作者:李付民 邯鄲鋼鐵集團(tuán)公司自動化部工程技術(shù)中心 河北邯鄲
[摘要] 文章從工程概況、控制工藝要求、控制設(shè)計(jì)、應(yīng)用說明、使用效果等方面詳細(xì)介紹了宇電產(chǎn)品在450m3高爐生產(chǎn)中的應(yīng)用。實(shí)踐證明,宇電操作器/伺服放大器為高爐穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)提供了良好的自動化保障。
[關(guān)鍵詞] 450m3高爐 爐頂壓力控制 熱風(fēng)溫度控制
工程概況
某鋼廠450m3高爐于2005年10月開始建設(shè),2006年6月底正式投產(chǎn)出鐵,年產(chǎn)生鐵45萬噸,利用系數(shù) 3.0。經(jīng)過技術(shù)論證,從系統(tǒng)綜合性價(jià)比考慮,高爐及熱風(fēng)爐基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)選用了施耐德公司的QUANTUM 系列PLC產(chǎn)品,主要儀表選用了廈門宇電具有二合一功能的AI-708J操作器/伺服放大器。
控制工藝要求
爐頂壓力控制
功能:保持高爐爐頂壓力的穩(wěn)定是高爐生產(chǎn)操作的一項(xiàng)首要工作。穩(wěn)定爐頂壓力能起到穩(wěn)定煤氣流,促進(jìn)高爐順行的作用。因此,在操作中要及時調(diào)整頂壓調(diào)節(jié)閥閥位,使其能將頂壓調(diào)穩(wěn),避免頂壓上下尖峰波動,從而避免爐況波動。450m3高爐的爐頂壓力一般穩(wěn)定在90±5 KPa。
選型:這是高爐生產(chǎn)中zui重要的調(diào)節(jié)閥,由于此閥調(diào)節(jié)頻繁,管道壓力高,因此對閥的控制質(zhì)量要求zui高。頂壓調(diào)節(jié)閥一般由三個閥門并聯(lián)組成閥組聯(lián)動使用。該閥組中一般有一個管徑相對較小的閥門,以實(shí)現(xiàn)靈活控制。
控制方式:頂壓三組閥常采用兩閥手動開至某一固定角度,第三個閥門投入自動控制。控制信號走向是:PLC-AO輸出模板-3路4~20mA信號-AI-708J-調(diào)節(jié)閥門。爐頂壓力調(diào)節(jié)閥工藝圖見圖1:
閥1
閥2
高爐除塵后 煤氣管網(wǎng)
閥3
圖 1
熱風(fēng)溫度控制
功能:通過自動調(diào)節(jié)混風(fēng)閥開度將適當(dāng)配比的冷風(fēng)摻入熱風(fēng)管道中,控制送往高爐熱風(fēng)圍管的熱風(fēng)溫度在1100±20℃內(nèi)。28個風(fēng)口將熱風(fēng)送入高爐內(nèi)。
選型:選用220VAC供電的電動連續(xù)調(diào)節(jié)閥。
控制方式:由于調(diào)節(jié)較為頻繁,必須投入自動控制。PLC-AO輸出模板-4~20mA信號-AI-708J-調(diào)節(jié)閥門。一般采用單回路PID控制。
控制設(shè)計(jì)
AI-708J操作器特點(diǎn):(1)、集成手操器和伺服放大器功能,與PLC系統(tǒng)很好配合。(2)、可以實(shí)現(xiàn)手自動的雙向無擾動切換,特別是手自動切換緩變功能使得控制更加平穩(wěn)、方便,簡化了PLC控制程序的編寫。(3)、功能豐富齊全,面板顯示一目了然。(4)、采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),駁接信號類型多。(5)、質(zhì)量穩(wěn)定,運(yùn)行可靠。(6)、抗干擾性能符合電磁兼容(EMC)的要求。(7)、方便的參數(shù)鎖功能。根據(jù)實(shí)際情況,經(jīng)常需要現(xiàn)場崗位人員對部分參數(shù)進(jìn)行修改及調(diào)整,而目前大多數(shù)儀表是對所有參數(shù)都上鎖,AI-708J操作器/伺服放大器只有被定義的參數(shù)或程序設(shè)置才能顯示,其它參數(shù)不能顯示和修改,這樣極大地提高了參數(shù)修改的速度,又避免了重要參數(shù)被誤修改,受到了崗位人員的極大歡迎。(8)、使用操作簡單方便,隨設(shè)備的說明書介紹詳細(xì)實(shí)用。
2、PLC、電動調(diào)節(jié)閥與AI-708J操作器/伺服放大器的電氣接線圖見圖2:
圖 2
應(yīng)用說明
1、高爐生產(chǎn)主畫面見圖3:
圖3
2、操作器應(yīng)用:本高爐共使用AI-708J操作器/伺服放大器4臺,其中爐頂壓力控制3臺,熱風(fēng)溫度控制1臺,具體見高爐生產(chǎn)主畫面。
3、頂壓、熱風(fēng)溫度控制操作說明:
(1)、通過上位機(jī)控制頂壓或熱風(fēng)時,必須將操作器通過A/M按鈕置于“自動”位置。否則將操作器置于“手動”位置,通過“向上三角形” 或“向下三角形” 來調(diào)節(jié)閥門的開度。
(2)、閥門自動控制時:在上位機(jī)操作面板窗口將“手自動切換”按鈕置于“自動”狀態(tài),在“自動時設(shè)定頂壓(熱風(fēng)溫度)”輸入框內(nèi)設(shè)定生產(chǎn)需要的爐頂壓力或熱風(fēng)溫度值,則PLC將進(jìn)入PID自動調(diào)節(jié)程序,通過與閥位反饋信號比較后動態(tài)輸出4~20mA信號給AI-708J,再輸出給電動調(diào)節(jié)閥。
(3)、閥門上位機(jī)手動時:在上位機(jī)操作面板窗口將“手自動切換”按鈕置于“手動”狀態(tài),此時“自動時設(shè)定頂壓(熱風(fēng)溫度)”輸入框內(nèi)數(shù)據(jù)不起作用,在“手動時設(shè)定閥位輸出”輸入框內(nèi)輸入需要的閥門開度值,則PLC的PID自動調(diào)節(jié)程序停止執(zhí)行,輸出4~20mA信號給AI-708J,再輸出給電動調(diào)節(jié)閥。
使用效果
高爐投產(chǎn)后,由于自動化控制設(shè)備提供了良好的外部保障,各項(xiàng)控制性能*符合生產(chǎn)
工藝要求,特別是AI-708J操作器/伺服放大器的穩(wěn)定可靠運(yùn)行保證了高爐操作的重要參數(shù)―――爐頂壓力和熱風(fēng)溫度的穩(wěn)定調(diào)節(jié),使得高爐開爐15日內(nèi)就迅速達(dá)產(chǎn)達(dá)效,利用系數(shù)達(dá)到3.0,順利實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)。