西门子模块6ES7216-2BD23-0XB8代理直销

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PLC控制系统在竖炉生产中的应用

3.2 软件部分

主要功能：实现两种工艺要求，正常生产和调剂炉况两条不同的流程。其较大特点是：

（1）确保按工艺流程启动，防止误动作。

（2）提高故障判断、显示及处理能力。

（3）实现了系统重大故障时全线安全停机功能。

（4）节约能源。

（5）增加了皮带功能，包括断带、撕裂、跑偏、安全启动等功能。

（6）为了防止误操作，设计了按钮的确认功能。

原来的布料系统中，在某一设备发生故障时，只有该设备和前序设备同时停机，后序设备仍然运行，而且，系统故障发生时，线路控制自锁，当解除故障后，该设备又自动启动。由于该套设备是流水线作业，当系统中某一环节发生重大故障时，后序设备没有必要也不应该运行；一方面，可能造成原料的堆积和散落，使事故扩大化，另一方面也是能源的浪费，还有故障解除后，设备又自动启动，不仅容易造成安全事故而且可能引发新的设备事故。为此，我们在设计中考虑两方面的问题，一是增加对故障点的报警和显示，给维护和操作提供方便，尽可能减少故障处理时间，另一方面，一旦某一设备出现重故障时，后序设备立即按流程自动停车，不仅有效地防止事故扩大而且节约了能源。

3.3 初期投入发现的问题

（1）系统改为plc自动控制以后，操作人员和维护人员一时难以适应，出现故障后手忙脚乱，无从下手。针对这个问题，我们多次加强岗位人员和维修人员的培训，提高他们处理问题的能力。

（2）由于竖炉风机负荷较大，它的启动、停车对电网影响较大、plc系统因电网干扰有时误动作，为此，我们在plc供电部分增加了隔离变压器滤掉电网尖峰干扰。

通过对上述方案的补充、完善、保证了plc控制系统的可靠性。

3.4 实施效果

该控制系统自2004年11月投入生产后，效果显著，通过生产实践，该系统优点主要体现在以下几方面：

（1）nbsp系统设计合理，较好地满足了8m3竖炉生产的工艺要求。

（2）nbsp该控制方案功能齐全，系统灵活可靠，在国内同类竖炉中达到了国内水平。

（3）nbsp本系统与具有相同功能的继电器控制系统相比，结构大大简化，线路清晰直观，便于维护，缩短了故障处理时间，减少了工人的劳动强度，深受工人**。

（4）nbsp该系统对恶劣的环境适应性很强，抗干扰性能好，运行稳定可靠，降低了故障率，提高了设备作业率，从而提高了竖炉产生能量。

Quantum PLC在热风炉控制系统中的应用

（2）模拟量调节。模拟量的调节包括混风调节、煤气总管压力调节、助燃空气总管压力调节和燃烧控制。热风温度是热风炉的重要参数，直接影响高炉炉况。助燃空气和高炉煤气压力保持稳定是保证热风炉燃烧稳定的必要条件。这三个回路均采用单回路调节，由concept软件的连续控制pid功能块实现，该功能块输出与连续信号对应的计算，转化为4-20ma的标准信号，作为调节阀的输入，控制过程参数，达到了满意的控制效果。由于热风炉是具有非线性、大滞后等特性的复杂被控对象，而其燃料（高炉煤气）受高炉炉况等因素的影响，热值和压力经常波动，为燃烧的完全自动控制带来了很大困难。经过长期的实践和摸索，将燃烧分为快速燃烧期、蓄热期和焖炉期三个阶段，采用固定煤气量调节空气量的方案烧炉。

3.3项目效果分析

新1#高炉的热风炉自动燃烧的控制包括高炉煤气流量调节回路，助燃空气流量调节回路和拱**温度调节回路。煤气量和空燃比由操作人员设定，煤气量的大小关系到拱**的升温速度。在快速燃烧期，助燃空气量根据煤气量和空燃比自动配给，较小的助燃空气量促使拱**温度尽快升高。拱**温度达到设定值后进入蓄热期，由助燃空气调节回路和拱**温度调节回路经过高选器控制助燃空气调节阀。拱**温度**过设定值时，拱**温度调节回路输出快速增大，当其**过助燃空气调节回路的输出时，由拱**温度调节回路控制助燃空气调节阀；拱**温度下降或略低于设定值时，拱**温度调节回路的输出下降，当低于助燃空气控制回路的输出时，重新由助燃空气控制回路按空燃比控制助燃空气调节阀。为避免助燃空气调节回路进入积分饱和状态，在拱**温度调节回路控制助燃空气调节阀时，需将助燃空气调节回路强制为手动状态。该控制方案达到较好的控制效果，并减少了煤气用量和电能消耗。

4结束语

杭钢集团新1#高炉的热风炉自动控制系统降低了操作人员的劳动强度，提高系统运行的安全性和稳定性，在一定程度上提高了热利用率，减少了能耗。自2007年10月投产以来，为降低焦比、提高高炉利用系数起了积极的作用。

Quantum PLC在热风炉控制系统中的应用

1引言

热风炉是给高炉提供热风的炼铁设备。在燃烧期，热风炉燃烧高炉煤气，产生的废气流经蓄热室，使蓄热室的格子砖蓄热。在送风期，冷风反向流经蓄热室被加热后送往高炉，为高炉提供连续的、适宜温度的热风，以提高冶炼强度，降低焦比，达到高炉节能降耗的目的。由于种种原因，相当多的热风炉控制落后，运行状况并不令人满意，有的甚至是手动控制。操作者通常依据个人经验手动调节煤气量和空气量以控制热风炉拱**温度和废气温度，通入其中的空气和燃气很难恰到好处。由于控制不当，送风温度一直偏低，造成资源的严重浪费，影响高炉的冶炼。热风炉采用自动控制，可以降低操作人员的劳动强度，确保系统安全稳定运行，在一定的程度上起到了降低能耗，提高风温的作用。

2热风炉的工艺概述

热风炉有燃烧、焖炉、送风三种状态，按燃烧、送风的周期循环工作。其过程为：热风阀、冷风阀关闭，烟道阀和助燃空气、煤气切断阀，调节阀打开时为燃烧状态。此时助燃空气和煤气按空燃比混合，在热风炉**部燃烧，高温烟气从上向下经过球床体，将热量存储在热风炉内。当拱**和烟道温度达到设定值，蓄热室储存足够热量，关闭煤气、助燃空气的调节阀、切断阀，关闭烟道阀，热风炉处于焖炉状态，等待送风。需要热风炉送风时，先打开冷风均压阀使冷风阀两端的差压减小，再打开冷风阀和热风阀，关闭冷风均压阀，热风炉处于送风状态。此时，冷风从下向上经过热风炉球床体，被加热成温度略低于拱**的热风，将储存于热风炉内的热量送往高炉。随着送风时间的延长，风温逐渐下降，热风炉再转入燃烧状态，循环工作。

新1#高炉配备3座热风炉，设置有“两烧一送”、“一烧两送”（正常工作）、“一烧一送”（非正常）三种送风制度，由操作人员根据高炉送风需要选取。3座热风炉根据送风制度，遵循拱**和烟道温度先达到设定值的热风炉先送风的*原则，交替燃烧、送风，向高炉连续供风。除高炉休风外，系统中应至少有1座热风炉处于送风状态。

3系统设计

3.1系统结构设计

系统结构分工程师/操作员站、plc控制站2级，网络分上层管理网、下层控制网2层，见图1。上层管理网连接plc控制站和操作员/工程师站，符合tcp/ip协议，通信速率100mb/s，介质为双绞线。plc控制站通过140 noe 771 01以太网适配器与路由器连接，操作员/工程师站为工控机，通过网卡与路由器连接。plc控制站由四个机架组成，其中机架1为主站，其余3个机架为分站。主站和分站之间通过rio处理器接口，rio分支器以及f接头进行连接。采用该网络结构模式具有安装灵活、性价比高的特点。工程师/操作员站使用schneider编程软件concept和ifix软件完成plc的控制逻辑和人机界面的组态。热风炉控制系统配备2台操作员站，互为备用，接收plc控制站的实时数据，显示热风炉生产过程的流程图、设备运行状况和过程参数值；提供过程量设定值和控制参数的设定、修改画面；显示实时/历史趋势并形成历史数据库；显示设备故障和控制系统自身故障的报警画面；实现报表的生成和打印。另外，系统配备了脱离自动化控制系统的操作台，并将关键的工艺参数用二次仪表加以显示，以便在控制系统的非正常状态时进行手动操作，避免控制系统故障带来的损失。

3.2系统控制功能设计

热风炉主要是为高炉提供稳定高温的热风，主要检测项目有拱**温度、废气温度、换热器助燃风出/入口温度、换热器废气入/出口温度、煤气和助燃风压力、流量、冷却水压力、流量等。控测信号进入plc后进行线性化计算，气体流量温度与压力补正，并在操作员/工程师站上显示所有数据。

（1）顺序控制。plc控制站检测各热风炉的阀门位置和拱**温度等参数，分析热风炉状态，根据送风制度和送风*原则，向热风炉发出送风、焖炉、燃烧的指令，使阀门按规定的顺序和连锁要求动作，完成热风炉的状态转换和热风炉之间的送风切换，实现向高炉连续送风的目的。此外，实现系统的安全保护，保证热风炉安全生产。