引言
該系統(tǒng)自投運以來，運行十分穩(wěn)定可靠，故障率極低，所有信號處理及聯(lián)鎖控制均在plc內(nèi)自動完成，并可通過mmi進行在線監(jiān)控及歷史記錄分析，使得電氣線路變得十分簡捷、可靠，減少了不安全因素，有效地提高了勞動生產(chǎn)率，改善了工作人員的工作環(huán)境，減輕了工作人員的勞動強度，取得了十分顯著的經(jīng)濟效益。由于該控制系統(tǒng)取得了極好的經(jīng)濟效益，具有很強的實用性、可移植性，在本行業(yè)及其它相關(guān)行業(yè)具有很高的推廣價值。
1 簡介
當(dāng)前轉(zhuǎn)爐煉鋼的煙汽除塵系統(tǒng)大都采用og法，這種方式的除塵系統(tǒng)可分為三大部分，既汽包及余熱鍋爐部分、汽包供水部分及煤氣回收部分。而汽包及余熱鍋爐和汽包供水兩大部分是轉(zhuǎn)爐煉鋼的必不可少的，該系統(tǒng)用來清除轉(zhuǎn)爐煙汽中的粉塵、降低煙汽的溫度以及吸收蒸汽節(jié)約能源等多重作用，因此它的自動化控制也非常重要。本文著重闡述了采用西門子s7-300型plc對轉(zhuǎn)爐汽化冷卻的自動化控制。
2 系統(tǒng)介紹
2.1 控制要求
汽化冷卻系統(tǒng)主要控制以下兩大控制設(shè)備：
?。?） 汽包系統(tǒng)
汽包給水閥、汽包主汽閥、汽包放汽閥、汽包加熱閥、汽包1#、2#排污閥、汽包緊急放水閥、汽包1#、2#給水泵;1#、2#強制循環(huán)泵、1#強制循環(huán)泵出口閥、2#強制循環(huán)泵出口閥、強制循環(huán)泵旁通閥;
?。?） 蓄熱器系統(tǒng)
蓄熱器補水閥、蓄熱器充汽閥、蓄熱器放散閥、1#、2#軟水泵。
根據(jù)工藝要求要對汽包水位、汽包蒸汽閥前壓力、蓄熱器水位、除氧器進汽閥前壓力進行自動調(diào)節(jié)，工藝示意圖見圖1。
2.2 系統(tǒng)的配置與構(gòu)成
系統(tǒng)采用兩套西門子s7-300
plc，其中一套置于31m，另一套置于地面，31m處的plc控制汽包系統(tǒng)，地面的plc控制蓄熱器系統(tǒng)。兩套plc除了信號模板不同，其它模板選型都相同。
在監(jiān)控系統(tǒng)的選擇上，為了和西門子plc通訊的方便性以及本身功能的強大性，使用wincc監(jiān)控軟件實現(xiàn)重要的設(shè)備操作記錄和重要數(shù)據(jù)的歷史存檔，并提供重要數(shù)據(jù)的聲光報警，為整個生產(chǎn)中出現(xiàn)的故障進行及時預(yù)警，并提出相應(yīng)的處理方法。
系統(tǒng)配置功能圖如圖2所示。
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3 控制功能
3.1閥位控制
汽化冷卻系統(tǒng)中基本上是電動閥，為了設(shè)備的安全，要進行聯(lián)鎖，包括按鈕互鎖、正反轉(zhuǎn)輸出互鎖、正反轉(zhuǎn)反饋運行互鎖以及限位開關(guān)，必要時可通過畫面解除限位聯(lián)鎖。
3.2 泵控制
給水泵、軟水泵、循環(huán)泵：一運一備，互為備用，當(dāng)工作泵（運行泵）出現(xiàn)故障時，馬上啟動備用泵。一旦備用泵啟動，則另一個泵就作為備用泵備用。
3.3 儀表回路調(diào)節(jié)
除汽包水位調(diào)節(jié)外，其他3個調(diào)節(jié)都采用pid自動調(diào)節(jié)。
對于汽包水位給水調(diào)節(jié)，由于引起汽包水位變化的因素較多，如儲水量、水位下汽包容積、鍋爐負荷、燃燒工況、給水壓力等，加上鍋爐特有的虛假水位現(xiàn)象，簡單的單回路控制難以滿足對控制的要求，尤其是對于煉鋼廠這樣的工況變化頻繁，變化幅度大，對于水位的控制來說僅僅使用傳統(tǒng)的儀表控制是非常困難的，即使是使用了專用的進口多回路可編程調(diào)節(jié)儀表對水位進行控制，也僅能夠在工況穩(wěn)定的情況下滿足控制的需要，而當(dāng)工況產(chǎn)生突變時，儀表則根本無法對水位進行控制。為此，我們采用了先進的三沖量控制技術(shù)對水位進行動態(tài)調(diào)節(jié)。雖然影響因素較多，但其中主要是蒸汽流量和給水流量，其原理如圖3所示。
我們采用前饋-串級控制系統(tǒng)，方框圖見圖4。其前饋為蒸汽流量，圖4中：gc—調(diào)節(jié)器; gv—調(diào)節(jié)閥; go—控制對象;
fw—給水流量干擾; fd—蒸汽流量干擾;
加上汽包水位和給水流量的串級控制，當(dāng)負荷穩(wěn)定時，蒸汽流量和給水流量基本不變，由液位主控回路反饋閉環(huán)控制。當(dāng)負荷變化較大時，蒸汽流量突然變化，其測量值不經(jīng)調(diào)節(jié)器直接加到加法器，控制加水閥，所以滯后小，超前作用強，避免了虛假液位帶來的誤動作。
控制方式：當(dāng)水位低于-100mm時，主調(diào)節(jié)閥開度在100，當(dāng)水位上升到-50mm時，開度在60，以后每當(dāng)水位上升20mm，開度就依次關(guān)閉10，當(dāng)水位上升至-10mm時，開度保持在40，一旦水位上升到50mm，則開度保持在20，當(dāng)水位升至100，則開度為0，若判斷水位還在上升，則停止給水泵。
3.4 監(jiān)控畫面
系統(tǒng)監(jiān)控操作畫面包括：方便工人操作的監(jiān)控畫面和為軟件工程師提供接口的整定畫面。
操作員畫面向操作人員提供了各種數(shù)據(jù)、曲線，顯示內(nèi)容豐富鮮明、操作簡捷可靠，即可以用光電鼠標(biāo)操作，也可用鍵盤操作。
畫面中主體設(shè)備位置確切，工作狀態(tài)形象生動，各種參數(shù)“就地顯示”，整個系統(tǒng)運行工況集于一屏，一目了然，操作非常方便，同時也方便維修工處理故障。
工程師畫面為軟件工程師提供了進行系統(tǒng)整定的良好界面，是工程師在調(diào)節(jié)中進行參數(shù)修改和設(shè)定的重要環(huán)境，也是自控系統(tǒng)的核心。
4 結(jié)束語
該系統(tǒng)自投運以來，運行十分穩(wěn)定可靠，故障率極低，所有信號處理及聯(lián)鎖控制均在plc內(nèi)自動完成，并可通過mmi進行在線監(jiān)控及歷史記錄分析，使得電氣線路變得十分簡捷、可靠，減少了不安全因素，有效地提高了勞動生產(chǎn)率，改善了工作人員的工作環(huán)境，減輕了工作人員的勞動強度，取得了十分顯著的經(jīng)濟效益。由于該控制系統(tǒng)取得了極好的經(jīng)濟效益，具有很強的實用性、可移植性，在本行業(yè)及其它相關(guān)行業(yè)具有很高的推廣價值。
（轉(zhuǎn)載）
