《電子技術(shù)應(yīng)用》
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宣鋼六號高爐上料控制系統(tǒng)改造
中國自動化網(wǎng)
摘要: 隨著高爐工藝的發(fā)展,宣鋼六號高爐上料自動控制系統(tǒng)存在的問題日益嚴(yán)重,高爐順產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)得不到保證。所以,硬件的改造升級、程序的優(yōu)化以及增加新的工藝程序成為必然。
Abstract:
Key words :

摘要:隨著高爐工藝的發(fā)展,宣鋼六號高爐上料自動控制系統(tǒng)存在的問題日益嚴(yán)重,高爐順產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)得不到保證。所以,硬件的改造升級、程序的優(yōu)化以及增加新的工藝程序成為必然。
關(guān)鍵字:上料 Industrial IT AC—800F 網(wǎng)絡(luò) 程序
一、前言
2008年6月,對宣鋼六號高爐進行了大修。之前,自控系統(tǒng)均采用ABB公司Industrial IT Freelance 2000系統(tǒng),用于執(zhí)行工業(yè)過程控制的控制器為PS即常規(guī)過程控制器,組態(tài)軟件為DigiTool,操作員站軟件即監(jiān)控軟件為Digivis , 版本為Industrial IT V6.2。操作系統(tǒng)為Windows 2000。由于常規(guī)過程控制器PS不冗余,且下掛模件有的不具備帶電插拔功能,一旦出現(xiàn)故障,對生產(chǎn)造成極大的影響。同時,無論是組態(tài)軟件,還是操作員站的監(jiān)控軟件,由于版本較低,一些新工藝不能很好實現(xiàn)。因此,對控制系統(tǒng)改造及控制程序升級勢在必行。
二、系統(tǒng)構(gòu)成及特點
改造后,采用ABB公司的Industrial IT AC—800F工業(yè)用集散過程控制系統(tǒng)(DCS),硬件系統(tǒng)全部更換。軟件方面,操作系統(tǒng)為Windows XP,組態(tài)軟件和監(jiān)控軟件升級為Industrial IT V8.1,分別為CBF和Dgivis。所有的上料程序進行優(yōu)化、改進。系統(tǒng)配置圖絡(luò)如圖


改造后的上料系統(tǒng),AC-800F是ABB集團自動化總部推出的一種具世界領(lǐng)先水平的全能綜合型開放系統(tǒng),該系統(tǒng)融傳統(tǒng)的DCS和PLC優(yōu)點于一體并支持多種國際現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。它既具備DCS的復(fù)雜模擬回路調(diào)節(jié)能力、友好的人機界面(HMI)及方便的工程軟件。又同時具有與高檔PLC指標(biāo)相當(dāng)?shù)母咚龠壿嫼晚樞蚩刂菩阅?。系統(tǒng)既可以連接常規(guī)I/O,又可連接Profibus、FF、CAN、MODBUS等各種現(xiàn)場總線設(shè)備。控制器AC-800F為冗余配置,從AC800F現(xiàn)場控制器的Profibus模件(FI830)出來的Profibus DP線經(jīng)過了冗余連接模件 (RLM01),與S800I/O站的CI840進行連接,Profibus DP現(xiàn)場總線采用了冗余方式,通訊方式采用冗余的光纖雙環(huán)通訊,保證了數(shù)據(jù)通訊的可靠性。
三、 改造方案的實施
上料控制系統(tǒng)包括三部分:
1、 爐頂設(shè)備的控制。
1.1爐頂設(shè)備
爐頂設(shè)備包括受料斗,料罐,上密封閥,1#、2#放散閥,1#、2#均壓閥,料流閥,下密封閥,傾動,1#、2#探尺。
1.2爐頂控制
爐頂工藝流程分兩部分,一部分是爐料從受料斗到料罐,另一部分是由料罐到高爐。爐料從受料斗到料罐,滿足放料條件后,開放散閥,放散閥開后延時6秒,開上密、開截料閥、關(guān)放散依次進行,將受料斗中的爐料放入料罐。等受料斗的爐料全部進入料罐,受料斗是否為空,可由兩個條件來辨定,一是截料閥開到極限位延時20秒,一是受料斗的重量,如果重量小于1.0t,就為空。放空之后,關(guān)截料閥,關(guān)上密閥。此時第一部分流程結(jié)束,第二部分開始。從料罐到高爐,也是滿足相應(yīng)的放料條件后,提探尺,探尺提到零位后,開下密閥,轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn),開料流。此時爐料開如進入高爐,料罐空放后,大開料流關(guān)均壓閥,料流大開一下,關(guān)料流,關(guān)下密,?;剞D(zhuǎn),回轉(zhuǎn)停,完成爐頂放料的一個循環(huán)。
1.3爐頂布料過程
爐頂布料在程序中將焦、礦分開。當(dāng)通過料罐射源檢測到料罐料種為礦時,就用礦焦設(shè)定的布料角度和相應(yīng)圈數(shù),料罐料種為焦時,就用焦設(shè)定的布料角度和相應(yīng)圈數(shù)。采用多環(huán)布料,每一種料都要從第一環(huán)第一個角度開始檢測,布完相應(yīng)的圈數(shù)后,到第二環(huán),仍然從第一個角度開始,布設(shè)定的圈數(shù),依此類推,直到走完設(shè)定的圈數(shù)為止。多環(huán)不同角度布料使無料鐘爐頂遵循了布料要發(fā)展中心、抑制邊緣的原則,確保爐料和煤氣流的正常分布,充分起到了無料鐘爐頂?shù)纳喜空{(diào)劑作用。



2、主卷揚控制。
采用雙料車上料,主卷揚由1#、2#直流變頻,卷揚機有自動與手動兩種操作方式,自動控制設(shè)備及手動操作臺均在槽下。主卷揚與槽下供料及爐頂裝料設(shè)備,按程序自動控制并安全聯(lián)鎖,形成高爐上料自動控制系統(tǒng)。卷揚機設(shè)有自動保護裝置以確保設(shè)備安全運行。
主卷揚為1#、2#絞車,只有槽下允許啟車和爐頂發(fā)出允許命令后,主卷揚才可上行,中間設(shè)有減速位,經(jīng)過高、中、低速運行。在上行過程中,任何一個與主卷揚相關(guān)的條件不滿足,發(fā)生報警,都要緊急停車。
3、槽下設(shè)備的控制
3.1槽下設(shè)備
槽下為南北礦倉16個礦倉供料,對稱分布,可隨機進行選擇,16個礦倉對應(yīng)7個稱斗。焦炭倉2個,對應(yīng)2個焦斗。燒結(jié)礦經(jīng)給料機和振動篩篩分后,進行入稱斗,完成一次稱重,接到開門指令后打開閘門卸料,經(jīng)主皮帶運行至中間斗進行二次稱量,滿足放料條件后,裝入主卷揚。焦炭通過給料機、振動篩篩分后,一次稱量,滿足條件后,直接入主卷揚。槽下有一條主皮帶,4條返礦皮帶。
3.2槽下設(shè)備控制
篩料的控制。篩料主要由篩料程序來完成。首先在料單中進行設(shè)定,有料倉、重量、料種。根據(jù)設(shè)定情況,先啟動振動篩,延時后啟給料機,振動篩振動使料進入稱量斗。給料機由變頻器控制,通過調(diào)整變頻速度來控制下料速度,同時還設(shè)有流量,即停篩后余振下料量。當(dāng)下料量加上流量等于設(shè)定重量時,停振動篩,給料機。為保證篩料的準(zhǔn)確性,還進行補償計算,自動補償。
放料的控制。放料即稱量斗自動開門,將稱量斗中的料放入主皮帶。放料程序包括:裝序拆分程序,放料子程序,放料主程序
裝序拆分程序。將在料單中送入的裝序進行分解,判定本料序有幾個循環(huán),每個循環(huán)由幾車焦、礦組成,找出本批裝法,運行本批裝法,得出結(jié)論,主卷揚該上礦還是焦。如果是礦,開中間斗閘門,如果是焦,開焦斗閘門。例如:料單中送入裝序為:3SS!JJ!+2S!JJ!,首先要拆為3SS!JJ!和2S!JJ!,再由3SS!JJ!得出裝法為SS!JJ!,還要走3個循環(huán),本批裝法有四車,分別為S ,S, J,J。走完之后,同樣,再運行裝法2S!JJ!。S代表礦,J代表焦,!代表開上密位置。
放料子程序。即料由稱斗放入中間斗的情況,為一車礦的選料,即裝法中的一個S。
七個稱斗可根據(jù)要求任意選擇,一車可以是一種或多種料經(jīng)皮帶入中間斗。同時,選擇七個稱斗的放料順序,即開閘門順序,可設(shè)為“正裝”或“倒裝”。稱量斗閘門按選擇順序,一個稱斗開門放空并關(guān)門后,下一個稱量斗動作。七個稱斗的任意選擇,在裝料方法中實現(xiàn)。稱斗選擇方式見下圖。


裝料主程序。裝料主程序完成一批料的礦運行,如SS!JJ!或S!JJ!中的S,可以根據(jù)車數(shù)進行選擇,不同車數(shù)有不同的礦的配料,如第一種裝法中和兩車礦可以選擇不同的稱斗產(chǎn),在裝料方法設(shè)定中實現(xiàn),這種不同的配料方式我們設(shè)定為20種,即有20個處方,足以滿足生產(chǎn)要求。
四、 結(jié)束語
上料自動控制系統(tǒng)改造投產(chǎn)以來,完全滿足煉鐵工藝的要求,運行穩(wěn)定,操作簡單方便,提高了高爐的利用系數(shù),取得了顯著的經(jīng)濟效益。

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