電爐除塵系統(tǒng)的自動化控制

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)電爐除塵自動控制系統(tǒng)趙玉波王萍（東北特鋼集團大連金牛股份第二煉鋼廠）（東北特殊鋼集團計控處）摘要本文主要介紹了電爐除塵控制系統(tǒng)的組成和調(diào)試過程。系統(tǒng)投運至今，運行穩(wěn)定，收到很好的經(jīng)濟效益和社會效益。關鍵詞自動控制PLC調(diào)試1引言大連金牛股份有限公司環(huán)保治理工程——電爐除塵項目，由日本新日鐵株式會社和無錫東方環(huán)境研究所合作完成。該項目采用爐蓋四孔直排和屋頂罩相結合的除塵工藝，電爐產(chǎn)生的煙塵，絕大部分通過直排系統(tǒng)，即經(jīng)過電爐第四孔，水冷滑套，燃燒沉降室，水冷管道，再經(jīng)增壓風機排出；另一小部分通過屋頂罩排出，兩股煙塵在除塵器前匯合，經(jīng)除塵器凈化后由主風機排出。整個工藝過程根據(jù)電爐工況采用自動控制，大大降低了工人的勞動強度，徹底改變了冶煉時廠房內(nèi)的煙塵污染狀況，除塵效果十分明顯。2自動控制系統(tǒng)的組成除塵自動控制系統(tǒng)共分三大部分，分別由現(xiàn)場級（檢測儀表、傳感器和執(zhí)行裝置），基礎自動化（PLC）和上位機組成。系統(tǒng)組態(tài)如圖1所示。圖1控制系統(tǒng)組態(tài)圖現(xiàn)場儀表主要檢測工藝過程參數(shù)和設備運行狀態(tài)參數(shù)，PLC及分布式I/O通過數(shù)據(jù)掃描采集信號并進行數(shù)據(jù)處理，然后根據(jù)控制要求向現(xiàn)場執(zhí)行裝置發(fā)出控制信號，完成控制功能。上位機一方面接收PLC的輸入信號，另一方面根據(jù)控制要求向PLC發(fā)出控制指令，對工藝過程實現(xiàn)監(jiān)控，同時實現(xiàn)過程數(shù)據(jù)管理功能。2.1現(xiàn)場級該系統(tǒng)中需要檢測的工藝參數(shù)較多，包括溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速、振動等等，其中參與控制的主要參數(shù)有風門閥入口溫度，野風閥前煙氣溫度，除塵器差壓等，另外還有一些設備運行狀態(tài)參數(shù)，主要是監(jiān)視和報警作用。系統(tǒng)工藝控制流程圖如圖2所示。系統(tǒng)根據(jù)檢測到的工藝狀態(tài)參數(shù)以及電爐工況模式，通過PLC或現(xiàn)場操作箱對現(xiàn)場的執(zhí)行機構進行自動或手動控制，如控制滑套、風門閥、二次閥、野風閥等的開度，控制主風機和增壓風機組的轉(zhuǎn)速以及除塵器清灰等動作.圖2除塵系統(tǒng)工藝控制流程圖2.2基礎自動化該系統(tǒng)共有數(shù)字量信號180多個，模擬量信號30多個，采用西門子SIMATICS7-300可編程控制器（CPU315—2DP），由于現(xiàn)場信號比較分散，并且有些信號距離主站PLC柜較遠，故現(xiàn)場另設一個分布式I/O站，通過Profibus—DP總線與主站進行通訊，系統(tǒng)PLC硬件配置如圖3所示。電電源CPU通訊模塊DO模塊DI/DO模塊DI模塊DI模塊接口模塊通訊模塊通訊模塊`Profibus---DP預留AO模塊AI模塊AI模塊DO模塊DOCPU通訊模塊DO模塊DI/DO模塊DI模塊DI模塊接口模塊通訊模塊通訊模塊`Profibus---DP預留AO模塊AI模塊AI模塊DO模塊DO模塊DO模塊接口模塊預留1#中央機架預留DI模塊AO模塊電源ET200M20AI模塊AI模塊AI模塊DI模塊分布式I/O站0#中央機架圖3PLC硬件配置圖軟件部分采用西門子STEP7編程軟件，模塊化編程。系統(tǒng)主要控制過程有以下方面：（1）主風機和增壓風機控制：根據(jù)電爐冶煉工況模式的不同，控制風門閥和二次閥的開度，調(diào)節(jié)系統(tǒng)風量。同時通過液力偶合器調(diào)節(jié)主風機和增壓風機的轉(zhuǎn)速，達到節(jié)能降耗的效果。（2）滑套控制根據(jù)增壓風機風門閥前的煙氣溫度，自動調(diào)節(jié)滑套的開度，以控制直排系統(tǒng)風量和煙氣溫度，保護增壓風機風門閥葉輪。（3）野風閥控制根據(jù)野風閥前煙氣溫度，控制野風閥的開關，從而控制進入除塵器的煙氣溫度，保護除塵器布袋不被高溫煙塵燒壞。（4）除塵器清灰控制除塵器清灰系統(tǒng)分為定時和差壓控制清灰兩種，正常情況下，按照一定的時間間隔依次對除塵器各倉進行離線清灰。如果除塵器差壓過大時，則系統(tǒng)自動縮短離線清灰間隔時間，以加快清灰速度。（5）反吹氣源控制由于進入布袋的煙塵溫度較高，為防止脈沖反吹時冷空氣遇熱凝露，使布袋擰結。需對氣源進行凈化和加熱，使反吹氣體保持在合適的溫度范圍內(nèi)。2.3上位機系統(tǒng)上位機采用的是研華工控機，通過工業(yè)以太網(wǎng)與PLC進行遠程通訊，通訊介質(zhì)采用光纖，由網(wǎng)卡、交換機、光電轉(zhuǎn)換模塊、及PLC通訊模塊組成。同時，該系統(tǒng)可與車間內(nèi)其它工藝控制過程聯(lián)網(wǎng)，組成二級網(wǎng)絡，實現(xiàn)生產(chǎn)管理。畫面監(jiān)控采用西門子WINCC組態(tài)軟件編程，界面友好，操作人員通過HMI可監(jiān)控整個生產(chǎn)過程，并具有數(shù)據(jù)管理，報警和打印功能。3系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)安裝完成后進行了調(diào)試,調(diào)試分冷調(diào)試和熱調(diào)試。冷調(diào)試是在無負荷條件下進行的，熱調(diào)試是系統(tǒng)通過冷調(diào)后，在有負荷條件下進行的。整個調(diào)試過程硬件部分和軟件部分同時進行。3.1冷調(diào)試冷調(diào)分單體調(diào)試和系統(tǒng)調(diào)試。單體調(diào)試是指對單個設備的運行調(diào)試，是系統(tǒng)調(diào)試的基礎。包括所有的傳感器元件、檢測儀表輸出、顯示是否正常，參數(shù)調(diào)整是否正確，電機、液力偶合器、風機、閥門等執(zhí)行裝置，啟動、運行狀態(tài)是否正常。在PLC程序和HMI上監(jiān)控它們的運行，出現(xiàn)問題及時排除，為下一步系統(tǒng)聯(lián)調(diào)做好準備。系統(tǒng)調(diào)試是在單體調(diào)試結束后，所有設備運行正常的條件下，對整個控制系統(tǒng)進行的調(diào)試。包括系統(tǒng)中所有控制、聯(lián)鎖條件的調(diào)試，PLC控制程序的調(diào)試及HMI監(jiān)控程序的調(diào)試等。3.2熱調(diào)試在系統(tǒng)冷調(diào)試結束后，進入熱調(diào)試階段，熱調(diào)試是在帶負荷的工況條件下，完成系統(tǒng)自動監(jiān)控的調(diào)試。包括系統(tǒng)中一些重要的控制參數(shù)的調(diào)整。比如在不同的電爐工況下，直排系統(tǒng)和屋頂罩的風量是不同的，理論值和實際值總會有些差異，這就需要在實際生產(chǎn)工況下調(diào)整增壓風機和主風機的轉(zhuǎn)速，使其既滿足排塵的要求，又節(jié)省能源。結論目前，該系統(tǒng)已投運三個