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1、自動控制系統(tǒng)簡介
1.1、控制對象:脈沖閥、提升閥、卸灰閥、輸灰絞龍、空氣炮、冷風閥、風機等;
1.2、監(jiān)測對象:進風溫度、出風溫度、進出口壓差、料位、風機的各項參數(shù);
1.3、控制方法
1.3.1、點對點控制 對于控制點在100點以下的系統(tǒng),常采用點對點控制的方法進行控制,即控制器(PLC或矩陣式控制儀)的輸出點與控制輸出點意義對應;
1.3.2、矩陣控制 對于對于控制點在100點以上的系統(tǒng),常采用矩陣控制,即將控制的脈沖閥或脈沖閥+提升閥進行分組,利用組數(shù)與組成員的對應關(guān)系,實現(xiàn)選通控制,該種方法也稱之為矩陣控制;
1.3.3、PLC+脈沖控制儀控制大型除塵器在要求低成本高可靠性時可采用該法。該法采用一臺小型PLC來協(xié)調(diào)除塵器各單元的控制序列,各單元的采用 一臺帶遠程開機信號的脈沖控制儀進行控制,該方法既實現(xiàn)了PLC與遠程DCS或上位機的通訊,又實現(xiàn)了低成本的控制需求,由于采用了性能優(yōu)良的脈沖控制 儀,控制可靠性沒有降低。
1.3.4、潛合通過大量的工程實踐,提出了一種主PLC+室控制終端的控制方法。即每個室一個室控制終端,該終端負責本室脈沖閥和提升閥的控制,所有的室控制終端通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)與主PLC連接,通過上位計算機實現(xiàn)對整個除塵器室控制終端的控制。
2、自動控制系統(tǒng)的組成
除塵自動控制系統(tǒng)共分三大部分,分別由現(xiàn)場級(檢測儀表、傳感器和執(zhí)行裝置),基礎(chǔ)自動化(PLC)和上位機組成。系統(tǒng)組態(tài)如圖1所示。
圖1 控制系統(tǒng)組態(tài)圖
現(xiàn)場儀表主要檢測工藝過程參數(shù)和設(shè)備運行狀態(tài)參數(shù),PLC及分布式I/O通過數(shù)據(jù)掃描采集信號并進行數(shù)據(jù)處理,然后根據(jù)控制要求向現(xiàn)場執(zhí)行裝置發(fā)出控制信 號,完成控制功能。上位機一方面接收PLC的輸入信號,另一方面根據(jù)控制要求向PLC發(fā)出控制指令,對工藝過程實現(xiàn)監(jiān)控,同時實現(xiàn)過程數(shù)據(jù)管理功能。
2.1 現(xiàn)場級
該系統(tǒng)中需要檢測的工藝參數(shù)較多,包括溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速、振動等等,其中參與控制的主要參數(shù)有風門閥入口溫度,野風閥前煙氣溫度,除塵器差 壓等,另外還有一些設(shè)備運行狀態(tài)參數(shù),主要是監(jiān)視和報警作用。系統(tǒng)工藝控制流程圖如圖2所示。系統(tǒng)根據(jù)檢測到的工藝狀態(tài)參數(shù)以及電爐工況模式,通過PLC 或現(xiàn)場操作箱對現(xiàn)場的執(zhí)行機構(gòu)進行自動或手動控制,如控制滑套、風門閥、二次閥、野風閥等的開度,控制主風機和增壓風機組的轉(zhuǎn)速以及除塵器清灰等動作。
圖2 除塵系統(tǒng)工藝控制流程圖
2.2 基礎(chǔ)自動化
該系統(tǒng)共有數(shù)字量信號180多個,模擬量信號30多個,采用西門子SIMATIC S7-300可編程控制器(CPU315—2DP),由于現(xiàn)場信號比較分散,并且有些信號距離主站PLC柜較遠,故現(xiàn)場另設(shè)一個分布式I/O站,通過Profibus—DP總線與主站進行通訊,系統(tǒng)PLC硬件配置如圖3所示。
圖3 PLC 硬件配置圖
軟件部分采用西門子STEP7 編程軟件,模塊化編程。系統(tǒng)主要控制過程有以下方面:
(1)主風機和增壓風機控制:
根據(jù)電爐冶煉工況模式的不同,控制風門閥和二次閥的開度,調(diào)節(jié)系統(tǒng)風量。同時通過液力偶合器調(diào)節(jié)主風機和增壓風機的轉(zhuǎn)速,達到節(jié)能降耗的效果。
(2)滑套控制
根據(jù)增壓風機風門閥前的煙氣溫度,自動調(diào)節(jié)滑套的開度,以控制直排系統(tǒng)風量和煙氣溫度,保護增壓風機風門閥葉輪。
(3)野風閥控制
根據(jù)野風閥前煙氣溫度,控制野風閥的開關(guān),從而控制進入除塵器的煙氣溫度,保護除塵器布袋不被高溫煙塵燒壞。
(4)除塵器清灰控制
除塵器清灰系統(tǒng)分為定時和差壓控制清灰兩種,正常情況下,按照一定的時間間隔依次對除塵器各倉進行離線清灰。如果除塵器差壓過大時,則系統(tǒng)自動縮短離線清灰間隔時間,以加快清灰速度。
(5)反吹氣源控制
由于進入布袋的煙塵溫度較高,為防止脈沖反吹時冷空氣遇熱凝露,使布袋擰結(jié)。需對氣源進行凈化和加熱,使反吹氣體保持在合適的溫度范圍內(nèi)。
2. 3 上位機
系統(tǒng)上位機采用的是研華工控機,通過工業(yè)以太網(wǎng)與PLC進行遠程通訊,通訊介質(zhì)采用光纖,由網(wǎng)卡、交換機、光電轉(zhuǎn)換模塊、及PLC通訊模塊組成。 同時,該系統(tǒng)可與車間內(nèi)其它工藝控制過程聯(lián)網(wǎng),組成二級網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)生產(chǎn)管理。畫面監(jiān)控采用西門子WINCC組態(tài)軟件編程,界面友好,操作人員通過HMI可 監(jiān)控整個生產(chǎn)過程,并具有數(shù)據(jù)管理,報警和打印功能。
3 系統(tǒng)調(diào)試
系統(tǒng)安裝完成后進行了調(diào)試,調(diào)試分冷調(diào)試和熱調(diào)試。冷調(diào)試是在無負荷條件下進行的,熱調(diào)試是系統(tǒng)通過冷調(diào)后,在有負荷條件下進行的。整個調(diào)試過程硬件部分和軟件部分同時進行。
3.1 冷調(diào)試
冷調(diào)分單體調(diào)試和系統(tǒng)調(diào)試。單體調(diào)試是指對單個設(shè)備的運行調(diào)試,是系統(tǒng)調(diào)試的基礎(chǔ)。包括所有的傳感器元件、檢測儀表輸出、顯示是否正常,參數(shù)調(diào)整 是否正確,電機、液力偶合器、風機、閥門等執(zhí)行裝置,啟動、運行狀態(tài)是否正常。在PLC程序和HMI上監(jiān)控它們的運行,出現(xiàn)問題及時排除,為下一步系統(tǒng)聯(lián) 調(diào)做好準備。系統(tǒng)調(diào)試是在單體調(diào)試結(jié)束后,所有設(shè)備運行正常的條件下,對整個控制系統(tǒng)進行的調(diào)試。包括系統(tǒng)中所有控制、聯(lián)鎖條件的調(diào)試,PLC控制程序的 調(diào)試及HMI監(jiān)控程序的調(diào)試等。
3.2 熱調(diào)試
在系統(tǒng)冷調(diào)試結(jié)束后,進入熱調(diào)試階段,熱調(diào)試是在帶負荷的工況條件下,完成系統(tǒng)自動監(jiān)控的調(diào)試。包括系統(tǒng)中一些重要的控制參數(shù)的調(diào)整。比如在不同 的電爐工況下,直排系統(tǒng)和屋頂罩的風量是不同的,理論值和實際值總會有些差異,這就需要在實際生產(chǎn)工況下調(diào)整增壓風機和主風機的轉(zhuǎn)速,使其既滿足排塵的要 求,又節(jié)省能源。
4 結(jié)論
該系統(tǒng)具有除塵效果良好,系統(tǒng)運行穩(wěn)定。電爐正常運行的情況下,可不需人工干預,完全實現(xiàn)自動控制,與以前的除塵系統(tǒng)相比優(yōu)勢 十分明顯。實踐表明,該系統(tǒng)的投入運行,徹底改善了電爐煉鋼對環(huán)境造成的污染,提高了生產(chǎn)技術(shù)水平,降低了能源消耗,收到很好的經(jīng)濟效益和社會效益。
除塵自動化系統(tǒng)-除塵室控制終端-脈沖控制儀 | 下載0次 | 2020-01-03 |
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