1項目概述
淄博宏達鐵廠隸屬于淄博宏達南金兆集團公司。3#、4#507高爐是該鐵廠煉鐵項目的二期工程,這兩座高爐投產(chǎn)后,宏達鐵廠將達到300萬噸的年產(chǎn)量。對當?shù)氐慕?jīng)濟將帶來很大的影響,具有深遠的社會意義。
淄博宏達鋼鐵有限公司2×507m3高爐PLC系統(tǒng)由10套單獨PLC構(gòu)成,按工藝流程分:3#、4#高爐本體系統(tǒng),稱為PLC31控制系統(tǒng)、PLC41控制系統(tǒng)(本體系統(tǒng));3#、4#高爐槽下設(shè)備稱重與爐頂設(shè)備控制系統(tǒng)稱為PLC32系統(tǒng)、PLC42系統(tǒng)(爐頂上料系統(tǒng));3#、4#高爐熱風爐數(shù)據(jù)采集與閥門控制系統(tǒng)稱為PLC33系統(tǒng)、PLC43系統(tǒng)(熱風爐系統(tǒng));煤氣凈化系統(tǒng)稱為PLC5系統(tǒng)(3#、4#高爐共用此系統(tǒng))、綜合泵房系統(tǒng)稱為PLC6系統(tǒng)(3#、4#高爐共用此系統(tǒng))。所有PLC控制系統(tǒng)通過光纖環(huán)網(wǎng)連接在一起。
2系統(tǒng)設(shè)計特點
2.1 采用三電(EIC)一體化控制,系統(tǒng)采用集散型 PLC實現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)控制,確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,實現(xiàn)儀表、電氣及自動控制系統(tǒng)的集成控制。;
2.2 PLC之間的通訊采用高效的光纖環(huán)網(wǎng);上位機、PLC之間的通訊采用工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu),PLC與變頻器之間的通訊采用直連的方式,確保系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性、可靠性、開放性、高效性;
2.3 在完成基礎(chǔ)級自動化的基礎(chǔ)上,統(tǒng)一規(guī)劃二級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),預(yù)留與MES系統(tǒng)的通訊接口。同時在二級系統(tǒng)上實現(xiàn)初步的管理調(diào)度功能和初步的資源規(guī)劃。
3控制功能概述
?。?)高爐本體控制部分
· 實現(xiàn)高爐本體溫度、流量、冷卻水壓力等檢測數(shù)據(jù)的報警功能
例如:溫度報警,在檢測超過某一設(shè)定值時,進行判斷并進行報警功能,如在監(jiān)控畫面閃爍或變色。爐身溫度報警示意圖:
· 實現(xiàn)高爐爐頂壓力的手動/自動調(diào)節(jié)功能

· 實現(xiàn)本體參數(shù)的實時顯示、歷史記錄、存檔
對一些高爐重要數(shù)據(jù)實時采集,顯示,并且根據(jù)用戶的需要進行存檔,并可生成趨勢記錄和參數(shù)報表。
?。?)高爐槽下上料部分
· 槽下配料功能
高爐槽下設(shè)左右兩側(cè)各4個燒結(jié)礦石稱量斗和4個燒結(jié)礦倉,右側(cè)還有兩個雜礦倉和1個雜礦稱量斗,8個燒結(jié)礦倉下都有振動篩,篩落小的礦石顆粒,把成品礦下到各自下面的稱量斗里,兩個雜礦倉下都有振動給料機,兩個雜礦倉的礦石經(jīng)振動給料機下到公用雜礦斗中。兩側(cè)的9個礦石稱量斗的礦石經(jīng)過稱量后,用膠帶機運送經(jīng)翻板選擇到料坑中的左右2個大的礦石中間斗中。8個燒結(jié)礦篩篩除的小礦石顆粒經(jīng)過碎礦皮帶運送到碎礦倉,經(jīng)汽車運送走。
焦炭設(shè)左右兩個焦倉,倉下裝有振動篩,焦炭經(jīng)篩分后,篩除小的焦炭顆粒,合格的塊焦,分別直接進入料坑內(nèi)的左右焦炭稱量斗,篩出的小碎焦顆粒通過碎焦皮帶機系統(tǒng)送入碎焦倉貯存,等待外運。
槽下控制能夠根據(jù)料單內(nèi)容實現(xiàn)振篩、給料機、斗閘門、翻板、皮帶等的完全自動化邏輯控制。并根據(jù)槽下料單的填寫內(nèi)容實現(xiàn)自動稱量補償?shù)扔嬎憷塾嫻δ埽洪_放式槽下料單設(shè)定;槽下振篩的自動啟??刂?槽下稱量斗的稱量和排料控制;槽下翻板皮帶中間斗的運轉(zhuǎn)控制。
· 主卷上料功能:
根據(jù)槽下和爐頂程序無縫鏈接實現(xiàn)對料車的上行下行的自動控制,并能夠進行完全手動操作,能夠?qū)λ衫K、過卷等故障做出緊急反應(yīng),保障料車的安全運行。
其主要實現(xiàn)的功能如下:料車機旁/集中/計算機操作、料車的行走曲線控制、卷揚系統(tǒng)故障保護系統(tǒng)、高爐爐頂自動布料、高爐爐頂探尺運轉(zhuǎn)控制、高爐料罐自動裝料過程、開放式高爐爐頂料單。
?。?)熱風爐系統(tǒng)
PLC控制系統(tǒng)主要是實現(xiàn)三座熱風爐的燃燒、燜爐、送風等三個狀態(tài)的轉(zhuǎn)換,以及實現(xiàn)三座熱風爐狀態(tài)轉(zhuǎn)換時的相互聯(lián)鎖。保障熱風爐的送風溫度和風量,促進高爐煉鐵的順利進行。
· 閥門控制關(guān)系及聯(lián)鎖
熱風爐的工作狀態(tài)有燃燒、燜爐、送風三種狀態(tài),狀態(tài)的轉(zhuǎn)換靠控制各閥門的動作,其受控閥門及三種狀態(tài)對應(yīng)的閥門狀態(tài)符合工藝要求。
· 工作制度
熱風爐有以下三種工作制:兩燒一送,兩送一燒,一燒一送。兩燒一送及兩送一燒工作制為熱風爐正常工作制,這種工作制換爐次數(shù)少,從而風量及風溫穩(wěn)定;一燒一送工作制為非正常工作制,換爐頻繁,容易造成風量及風溫波動,實際生產(chǎn)中應(yīng)盡量采用正常工作制。無論是正常工作制或非正常工作制在發(fā)出送風換爐時,操作上必須先將燃燒的熱風爐轉(zhuǎn)送風后,才能將送風的熱風爐轉(zhuǎn)燃燒。(注:送風與燃燒之間的轉(zhuǎn)換均須先轉(zhuǎn)燜爐。)一般采取兩燒一送的模式。
· 綜合功能
實現(xiàn)三座熱風爐的相互聯(lián)鎖,促進高爐的穩(wěn)定生產(chǎn),主要是冷風聯(lián)鎖功能。并通過工藝參數(shù)的設(shè)定,保障熱風爐燃燒制度的實現(xiàn)。
實現(xiàn)熱風爐狀態(tài)轉(zhuǎn)換的閥門聯(lián)鎖和自動開關(guān),達到能夠?qū)崿F(xiàn)計算機手動/半自動換爐的目的,在設(shè)備條件、工藝調(diào)件達到要求的時候能夠?qū)崿F(xiàn)自動換爐。
對煤氣總管壓力調(diào)節(jié)閥、空氣總管壓力調(diào)節(jié)閥、煤氣支管調(diào)節(jié)閥、空氣支管調(diào)節(jié)閥能夠進行計算機手動操作,在設(shè)備條件達到的情況下,能夠進行自動調(diào)節(jié)。
對一些重要的參數(shù)實現(xiàn)報警功能。比如煤氣總管壓力、空氣總管壓力、拱頂溫度、煙道溫度等。對拱頂溫度、煙道溫度、煤氣總管壓力、空氣總管壓力等重要參數(shù)有實時和歷史的趨勢顯示,并實現(xiàn)重要參數(shù)的報表打印。
4、技術(shù)解決方案
根據(jù)我公司高爐施工經(jīng)驗,并結(jié)合宏達集團要求擬整套控制系統(tǒng)采用美國GE公司新推出的PAC RX7i系列控制器和高速現(xiàn)場總線以及分布式I/O模塊,技術(shù)解決方案如下:
采用美國GE公司PAC RX7i系列CPE010,通過高速現(xiàn)場總線GENIUS總線實現(xiàn)與分布式VersaMax模塊連接。PLC系統(tǒng)I/O余量不小于15% (具體如圖1、2、3所示)。
[align=center]

圖1 槽下工藝流程

圖2 爐頂工藝畫面

圖3 GE Fanuc PAC RX7i系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置圖[/align]