一、概述
本文以某鋼鐵廠150t轉(zhuǎn)爐為背景,其自動化系統(tǒng)的配置使用了Schneider自動化的Quantum PLC。項目由三部分組成:轉(zhuǎn)爐本體、氧槍和原料,對應三套PLC控制系統(tǒng)。系統(tǒng)模擬量約2000點,數(shù)字量點約3000點,調(diào)節(jié)回路18個。
二、主要工藝圖:



三、系統(tǒng)控制內(nèi)容及功能要求
1、氧槍部分
(1)氧槍控制:檢測降槍條件,控制吹煉過程中一系列連鎖動作。
?。?)氧槍定位控制:采用增量型編碼器,自動判斷出吹煉位置。
?。?)變頻器控制:氧槍水泵、汽包給水泵、設(shè)備水泵等重要設(shè)備全部由變頻器控制。
?。?)濺渣護爐:轉(zhuǎn)爐的頂?shù)讖痛底詣涌刂啤2捎庙敶抵袎旱獨?,將爐內(nèi)剩余殘渣吹至轉(zhuǎn)爐爐壁上。
?。?)傾動控制:對轉(zhuǎn)爐進行前傾、后傾操作,保護氧槍。
2、原料部分
控制煉鋼所需散裝料和合金料的備料及下料。散裝料和合金料通過料倉、給料器、稱量料斗、溜槽、皮帶機及下料溜槽進行控制及連鎖,完成定量散裝料和合金料的加入工作。
3、儀控部分
主要包括汽包液位及調(diào)節(jié)、除氧器水位及調(diào)節(jié)、頂吹氧氣流量調(diào)節(jié)、底吹模式及流量調(diào)節(jié)、二文液壓控制以及溫度、壓力、流量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集處理。
4、轉(zhuǎn)爐一次除塵引風機
主要完成對風機轉(zhuǎn)速控制、煤氣回收各閥門控制、儀表參數(shù)的采集處理。
四、重點及難點
?。?)氧槍定位采用增量型編碼器,通過1756-HSC高速計數(shù)模板采集編碼器的脈沖信號,經(jīng)CPU運算處理成工程量位移信號。
(2)利用參數(shù)文件,實現(xiàn)了調(diào)用同一個畫面,控制不同料倉的功能。
?。?)在吹煉期和非吹煉期,風機采用高低速控制,兩種速度轉(zhuǎn)換時采用步進式調(diào)節(jié)。
?。?)在出鋼或出渣的同時可手動升降氧槍,啟動刮渣器,進行刮渣。
?。?)各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)通訊采用環(huán)形快速以太網(wǎng),在網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)遭到破壞時,能夠保證網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)穩(wěn)定運行,同時生成報警,通知維護人員對進行處理。
五、系統(tǒng)組成

六、解決方案:

以下是氧槍PLC硬件配置


七、操作站的主要工作
1、大數(shù)據(jù)量高速數(shù)據(jù)處理。模擬量約2000點,開關(guān)量約3000點。
2、長期歷史趨勢查詢功能??杀4嫔习冱c的歷史趨勢一個月。
3、調(diào)節(jié)控制功能實現(xiàn)??刂普{(diào)節(jié)回路18個。
4、逼真的生產(chǎn)工藝流程再現(xiàn)。工藝流程畫面120余幅。
5、事件報警處理。記錄時間一個月,報警條目600條。
6、快速、良好的動態(tài)響應能力。通過人機交互實現(xiàn)快速生產(chǎn)設(shè)備控制。
八、經(jīng)濟效益計算
主要反映在:控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行在鋼產(chǎn)量綜合效益中所占比例。按轉(zhuǎn)爐年正常生產(chǎn)天數(shù)330天,每小時煉鋼150噸,噸鋼效益80元,控制系統(tǒng)所占綜合效益比10%計算,則年經(jīng)濟效益=330x24x150x80x10%=950.4(萬元)。
九、系統(tǒng)評價:
1、高可靠性:Schneider PLC提供了更為可靠的平臺。
2、開放性強:標準的工業(yè)以太網(wǎng)架構(gòu)為系統(tǒng)提供了廣闊的空間。
3、低故障率:較強的抗電磁輻射和干擾能力以及工業(yè)化現(xiàn)場設(shè)計使得PLC故障率≤1次/年。
4、適應性強:可以工作在惡劣的冶金企業(yè)環(huán)境。
5、性能優(yōu)異:與主流操作系統(tǒng)、工業(yè)控制軟件、用戶應用程序的兼容性能良好,實時控制性能好。
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