转炉炼钢自动化控制

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信 息 化 技 术 与 控 制
本钢转 炉 自动化控 制系统
王 其 瑞 ,孟 利 明 , 余 岩 ,王 雷
l0 7 ) 0 0 0 ( 京 金 f 灭止 智 能 控 制股 份 有 限公 司 ,: 京 北 £ _ } f E
[ 摘
要]文章描述 r本钢炼 钢厂 10 转炉基础 自动化 和传动控制系统 的结构 , ‘8t 行着重介绍 r废系统特点 的儿个方 而 ,
W ANG Qi u , MENG L — n , YU Ya WANG L i — i r i mig n, e
( eigA ii ne i n o t l o Lt .B i gl0 7 Bin r meItlg t nr . . e i 0 00,C ia j T le C oC I j n hn )
分开的原则设置 ,以保汪一座转炉检修或故障情况 下 不影 响其他转 炉 正常运行 。 单体设备的基本运转分为 自动 、手动二种方式 ,
操 作场所分 为 中央 、现 场两种 选择 。系统 的运转 分为 计算 机 、 自动 、手 动 种 方 式 ,操 作 场 所 固定 为 中 央 。在 “ 计算 机 ”方式 下 P C接 受 I L ,计算 机模 型数
2 电气 传 动 控 制
炼 钢 系统是 钢铁 厂 的 中心 环 节 ,转 炉倾 动 、氧枪 升降电气传动设备的控制尤为重要 ,它 与吹氧系统有
站 C T的数量每炉配置 3台。在正常操作时 ,3台 R C T分担的监控 内容有所区别 ,但在异常情况下可 R 以互相备用 ,甚至用 1 C T也可以完成吹炼作业。 台 R 主要监控内容有顶底复吹 、氧枪倾动 、副原料和铁合 金投料 、汽化冷却 烟气净化 、一 次除尘 、二次除尘 等 。在系统 上料操 作室 、风 机房操 作 室和二 次除 尘操 作室分别设立操作站监视各 自的设 备。为安全起见 , 防止误操作 ,各炉操作站设计成专用形式 ,即本炉操 作站只能操作本炉设备,不能控制其他转炉设备,但 公用设备除副原料上料系统外在各炉均 町操作。 设备的运转操作及监视基本上通过中控室的操作
本 钢板 材股份 有 限 公 司炼 钢 厂 于 20 0 4年 新 建 了 两座 10 顶 底 复吹转 炉— —4 8t 、5 炉 。整个 自动 转 化控制 系统 的配置 达到 当今 国 内领 先水平 ,电气仪 表
()电气 、仪表和 汁算机系统采用网络连接 ,实 1 现 E C三 电一体 化 I ()电气 和仪 表 采用相 同 的控制 设备 ,编程 及控 2
( )汽包水 位 的 自动 控制 根 据 吹炼 时期 对锅 炉 4
汽包水位实行三冲量或单 冲量调节 ( )氧枪和倾动系统采用交流传动控制 ,配置紧 5 急后备 电源 。在 紧急情况 下 ,保 证设备 的安 全性 。
( )副 枪 系统也 采用 交流 传 动控制 ,配置 紧急 后 6 备 电 源 ,数 据 处 理 采 用 D R I C计 算 机 系 统 ,具 有 测 温 、定碳 、定 氧 功 能 ,可 使 用 T O定 氧探 头 进 行 液 S 面 的测量计 算 .
制统一 ,且 挂 在 同一 个 网络上 ,通 汛方 便 ,减 少 了通 讯 硬件接 口,合理分 担 控制功 能 :电气 和仪 表采 用相
(1 E )控制一体化 ,具有方便 、快捷和非 常友好的人 机操 作 界面 ( HMI ,E 网络数 据通 讯一 体化 ,具 有 ) l
高速 、大容量 和开 放 的技 术性 能 。
质通 讯模块 提供 了 网络 的接 口功 能 。这 一切 可使你 按
IF R A IN E H IU l ∞ N R L N O M T :T C NQ E l O & T 。
程 自动化炼钢 ,该系统具有以下主要功能和特点 : ( )副原料 、 1 铁合金上料的优先顺位控制。根据 “ 料仓 组合 设定 表 ” 中规 定 的优 先顺 序 输 送 ,而 不 是 根据料空的顺序输送 ,以满足转炉工艺的控制要求 。 ()炉顶料仓的存库量管理。根据炉顶料位计 、 2 料位 丌关 和 . 料皮 带秤 信 号 汁算 炉 顶 料仓 的在 库 量 ,
l 基础 自动化 系统
1 1 控 制 系统 结构 .
同的操作站,操作简化且统一 ,有利于稳定生产 。 ( )远程 站 3
现场 操作 箱 、操 作 台等远 程站 采用 工业 现场 总线 产 品 (r R K F D rU C L P系 列 ) ,极 大 地 减 少 了 设 计 工
控制站 采用 西 门子 s 7—40 I 0P C系列 ,C U选 用 P 40 0 系列中高性能的 C U 1 — D ,远程站采用当前 P 46 2 P 先进 的现 场 总 线 产 品 ( UR K F D T C L P系列 模 块 ) ,编 程软件使用西门子 s E 7V . T P 52。数据通讯 网络 以德 国赫 斯 曼 工 、 光 纤 交 换 机 MIE系 列 为核 心 构 成 型 C 10 高速 光纤环 网 ,各控 制 P C通 过 C 43 0M L P4 —1以太 网通讯模板 和 IP工业 双绞 电缆 连接 至工 业 以太环 网 T 上 ,各 站远 程操作 箱 、操作 台 以及 氧枪 、倾 动 、投 料 变频 器 则通 过 P O IU R FB S—D P网连 接 到其 主 P C站 L 上 ,操作站 采用工 业 计算 机 配 中文 WI20 N 00+S 3操 P
[ 收稿 日期 ]20 —0 —0 05 6 9
以冗余 供电,支持 H P R—Rn ,达到了很 高的可 IE i g 靠运行等级 。模块化结 构是 MIE的突出特点之一 , C 它 由一 个交换 机和若 干通 讯介 质模块 组 成 ,交 换机 包 含 除了 网络接 口以外 的所有工 业 交换 机 的功 能 ,而介
站 画面完成 ,为 了生产 的安 全性 和方便 性 ,设置 了硬 件操 作 台 ,上面设 有 必要 的操作 开关 、操作 按钮 、数 据 示及关 键设 备 的紧急停 止按钮 等 。 P C软件 的开 发采 用 了模 块 化 的方 式 ,在 编 程 L 前规划 好 P C的 内存 和 数据 块 ,划 分 站 问 通讯 数 据 L 区及 HMI 显示 数据 区 ;不 同 类 型 的程 序 采 用 不 同 的 组织块 调用 ,吹炼 时钟 、流量 累加 、PD调 节采 用定 I 刷期 涮用 ;根据工 艺特 点 ,采用 多种 编程逻 辑 ,如对 过 程级数据 处理采 用语 句表 编程 ,对 底吹 控制采 用顺
[ 作者简介 ]王其瑞 (9 5一) 16 ,男 ,北京人 ,硕士 ,毕业于冶金 自动化研 究设计院 ,高级丁 程师 ,从 事 自动 化工稗设 计及管理
工 作 工业计量 20 0 6年 第 1 第 1 6卷 期 ・2 ・ 3
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-- 化 技 术 与 控 制 f息 . g
据并进行实时控制 ,包括氧气流量 、 底吹气体种类及 流量 、氧枪高度 、副原料种类 及重量 ;在 “ 自动”方 式下 ,P C根据内部保 存的吹炼 计划模式 自动进行 L 炼钢 ;在 “ 动 ”方 式 下 ,P C根 据 人工 设 定 数 据 手 L 控制炼 钢生 产 。
根据转 炉炼钢 的生产上 艺特点 ,中央控 制室操 作
着最直接的联系,电气设备的控制速度与定位精度直 接影响到冶炼周期和吹氧效率 ,【此如何控制转炉倾 大 J 动设备以及如何 自动快速精确地进行氧 、副枪位置控
制成 为提 高钢 产量 及质 量 的关键 。 2 1 转炉 倾动 装置 电气 传动 及控 制方式 .
( )电气传 动 1
电气传动一般可采用公共直流母线和单独一对一 传动两种形式 ,而采用单独一对一传动形式从调速性 和 n靠 性等 方 面均具 台 优 越性 。本 钢 4 转 炉采 用 5
Байду номын сангаас
作量 、电缆施工量等,各箱体 通过 P O I U —D R FB S P 网连接 ,提 高系统 的可 靠性 和维 护方 便性 。
1 3 网络 通讯 .
本钢 4 转 炉 自动 化 系统 巾的 数据 通 讯 网络 是 5 以德 国赫 斯 曼工业 型光 纤交换 机 MI E系列 为核 心构 C
Ab ta t Th t cu eo ai u o t n a d d ie c n r l y t n ) 1 O [ u e l le f te ma ig pa n B n i r n sr c : e sr t r fb s a t ma i n r o to se lfr 8 o owe’ ro e l k n lnt e x o u c o v s i t s i I a d se lC 。i d s r e .S me c a a tr ft i s s e r n r d c d n te o s e c i d o h r ce so h s y t m a e i to u e .Ap) c t n o h y t m i p ee td. b 1ia i ft e s se s r s n e l o Ke r s o v re ; b s u o t n f l b s s t h o r ; man d ie y wo d :c n e tr a i a t ma i ; i d u ; wi b a d c o e c i r v
访 问 MIE上 的 S C NMP代 理机构 。
1 4 系统 控制方 式 .
( )吹炼 的状 态 迁 移控 制。根 据 吹 炼 汁划 表 3 (ce e s m )和现场设备状 态控制氧气流量 、底吹气体 h 种类 和流量 、氧枪枪 位 、副枪 测量 、副原 料 种类 和投
入量。
转炉 P C系统其 有 1 ,按 每转 炉 、公用 系统 L 5套
最后描述 了系统的应用情 7 兑。
[ 关键词]转炉 ;基础 自动化 ;现场总线 ;交换机 ;主传动 [ 中图分类号] i 3 Tt 7 2 [ 文献标识码 ]B [ 文章编号 ]10 —18 (0 6 1 0 3 3 0 2 13 2 0 )0 —02 —0
Au o a i n Co r lS se o n e tr o t m to nt o y tm f r Co v r e f Be x r n a d S e lCo. n iI o n t e
成的 10 0 M高速光纤环网 赫斯 曼 MIE系列 交换 机 采 用 灵 活 的构 网方 式 , C 无论 在控 制柜 或分散 的现场操 作箱 内都 可 以结合 各种
功 能以达 到特 殊 的要 求 。它采 用无 风扇 散热 方式 , 可
作系统,H I M 监控软件采用西门子 WIC 5 1 通过 N C ., 以太 网卡经 IP电缆 与工业 以太环 网相接 。 T 1 2 控制 系统的特 点 . 系统具有 以下 特点 :
并对 落差量 进 i实 时修 正 。 彳
照要求选用设备 ,避免了资金 的浪费 ,模块化结构也 为用户的投资提供 了保障。另外 MI E网络交换机提 C 供多种方法管理网络系统:①通过 V 2 .4串行 口连接 进入 MIE提供的用户介面 ;②在网络上的任意位旨 C 通过 We b浏览 器访 『 C : 供 的用户 友好 介 面 ; 口MI Ej提 J ③集 中地使用 S MP管理软件 ,如 H Vs n软件 , N i io i
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