故障報告畫面：根據人機界面操作系統(tǒng)平臺設計(包括顯示故障和歷史故障等。)。2.5主圖像總圖加熱爐爐體系統(tǒng)工藝流程圖汽化冷卻系統(tǒng)工藝流程圖工藝系統(tǒng)中主要設備的運行狀態(tài)畫面重要檢測數(shù)據的條形圖圖片歷史趨勢圖主控制回路調節(jié)和操作屏幕、操作幫助屏幕過程參數(shù)報警屏幕2.6運行模式描述當系統(tǒng)正常生產時，主要操作在主控室的人機界面上進行。所有電氣設備的控制都可以通過點擊計算機上的鼠標來操作。同時，在每臺電氣設備旁邊，有一個機側操作箱，配有自動和手動選擇。機器側操作僅在設備調試和故障時使用。2.7運營權限描述現(xiàn)場操作箱有操作權限選擇開關，現(xiàn)場有優(yōu)先操作權限。控制室人機界面操作站是正常生產過程中的主要在線監(jiān)控設備。- 13 -3加熱爐爐體系統(tǒng)3加熱爐爐體系統(tǒng)3.1電氣控制3.1.1助燃風機控制控制模式：本地；集中式手冊啟動控制條件：滿足啟動關系后，點擊啟動按鈕。停止控制條件：當滿足停止條件時，點擊停止按鈕。聯(lián)鎖控制要求：如果風機運行過程中出現(xiàn)系統(tǒng)故障，將自動停機。3.1.2氣體側引風機的控制控制模式：本地；集中式手冊啟動控制條件：滿足啟動關系后，點擊啟動按鈕。停止控制條件：當滿足停止條件時，點擊停止按鈕。聯(lián)鎖控制要求：如果風機運行過程中出現(xiàn)系統(tǒng)故障，將自動停機。3.1.3空氣側引風機的控制控制模式：本地；集中式手冊啟動控制條件：滿足啟動關系后，點擊啟動按鈕。停止控制條件：當滿足停止條件時，點擊停止按鈕。聯(lián)鎖控制要求：如果風機運行過程中出現(xiàn)系統(tǒng)故障，將自動停機。3.1.4點火風扇的控制控制模式：本地；集中式手冊啟動控制條件：滿足啟動關系后，點擊啟動按鈕。停止控制條件：當滿足停止條件時，點擊停止按鈕。3.1.5氣體監(jiān)控器中電動蝶閥的控制控制模式：本地；集中式手冊啟動控制條件：滿足啟動關系后，點擊啟動按鈕。停止控制條件：當滿足停止條件時，點擊停止按鈕。3.1.6空冷管道電動閥控制模式：本地；集中式手冊啟動控制條件：滿足啟動關系后，點擊啟動按鈕。停止控制條件：當滿足停止條件時，點擊停止按鈕。3.1.7液壓站根據金子田正與淄博萬方的控制邊界劃分文件，金子田正負責液壓站的控制。金紫田正需要提供液壓站的正常信號。3.1.8裝載機的控制裝坯機主要由托料桿、托料桿平移機構、托料桿升降機構等組成。在滿足允許空白載荷的條件下，應按以下順序進行控制向前推鋼(向前推)向前和向后推升高(支撐鋼)前進(進鋼)降低(出鋼)后退鋼裝載機返回到其原始位置以完成鋼裝載過程。當裝鋼機到達中間和后部位置時，發(fā)出關閉裝鋼門的命令。3.1.9攻絲機的控制該攻絲機主要由托料桿、托料桿平移機構、托料桿升降機構等組成。運行動作：前進：首先，出鋼爐門打開一半，出鋼機的托料桿開始從原來的位置快速入爐，接近坯料時減速，最后停在目標位置。上升：出鋼機升降電機移動，托料桿上升將坯料支撐在固定梁上，同時出鋼爐門全開。背：出鋼機背對背，將握桿上的坯料運出爐外當接收到出鋼門開啟指令時(出鋼機發(fā)出鋼支撐指令和出鋼門開啟指令時)，爐門開始上升；當接收到叩門關閉命令時(叩門機在完成叩門過程并返回到原始位置時到達中間和后部位置時發(fā)出叩門關閉命令)，門開始下降。3.1.12步進梁控制動作描述步進梁的操作模式如下：(1)正循環(huán)：步進梁開始從原始位置(后下位置)上升前進下降后退返回到原始位置，完成正循環(huán)以進一步推進坯料。這是通常的操作模式。(2)反向循環(huán)：步進梁開始從原始位置(后下位置)向前移動向上向后向下回到原始位置，完成一個反向循環(huán)，使坯料后退。這是故障情況下使用的手動操作模式。步進梁的運動控制步進梁的基本運動分為升降運動和水平運動，運動速度由液壓系統(tǒng)比例閥控制，步進梁的運動極限位置和運動速度變化點(位置)分別由升降缸內置的線性位移傳感器和移動缸內置的線性位移傳感器確定。3.2儀表控制加熱爐分三段控制，即預熱段、加熱段和均熱段。3.2.1蓄熱式燃燒器的燃燒控制每個蓄熱式燃燒器由四個快切閥(空氣快切閥、氣體快切閥、空氣側排煙快切閥和氣體側排煙快切閥)控制改變方向。每個快切閥配有一個氣缸，每個氣缸都有開啟和關閉限制。為保證同步，氣、氣快速切斷閥共用一個電磁閥，氣、氣側排煙快速切斷閥共用一個電磁閥，氣、氣側排煙快速切斷閥設有溫度控制開關，排煙溫度過高時自動切斷。時間換向和手動換向有兩種模式。反轉過程：(1)啟動狀態(tài)，所有快切閥關閉，相關信號到位；壓力缸驅動，(2)燃燒循環(huán)燃燒狀態(tài)：確認排氣快關閥關閉。打開空氣和氣體燃燒電磁閥?？諝夂蜌怏w快速切斷閥同時打開?？焖偾袛嚅y通常有1秒的接通位置信號。如果超過2秒鐘沒有接通位置信號，將發(fā)出警報。燃燒關閉：關閉空氣和氣體電磁閥?？諝夂蜌怏w快速切斷閥同時關閉?？焖偾袛嚅y通常具有1的接通信號。如果接通信號超過2s并且沒有接通信號，將發(fā)出警報。這時，排氣快關閥也關閉了。(3)排煙循環(huán)排煙狀態(tài)：確認燃燒快關閥關閉。打開空氣和氣體排放電磁閥?？諝夂蜌怏w排放快速切斷閥同時打開?？烨虚y的開關時間一般為1秒。通常，有一個接通位置信號。如果開關時間超過2s，并且沒有接通位置信號，將發(fā)出警報。排煙關閉：關閉空氣和氣體排煙電磁閥?？諝夂蜔煔馀欧趴礻P閥同時關閉。快速切斷閥的切換時間通常為1秒。通常，有一個on-position信號。如果開關時間超過2s并且沒有on-position信號，將發(fā)出警報。這時，燃燒快速切斷閥也關閉了。時間換向：正常換向是時間換向，換向周期分為四段：燃燒時間、燃燒停止時間、排煙時間和排煙停止時間。每次都可以由系統(tǒng)手動設置。在換相期間調試期間確認。強制換向：當操作員或系統(tǒng)未完成換向周期時，強制換向結束。3.2.2爐溫調節(jié)它由各部分的氣體流量調節(jié)閥調節(jié)。3.2.3空燃比控制和調整它由各部分的空氣流量調節(jié)閥調節(jié)。根據各段的氣體流量，調整各段的空氣流量調節(jié)閥，使空氣量與氣體量相匹配。3.2.4爐膛壓力調節(jié)通過每個燃燒器的排氣調節(jié)爐膛壓力。4氣化冷卻系統(tǒng)4 vapo控制模式：本地；集中式手冊啟動控制條件：滿足啟動聯(lián)鎖關系后，點擊啟動按鈕停止控制條件：滿足停止聯(lián)鎖關系或停止條件后，點擊停止按鈕。4.2儀表控制4.2.1汽包水位調整汽包水位由汽包給水流量調節(jié)閥調節(jié)，通過三個脈沖自動調節(jié)汽包水位，使給水流量隨負荷變化而適當調節(jié)。4.2.2汽包壓