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1,、自動(dòng)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(fēng)閥,、風(fēng)機(jī)等；

1.2,、監(jiān)測對象：進(jìn)風(fēng)溫度,、出風(fēng)溫度、進(jìn)出口壓差,、料位,、風(fēng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)；

1.3,、控制方法

1.3.1,、點(diǎn)對點(diǎn)控制 對于控制點(diǎn)在100點(diǎn)以下的系統(tǒng)，常采用點(diǎn)對點(diǎn)控制的方法進(jìn)行控制,，即控制器（PLC或矩陣式控制儀）的輸出點(diǎn)與控制輸出點(diǎn)意義對應(yīng),；

1.3.2、矩陣控制 對于對于控制點(diǎn)在100點(diǎn)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(jìn)行分組,，利用組數(shù)與組成員的對應(yīng)關(guān)系，實(shí)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(shí)可采用該法,。該法采用一臺(tái)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(tái)帶遠(yuǎn)程開機(jī)信號的脈沖控制儀進(jìn)行控制，該方法既實(shí)現(xiàn)了PLC與遠(yuǎn)程DCS或上位機(jī)的通訊,，又實(shí)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(shí)踐，提出了一種主PLC+室控制終端的控制方法,。即每個(gè)室一個(gè)室控制終端,，該終端負(fù)責(zé)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(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對整個(gè)除塵器室控制終端的控制,。

2、自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成

除塵自動(dòng)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(dòng)化（PLC）和上位機(jī)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(yùn)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(jìn)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(jī)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(shí)現(xiàn)監(jiān)控，同時(shí)實(shí)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(dòng)等等，其中參與控制的主要參數(shù)有風(fēng)門閥入口溫度,，野風(fēng)閥前煙氣溫度,，除塵器差 壓等，另外還有一些設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù),，主要是監(jiān)視和報(bào)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(jī)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)控制,，如控制滑套、風(fēng)門閥,、二次閥,、野風(fēng)閥等的開度，控制主風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)組的轉(zhuǎn)速以及除塵器清灰等動(dòng)作,。

圖2 除塵系統(tǒng)工藝控制流程圖

2.2 基礎(chǔ)自動(dòng)化

該系統(tǒng)共有數(shù)字量信號180多個(gè),，模擬量信號30多個(gè)，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(yuǎn)，故現(xiàn)場另設(shè)一個(gè)分布式I/O站,，通過Profibus—DP總線與主站進(jìn)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(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)控制：

根據(jù)電爐冶煉工況模式的不同,，控制風(fēng)門閥和二次閥的開度,，調(diào)節(jié)系統(tǒng)風(fēng)量。同時(shí)通過液力偶合器調(diào)節(jié)主風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,，達(dá)到節(jié)能降耗的效果,。

（2）滑套控制

根據(jù)增壓風(fēng)機(jī)風(fēng)門閥前的煙氣溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)滑套的開度,，以控制直排系統(tǒng)風(fēng)量和煙氣溫度,，保護(hù)增壓風(fēng)機(jī)風(fēng)門閥葉輪。

（3）野風(fēng)閥控制

根據(jù)野風(fēng)閥前煙氣溫度,，控制野風(fēng)閥的開關(guān),，從而控制進(jìn)入除塵器的煙氣溫度，保護(hù)除塵器布袋不被高溫?zé)焿m燒壞,。

（4）除塵器清灰控制

除塵器清灰系統(tǒng)分為定時(shí)和差壓控制清灰兩種,，正常情況下，按照一定的時(shí)間間隔依次對除塵器各倉進(jìn)行離線清灰,。如果除塵器差壓過大時(shí),，則系統(tǒng)自動(dòng)縮短離線清灰間隔時(shí)間,，以加快清灰速度。

（5）反吹氣源控制

由于進(jìn)入布袋的煙塵溫度較高,，為防止脈沖反吹時(shí)冷空氣遇熱凝露,，使布袋擰結(jié)。需對氣源進(jìn)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(jī)

系統(tǒng)上位機(jī)采用的是研華工控機(jī)，通過工業(yè)以太網(wǎng)與PLC進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊,，通訊介質(zhì)采用光纖,，由網(wǎng)卡、交換機(jī),、光電轉(zhuǎn)換模塊,、及PLC通訊模塊組成。 同時(shí),，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(shí)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(gè)生產(chǎn)過程,，并具有數(shù)據(jù)管理,，報(bào)警和打印功能。

3 系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)安裝完成后進(jìn)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(fù)荷條件下進(jìn)行的，熱調(diào)試是系統(tǒng)通過冷調(diào)后,，在有負(fù)荷條件下進(jìn)行的,。整個(gè)調(diào)試過程硬件部分和軟件部分同時(shí)進(jìn)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(gè)設(shè)備的運(yùn)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(jī),、液力偶合器、風(fēng)機(jī)、閥門等執(zhí)行裝置,，啟動(dòng),、運(yùn)行狀態(tài)是否正常。在PLC程序和HMI上監(jiān)控它們的運(yùn)行,，出現(xiàn)問題及時(shí)排除,，為下一步系統(tǒng)聯(lián) 調(diào)做好準(zhǔn)備。系統(tǒng)調(diào)試是在單體調(diào)試結(jié)束后,，所有設(shè)備運(yùn)行正常的條件下,，對整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)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(jìn)入熱調(diào)試階段,，熱調(diào)試是在帶負(fù)荷的工況條件下，完成系統(tǒng)自動(dòng)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(fēng)量是不同的,，理論值和實(shí)際值總會(huì)有些差異,，這就需要在實(shí)際生產(chǎn)工況下調(diào)整增壓風(fēng)機(jī)和主風(fēng)機(jī)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(yùn)行穩(wěn)定,。電爐正常運(yùn)行的情況下,，可不需人工干預(yù),，完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,，與以前的除塵系統(tǒng)相比優(yōu)勢 十分明顯。實(shí)踐表明,，該系統(tǒng)的投入運(yùn)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(jì)效益和社會(huì)效益。