摘要：隨著高爐工藝的發(fā)展，宣鋼六號(hào)高爐上料自動(dòng)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(jí)、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(duì)宣鋼六號(hào)高爐進(jìn)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(duì)生產(chǎn)造成極大的影響。同時(shí)，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(shí)現(xiàn)。因此，對(duì)控制系統(tǒng)改造及控制程序升級(jí)勢(shì)在必行。
二、系統(tǒng)構(gòu)成及特點(diǎn)
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(jí)為Industrial IT V8.1，分別為CBF和Dgivis。所有的上料程序進(jìn)行優(yōu)化、改進(jìn)。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(tuán)自動(dòng)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(diǎn)于一體并支持多種國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)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(jī)界面（HMI）及方便的工程軟件。又同時(shí)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(chǎng)總線設(shè)備?？刂破鰽C－800F為冗余配置，從AC800F現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)行連接，Profibus DP現(xiàn)場(chǎng)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(shí)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(dòng)，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(shí)6秒，開上密、開截料閥、關(guān)放散依次進(jìn)行，將受料斗中的爐料放入料罐。等受料斗的爐料全部進(jìn)入料罐，受料斗是否為空，可由兩個(gè)條件來辨定，一是截料閥開到極限位延時(shí)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(shí)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(shí)爐料開如進(jìn)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(gè)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(cè)到料罐料種為礦時(shí)，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(shí)，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(gè)角度開始檢測(cè)，布完相應(yīng)的圈數(shù)后，到第二環(huán)，仍然從第一個(gè)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(yáng)控制。
采用雙料車上料，主卷揚(yáng)由1＃、2＃直流變頻，卷揚(yáng)機(jī)有自動(dòng)與手動(dòng)兩種操作方式，自動(dòng)控制設(shè)備及手動(dòng)操作臺(tái)均在槽下。主卷揚(yáng)與槽下供料及爐頂裝料設(shè)備，按程序自動(dòng)控制并安全聯(lián)鎖，形成高爐上料自動(dòng)控制系統(tǒng)。卷揚(yáng)機(jī)設(shè)有自動(dòng)保護(hù)裝置以確保設(shè)備安全運(yùn)行。
主卷揚(yáng)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(yáng)才可上行，中間設(shè)有減速位，經(jīng)過高、中、低速運(yùn)行。在上行過程中，任何一個(gè)與主卷揚(yáng)相關(guān)的條件不滿足，發(fā)生報(bào)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(cāng)16個(gè)礦倉(cāng)供料，對(duì)稱分布，可隨機(jī)進(jìn)行選擇，16個(gè)礦倉(cāng)對(duì)應(yīng)7個(gè)稱斗。焦炭倉(cāng)2個(gè)，對(duì)應(yīng)2個(gè)焦斗。燒結(jié)礦經(jīng)給料機(jī)和振動(dòng)篩篩分后，進(jìn)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(yùn)行至中間斗進(jìn)行二次稱量，滿足放料條件后，裝入主卷揚(yáng)。焦炭通過給料機(jī)、振動(dòng)篩篩分后，一次稱量，滿足條件后，直接入主卷揚(yáng)。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(jìn)行設(shè)定，有料倉(cāng)、重量、料種。根據(jù)設(shè)定情況，先啟動(dòng)振動(dòng)篩，延時(shí)后啟給料機(jī)，振動(dòng)篩振動(dòng)使料進(jìn)入稱量斗。給料機(jī)由變頻器控制，通過調(diào)整變頻速度來控制下料速度，同時(shí)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(shí)，停振動(dòng)篩，給料機(jī)。為保證篩料的準(zhǔn)確性，還進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，自動(dòng)補(bǔ)償。
放料的控制。放料即稱量斗自動(dòng)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(jìn)行分解，判定本料序有幾個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)由幾車焦、礦組成，找出本批裝法，運(yùn)行本批裝法，得出結(jié)論，主卷揚(yáng)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?yàn)椋?SS!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(gè)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(yùn)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(gè)S。
七個(gè)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(shí)，選擇七個(gè)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(gè)稱斗開門放空并關(guān)門后，下一個(gè)稱量斗動(dòng)作。七個(gè)稱斗的任意選擇，在裝料方法中實(shí)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(yùn)行，如SS!JJ!或S!JJ!中的S，可以根據(jù)車數(shù)進(jìn)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(shí)現(xiàn)，這種不同的配料方式我們?cè)O(shè)定為20種，即有20個(gè)處方，足以滿足生產(chǎn)要求。
四、 結(jié)束語
上料自動(dòng)控制系統(tǒng)改造投產(chǎn)以來，完全滿足煉鐵工藝的要求，運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單方便，提高了高爐的利用系數(shù)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。