[摘要] 文章從工程概況、控制工藝要求、控制設計、應用說明、使用效果等方面詳細介紹了宇電產品在450m3高爐生產中的應用。實踐證明,宇電操作器/伺服放大器為高爐穩產高產提供了良好的自動化保障。
[關鍵詞] 450m3高爐 爐頂壓力控制 熱風溫度控制
工程概況
某鋼廠450m3高爐于2005年10月開始建設,2006年6月底正式投產出鐵,年產生鐵45萬噸,利用系數 3.0。經過技術論證,從系統綜合性價比考慮,高爐及熱風爐基礎自動化控制系統選用了施耐德公司的QUANTUM 系列PLC產品,主要儀表選用了廈門宇電具有二合一功能的AI-708J操作器/伺服放大器。
控制工藝要求
爐頂壓力控制
功能:保持高爐爐頂壓力的穩定是高爐生產操作的一項首要工作。穩定爐頂壓力能起到穩定煤氣流,促進高爐順行的作用。因此,在操作中要及時調整頂壓調節閥閥位,使其能將頂壓調穩,避免頂壓上下尖峰波動,從而避免爐況波動。450m3高爐的爐頂壓力一般穩定在90±5 KPa。
選型:這是高爐生產中zui重要的調節閥,由于此閥調節頻繁,管道壓力高,因此對閥的控制質量要求zui高。頂壓調節閥一般由三個閥門并聯組成閥組聯動使用。該閥組中一般有一個管徑相對較小的閥門,以實現靈活控制。
控制方式:頂壓三組閥常采用兩閥手動開至某一固定角度,第三個閥門投入自動控制。控制信號走向是:PLC-AO輸出模板-3路4~20mA信號-AI-708J-調節閥門。爐頂壓力調節閥工藝圖見圖1:
閥1
閥2
高爐除塵后 煤氣管網
閥3
圖 1
熱風溫度控制
功能:通過自動調節混風閥開度將適當配比的冷風摻入熱風管道中,控制送往高爐熱風圍管的熱風溫度在1100±20℃內。28個風口將熱風送入高爐內。
選型:選用220VAC供電的電動連續調節閥。
控制方式:由于調節較為頻繁,必須投入自動控制。PLC-AO輸出模板-4~20mA信號-AI-708J-調節閥門。一般采用單回路PID控制。
控制設計
AI-708J操作器特點:(1)、集成手操器和伺服放大器功能,與PLC系統很好配合。(2)、可以實現手自動的雙向無擾動切換,特別是手自動切換緩變功能使得控制更加平穩、方便,簡化了PLC控制程序的編寫。(3)、功能豐富齊全,面板顯示一目了然。(4)、采用模塊化結構設計,駁接信號類型多。(5)、質量穩定,運行可靠。(6)、抗干擾性能符合電磁兼容(EMC)的要求。(7)、方便的參數鎖功能。根據實際情況,經常需要現場崗位人員對部分參數進行修改及調整,而目前大多數儀表是對所有參數都上鎖,AI-708J操作器/伺服放大器只有被定義的參數或程序設置才能顯示,其它參數不能顯示和修改,這樣極大地提高了參數修改的速度,又避免了重要參數被誤修改,受到了崗位人員的極大歡迎。(8)、使用操作簡單方便,隨設備的說明書介紹詳細實用。
2、PLC、電動調節閥與AI-708J操作器/伺服放大器的電氣接線圖見圖2:
圖 2
應用說明
1、高爐生產主畫面見圖3:
圖3
2、操作器應用:本高爐共使用AI-708J操作器/伺服放大器4臺,其中爐頂壓力控制3臺,熱風溫度控制1臺,具體見高爐生產主畫面。
3、頂壓、熱風溫度控制操作說明:
(1)、通過上位機控制頂壓或熱風時,必須將操作器通過A/M按鈕置于“自動"位置。否則將操作器置于“手動"位置,通過“向上三角形" 或“向下三角形" 來調節閥門的開度。
(2)、閥門自動控制時:在上位機操作面板窗口將“手自動切換"按鈕置于“自動"狀態,在“自動時設定頂壓(熱風溫度)"輸入框內設定生產需要的爐頂壓力或熱風溫度值,則PLC將進入PID自動調節程序,通過與閥位反饋信號比較后動態輸出4~20mA信號給AI-708J,再輸出給電動調節閥。
(3)、閥門上位機手動時:在上位機操作面板窗口將“手自動切換"按鈕置于“手動"狀態,此時“自動時設定頂壓(熱風溫度)"輸入框內數據不起作用,在“手動時設定閥位輸出"輸入框內輸入需要的閥門開度值,則PLC的PID自動調節程序停止執行,輸出4~20mA信號給AI-708J,再輸出給電動調節閥。
使用效果
高爐投產后,由于自動化控制設備提供了良好的外部保障,各項控制性能*符合生產
工藝要求,特別是AI-708J操作器/伺服放大器的穩定可靠運行保證了高爐操作的重要參數―――爐頂壓力和熱風溫度的穩定調節,使得高爐開爐15日內就迅速達產達效,利用系數達到3.0,順利實現了設計目標。