高炉喷煤自动控制系统设计
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收 粉器 等 ； 喷吹包 括煤 粉仓 喷 吹罐 、 喷枪 、 分 配器 、 布袋
豳
收 粉器 （ 煤粉 筛） 等； 供 气环 节 由高低 压空 气 系统 组成 ， 主要 是为 了维 持 系统 的正 常运行 和稳 定工 作［ ５ ］ 。整 个 高炉 喷煤 系统 工艺 流程 如 图 Ｉ 所示。 ２ 自控 系统 的设 计
高炉 喷煤 缩小 了 炉 内 的呆 滞 区 ， 降低 了理 论 上 的 喷 吹风 口的燃烧 温 度 ， 扩 展风 口前 的 回旋 区 ， 这 样能提 高风 温和 改善 炉 内的 理 化环 境 ， 为高 炉 的稳 定 运 行 提 供 可靠 的 环境 ［ ２ ］ ， 因此 高 炉 喷煤 是 目前 关 于 高 炉 冶炼 系统 优化 的核 心 。 喷煤 量是 高炉 喷煤 的影 响 因素 ， 高 炉 喷 煤 的稳 定 性 是其 喷 煤技术 水平 评 判的重 要影 响 因素 。高 炉喷煤 的喷煤装 备 、 喷煤 工 艺 、 自动控 制 系统 和喷煤 系统 的测 控 手段 是影 响 喷 煤 量 的 重 要 因素 ］ 。因 此 ， 分 析 喷煤
２ ． ２ 喷 煤 系统硬件 结构
位机停 止／ 复位
～ ＼ — — 一 一
关键 词 ： 高 炉 喷煤 ；Ｐ Ｌ Ｃ；Ｗ ｉ ｎ Ｃ Ｃ
中 图分 类 号 ：ＴＰ ２ ７ ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
高炉 喷煤 就是 将煤 磨成 细小 的无 烟煤 粉或 者烟煤
粉， 然 后将 其 或者两 者 的混 合 物从 高炉 风 口用 风 机 吹
进炉 内 ， 为 炉 内物质 提供 热量 和还 原剂 【 １ ］ 。
作 者 简 介 ：梅 小 龙 （ １ ９ ８ ８ 一 ） ，男 ，安 徽铜 陵 人 ， 在 读 硕 士 研究 生 ，从 事 振 动 与 噪 声控 制 方 面 的学 习 研 究 。
・
１ ４ ４ ・
机 械 工 程 与 自 动 化
２ ０ １ ３年 第 ２期
完毕 。系 统运行 中 ， 当所 设 置 的报 警指 令 触发 时 ， 上 位
制的控 制 系统 。本控 制 系 统 由上 位机 、 Ｐ Ｌ Ｃ和现 场控 制的各 控 制单 元 组 成 。上位 机 由两 台安 装 有 Ｗｉ ｎ Ｃ Ｃ 软件 的计算 机组 成 ， 其 可 同 时完 成 制粉 和 喷吹 等工 艺
的操作 ， 并相 互备 份 ， 提 高 系 统 的控 制 可 靠 性 ， 且 能 监 控系统 的运行 状 况 、 工 艺执 行 情况 及 故 障 等 。Ｐ Ｌ Ｃ可 编程控 制器 采 用 西 门子 Ｓ ７ —３ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ， 整 个 系统 由 以 太 网连 接 ， 实 现 各 连 接 部 分 的数 据 传 输 交 换 和 共 享 。 系统 的总体 结构设 计 如图 ２所示 。
２ ． １ 系 统 综 述
图 ２ 系统 总体 结 构 设 计 框 图
为提 高煤 粉喷 吹 的 效率 、 改 善 劳 动环 境 及 合 理 安 排 生产 管 理 ， 且 基 于喷煤 设备 控制 复 杂 、 设 备分 散 的原 因， 本 文设 计 了集 中控 制 、 分散采集数据、 汇 总处 理控
高 炉 喷煤 自动控 制 系统设 计
梅 小龙 ，梁 海龙 ，白峭峰
（ 中北 大 学 机 械 工 程 与 自动化 学 院 ， 山西 太 原 ０ ３ ０ ０ ５ ｉ ）
摘 要 ：研 究高 炉 喷煤 工 艺 ， 设 计 了基 于 Ｐ Ｌ Ｃ 的 高 炉 喷 煤 自动 控 制 系 统 。 应 用 Ｓ ７ —３ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ搭建 高炉喷煤 自 动 控 制硬 件 系 统 ，建 立 包 括 上 位 机 计 算 机 、Ｐ Ｌ Ｃ 以及 现 场 控 制 设 备 在 内 的 高 炉 喷 煤 总 体 控 制 系 统 ，运 用 Ｓ Ｉ ＭＡ Ｔ Ｉ Ｃ Ｓ Ｔ Ｅ Ｐ ７ Ｖ５ ． ４和 Ｗ ｉ ｎ Ｃ Ｃ 组 态 软 件 实 现 控制 系统 的软 件 设 计 。
收稿 日期 ：２ ０ １ ２ — １ ０ — １ ６ ；修 回 日期 ；２ ０ １ ２ — １ ０ — ２ ９
系统 工作 时 ， 当上位 机发 出停 机指令 ， 系统按 照流 程 图指 向 ， 每隔 一段 系 统 设定 时 间 ， 停 止一 个 机 组 ， 当
最后 一个机 组设 备停 止 工 作 后 ， 系 统 发 出的停 机 指 令
弄 １ － 中 速 磨Ｈ 布袋 收 粉 器 Ｈ
引 风 机
豳
回
篙
ｌ 堕 堡卜 ＿ － １ 璺 竺
工艺， 设 计合 理 的 自动控制 系 统和控 制 方式 ， 能够 很好 地 提高 高炉 喷煤 的技 术水平 ［ ４ ］ 。
１ 喷煤 工 艺简 介
高 炉 喷煤 由原煤储 运 、 制粉、 喷 吹 和供气 等 工艺环 节 组成 。原 煤储 运环 节包 括储 存运输 、 煤场等； 制 粉包 括 引风 机 、 给煤机 、 原煤仓 、 中速 磨 、 布袋 收粉 器 、 布 袋
了均匀 、 稳定 、 大喷吹。
开 始
机 弹出报 警提示 界 面 ， 给出要 求停 车信 号 ， 如果 没有 得
到 响应 ， 系统会 按 照事前 设定 的工艺要 求 自动运 行 ， 保 证设 备 的安全 和系统 的稳 定 。 系统 停止 时停 止一 切工 作 ， 系统运 行 时 ， 默认 为手 动 工作方 式 ， 需 人工 设 定 选 择 自动 工作 方 式 方 能 自动 控制。
第 ２ 期（ 总第１ ７ ７期 ） ２ ０ １ ３年 ４月
机 械 工 程 与 自 动 化
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭ ＡＴＩ ＯＮ
ＮＯ ． ２
Ａｐ ｒ ．
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ６ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ １ ４ ３ — ０ ２
豳
收 粉器 （ 煤粉 筛） 等； 供 气环 节 由高低 压空 气 系统 组成 ， 主要 是为 了维 持 系统 的正 常运行 和稳 定工 作［ ５ ］ 。整 个 高炉 喷煤 系统 工艺 流程 如 图 Ｉ 所示。 ２ 自控 系统 的设 计
高炉 喷煤 缩小 了 炉 内 的呆 滞 区 ， 降低 了理 论 上 的 喷 吹风 口的燃烧 温 度 ， 扩 展风 口前 的 回旋 区 ， 这 样能提 高风 温和 改善 炉 内的 理 化环 境 ， 为高 炉 的稳 定 运 行 提 供 可靠 的 环境 ［ ２ ］ ， 因此 高 炉 喷煤 是 目前 关 于 高 炉 冶炼 系统 优化 的核 心 。 喷煤 量是 高炉 喷煤 的影 响 因素 ， 高 炉 喷 煤 的稳 定 性 是其 喷 煤技术 水平 评 判的重 要影 响 因素 。高 炉喷煤 的喷煤装 备 、 喷煤 工 艺 、 自动控 制 系统 和喷煤 系统 的测 控 手段 是影 响 喷 煤 量 的 重 要 因素 ］ 。因 此 ， 分 析 喷煤
２ ． ２ 喷 煤 系统硬件 结构
位机停 止／ 复位
～ ＼ — — 一 一
关键 词 ： 高 炉 喷煤 ；Ｐ Ｌ Ｃ；Ｗ ｉ ｎ Ｃ Ｃ
中 图分 类 号 ：ＴＰ ２ ７ ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
高炉 喷煤 就是 将煤 磨成 细小 的无 烟煤 粉或 者烟煤
粉， 然 后将 其 或者两 者 的混 合 物从 高炉 风 口用 风 机 吹
进炉 内 ， 为 炉 内物质 提供 热量 和还 原剂 【 １ ］ 。
作 者 简 介 ：梅 小 龙 （ １ ９ ８ ８ 一 ） ，男 ，安 徽铜 陵 人 ， 在 读 硕 士 研究 生 ，从 事 振 动 与 噪 声控 制 方 面 的学 习 研 究 。
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１ ４ ４ ・
机 械 工 程 与 自 动 化
２ ０ １ ３年 第 ２期
完毕 。系 统运行 中 ， 当所 设 置 的报 警指 令 触发 时 ， 上 位
制的控 制 系统 。本控 制 系 统 由上 位机 、 Ｐ Ｌ Ｃ和现 场控 制的各 控 制单 元 组 成 。上位 机 由两 台安 装 有 Ｗｉ ｎ Ｃ Ｃ 软件 的计算 机组 成 ， 其 可 同 时完 成 制粉 和 喷吹 等工 艺
的操作 ， 并相 互备 份 ， 提 高 系 统 的控 制 可 靠 性 ， 且 能 监 控系统 的运行 状 况 、 工 艺执 行 情况 及 故 障 等 。Ｐ Ｌ Ｃ可 编程控 制器 采 用 西 门子 Ｓ ７ —３ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ， 整 个 系统 由 以 太 网连 接 ， 实 现 各 连 接 部 分 的数 据 传 输 交 换 和 共 享 。 系统 的总体 结构设 计 如图 ２所示 。
２ ． １ 系 统 综 述
图 ２ 系统 总体 结 构 设 计 框 图
为提 高煤 粉喷 吹 的 效率 、 改 善 劳 动环 境 及 合 理 安 排 生产 管 理 ， 且 基 于喷煤 设备 控制 复 杂 、 设 备分 散 的原 因， 本 文设 计 了集 中控 制 、 分散采集数据、 汇 总处 理控
高 炉 喷煤 自动控 制 系统设 计
梅 小龙 ，梁 海龙 ，白峭峰
（ 中北 大 学 机 械 工 程 与 自动化 学 院 ， 山西 太 原 ０ ３ ０ ０ ５ ｉ ）
摘 要 ：研 究高 炉 喷煤 工 艺 ， 设 计 了基 于 Ｐ Ｌ Ｃ 的 高 炉 喷 煤 自动 控 制 系 统 。 应 用 Ｓ ７ —３ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ搭建 高炉喷煤 自 动 控 制硬 件 系 统 ，建 立 包 括 上 位 机 计 算 机 、Ｐ Ｌ Ｃ 以及 现 场 控 制 设 备 在 内 的 高 炉 喷 煤 总 体 控 制 系 统 ，运 用 Ｓ Ｉ ＭＡ Ｔ Ｉ Ｃ Ｓ Ｔ Ｅ Ｐ ７ Ｖ５ ． ４和 Ｗ ｉ ｎ Ｃ Ｃ 组 态 软 件 实 现 控制 系统 的软 件 设 计 。
收稿 日期 ：２ ０ １ ２ — １ ０ — １ ６ ；修 回 日期 ；２ ０ １ ２ — １ ０ — ２ ９
系统 工作 时 ， 当上位 机发 出停 机指令 ， 系统按 照流 程 图指 向 ， 每隔 一段 系 统 设定 时 间 ， 停 止一 个 机 组 ， 当
最后 一个机 组设 备停 止 工 作 后 ， 系 统 发 出的停 机 指 令
弄 １ － 中 速 磨Ｈ 布袋 收 粉 器 Ｈ
引 风 机
豳
回
篙
ｌ 堕 堡卜 ＿ － １ 璺 竺
工艺， 设 计合 理 的 自动控制 系 统和控 制 方式 ， 能够 很好 地 提高 高炉 喷煤 的技 术水平 ［ ４ ］ 。
１ 喷煤 工 艺简 介
高 炉 喷煤 由原煤储 运 、 制粉、 喷 吹 和供气 等 工艺环 节 组成 。原 煤储 运环 节包 括储 存运输 、 煤场等； 制 粉包 括 引风 机 、 给煤机 、 原煤仓 、 中速 磨 、 布袋 收粉 器 、 布 袋
了均匀 、 稳定 、 大喷吹。
开 始
机 弹出报 警提示 界 面 ， 给出要 求停 车信 号 ， 如果 没有 得
到 响应 ， 系统会 按 照事前 设定 的工艺要 求 自动运 行 ， 保 证设 备 的安全 和系统 的稳 定 。 系统 停止 时停 止一 切工 作 ， 系统运 行 时 ， 默认 为手 动 工作方 式 ， 需 人工 设 定 选 择 自动 工作 方 式 方 能 自动 控制。
第 ２ 期（ 总第１ ７ ７期 ） ２ ０ １ ３年 ４月
机 械 工 程 与 自 动 化
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭ ＡＴＩ ＯＮ
ＮＯ ． ２
Ａｐ ｒ ．
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ６ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ １ ４ ３ — ０ ２