Quantum系列在煉鋼除塵上的應(yīng)用
濟(jì)鋼新建120t轉(zhuǎn)爐工程中充分利用了當(dāng)今世界和國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的自動(dòng)化除塵技術(shù)。
整個(gè)除塵系統(tǒng)一共分四部分：1）二次煙氣除塵系統(tǒng)。通過(guò)一臺(tái)引風(fēng)機(jī)，把從轉(zhuǎn)爐由管道送來(lái)的煙氣，經(jīng)除塵器凈化后，排到大氣中，以達(dá)到環(huán)保的目的；2）副原料除塵系統(tǒng)。主要包括副原料除塵主電動(dòng)機(jī)、液力耦合器、風(fēng)機(jī)及其輔助潤(rùn)滑油系統(tǒng)、冷卻水等的過(guò)程工藝參數(shù)檢測(cè)、顯示、報(bào)警聯(lián)鎖、風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)速等。3）LF爐除塵系統(tǒng)。主要包括LF爐除塵主電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)入口閥、除塵器等的過(guò)程工藝參數(shù)數(shù)檢測(cè)、顯示、報(bào)警聯(lián)鎖等。4）混鐵爐除塵系統(tǒng)。主要包括混鐵爐除塵主電機(jī)、液力禍合器、風(fēng)機(jī)及其輔助潤(rùn)滑油系統(tǒng)、冷卻水等的過(guò)程工藝參數(shù)檢測(cè)、顯示、報(bào)警聯(lián)鎖、風(fēng)機(jī)自動(dòng)調(diào)速等。
自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用集中/分布式結(jié)構(gòu)，由4套Quantum控制器CPU53414和4臺(tái)工業(yè)微機(jī)監(jiān)控站構(gòu)成集散控制系統(tǒng)，分別用于二次煙氣除塵系統(tǒng)、副原料除塵系統(tǒng)、LF爐除塵系統(tǒng)、混鐵爐除塵系統(tǒng)，Quantum控制器數(shù)據(jù)處理速度達(dá) 0.09-0.45ms/K，采用RIO擴(kuò)展方式，通過(guò)同軸電纜把本地主機(jī)(CPU)與遠(yuǎn)程I/O站相連，采用MB+網(wǎng)，將一系列TSXMomentum 連接在CPU處理器上實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集及控制。采用環(huán)形以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)PLC之間及PLC與監(jiān)控管理級(jí)的數(shù)據(jù)互鎖、數(shù)據(jù)采集與控制。監(jiān)控站與服務(wù)器之間采用TCP/IP協(xié)議傳輸。
系統(tǒng)采用的控制編程軟件Concept2.5是基于Windows2000操作環(huán)境的編程工具。結(jié)合運(yùn)用梯形邏輯LD控制及功能塊FBD，將固定的算法及頻繁使用的邏輯定義成DFB塊，在需要使用時(shí)隨時(shí)調(diào)用。系統(tǒng)定義的DFB塊有：起動(dòng)起點(diǎn)終點(diǎn)判斷、設(shè)備起動(dòng)遲滯檢測(cè)、風(fēng)機(jī)速度調(diào)節(jié)等。系統(tǒng)的控制軟件由二次煙氣除塵系統(tǒng)、副原料除塵系統(tǒng)、LF爐除塵系統(tǒng)、混鐵爐除塵系統(tǒng)四部分的程序組成。
監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)有4個(gè)操作站，分別為：二次煙氣除塵系統(tǒng)、副原料除塵系統(tǒng)、LF爐除塵系統(tǒng)、混鐵爐除塵系統(tǒng)。SCADA軟件采用MonitorProV7軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，完成過(guò)程工藝參數(shù)的檢測(cè)與控制、電氣設(shè)備的操作和運(yùn)行監(jiān)控等功能。實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的監(jiān)控、報(bào)警聯(lián)鎖參數(shù)的設(shè)定及報(bào)警狀態(tài)的監(jiān)控等。MonitorProV7軟件是網(wǎng)絡(luò)版，采用Client/Server結(jié)構(gòu)，即本客戶端的數(shù)據(jù)顯示、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控與操作標(biāo)簽均在服務(wù)器端建立，CRT操作均通過(guò)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)到PLC，以完成對(duì)生產(chǎn)過(guò)程設(shè)備的操作與監(jiān)控。各操作站的使用權(quán)通過(guò)操作權(quán)限來(lái)選擇。
該操作系統(tǒng)有四點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)：
一、混鐵爐除塵風(fēng)機(jī)調(diào)速
通過(guò)調(diào)節(jié)禍合器勺管的位置來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。在自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，由PLC根據(jù)混鐵爐罩口閥門和鐵水預(yù)處理除塵總管上閥門的開(kāi)關(guān)情況組合出三種風(fēng)量狀態(tài)：1）混鐵爐罩口閥打開(kāi)，鐵水預(yù)處理除塵閥打開(kāi)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為720r/min；2）混鐵爐罩口閥關(guān)閉，鐵水預(yù)處理除塵閥門打開(kāi)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為195r/min；3）混鐵爐罩口閥打開(kāi)，鐵水預(yù)處理除塵閥門關(guān)閉，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為514r/min。根據(jù)工況的不同，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)除塵風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，從而達(dá)到節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。混鐵爐及鐵水預(yù)處理的工況由以太網(wǎng)上的其他PLC取得。經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算，自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)運(yùn)行在高速 (720r/min)、中速（514r/min）或低速(195r/min)狀態(tài)。手動(dòng)時(shí)可以用給定閥門開(kāi)度的方式直接操作閥門，用于停機(jī)歸零、閥門校驗(yàn)和手動(dòng)調(diào)速。點(diǎn)擊閥門閥位參數(shù)，可調(diào)出風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)控制畫(huà)面，以選擇手動(dòng)/自動(dòng)調(diào)速及手動(dòng)調(diào)節(jié)。
二、二次除塵風(fēng)機(jī)調(diào)速
通過(guò)調(diào)節(jié)耦合器勺管的位置來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，在自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，由PLC根據(jù)轉(zhuǎn)爐兌鐵位（閥門全開(kāi)）和轉(zhuǎn)爐吹煉（閥門中位）兩種工作狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)節(jié)除塵系統(tǒng)的兩種組合風(fēng)量：兌鐵水時(shí)，組合風(fēng)量為950000m3/h，吹煉時(shí)組合風(fēng)量為55000m3 /h。為節(jié)能，在兌鐵水工況組合風(fēng)量下，除塵風(fēng)機(jī)的液力禍合器在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)；在吹煉位時(shí)耦合器低速運(yùn)轉(zhuǎn)。從而達(dá)到節(jié)能運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。
轉(zhuǎn)爐的工作狀態(tài)由以太網(wǎng)上的相關(guān)PLC取得。經(jīng)過(guò)邏輯運(yùn)算，自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)運(yùn)行在高速（720r/min）或低速(417r/min)狀態(tài)。手動(dòng)時(shí)可以用給定閥門開(kāi)度的方式直接操作閥門，用于停機(jī)歸零、閥門校驗(yàn)和手動(dòng)調(diào)速。點(diǎn)擊閥門閥位參數(shù)，可調(diào)出風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)控制畫(huà)面，以選擇手動(dòng)自動(dòng)調(diào)速及手動(dòng)調(diào)節(jié)。
三、溫度檢測(cè)單元
包括耦合器徑向軸瓦溫度檢測(cè)，油溫檢測(cè)，電機(jī)定子溫度檢測(cè)，電機(jī)及風(fēng)機(jī)軸瓦溫度檢測(cè)等。溫度檢測(cè)均采用鉑電阻Pt100，耦合器測(cè)溫經(jīng)綜合參數(shù)測(cè)試儀顯示并輸出給PLC，其他測(cè)溫直接到PLC的熱電阻輸入模塊檢測(cè)。
四、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控單元
現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)機(jī)及風(fēng)機(jī)溫度信號(hào)由現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)人PLC的熱電阻采集模塊140ARI03000。耦合器所有信號(hào)經(jīng)綜合參數(shù)測(cè)試儀顯示并輸出4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)入PLC的模擬量輸入模塊140ARI03000。風(fēng)機(jī)軸振動(dòng)檢測(cè)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)顯示表顯示并輸出 4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)人PLC摸擬量輸入模塊。
自動(dòng)化程度高是整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。由于實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)對(duì)接啟動(dòng)閥門，除塵系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，除塵效率高，操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，管理維護(hù)方便，有效制止粉塵危害。經(jīng)環(huán)保部門檢測(cè)，除塵系統(tǒng)的煙氣排放濃度都在20mg/m3排放標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。
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