Quantum系列在煉鋼除塵上的應用
濟鋼新建120t轉(zhuǎn)爐工程中充分利用了當今世界和國內(nèi)領先的自動化除塵技術,。
整個除塵系統(tǒng)一共分四部分：1）二次煙氣除塵系統(tǒng)。通過一臺引風機,，把從轉(zhuǎn)爐由管道送來的煙氣,，經(jīng)除塵器凈化后，排到大氣中,，以達到環(huán)保的目的,；2）副原料除塵系統(tǒng)。主要包括副原料除塵主電動機,、液力耦合器,、風機及其輔助潤滑油系統(tǒng)、冷卻水等的過程工藝參數(shù)檢測,、顯示,、報警聯(lián)鎖、風機自動調(diào)速等,。3）LF爐除塵系統(tǒng),。主要包括LF爐除塵主電動機、風機,、風機入口閥,、除塵器等的過程工藝參數(shù)數(shù)檢測、顯示,、報警聯(lián)鎖等,。4）混鐵爐除塵系統(tǒng),。主要包括混鐵爐除塵主電機、液力禍合器,、風機及其輔助潤滑油系統(tǒng),、冷卻水等的過程工藝參數(shù)檢測、顯示,、報警聯(lián)鎖,、風機自動調(diào)速等。
自動化控制系統(tǒng)采用集中/分布式結構,，由4套Quantum控制器CPU53414和4臺工業(yè)微機監(jiān)控站構成集散控制系統(tǒng),，分別用于二次煙氣除塵系統(tǒng)、副原料除塵系統(tǒng),、LF爐除塵系統(tǒng),、混鐵爐除塵系統(tǒng)，Quantum控制器數(shù)據(jù)處理速度達 0.09-0.45ms/K,，采用RIO擴展方式,，通過同軸電纜把本地主機(CPU)與遠程I/O站相連，采用MB+網(wǎng),，將一系列TSXMomentum 連接在CPU處理器上實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)采集及控制,。采用環(huán)形以太網(wǎng)實現(xiàn)PLC之間及PLC與監(jiān)控管理級的數(shù)據(jù)互鎖、數(shù)據(jù)采集與控制,。監(jiān)控站與服務器之間采用TCP/IP協(xié)議傳輸,。
系統(tǒng)采用的控制編程軟件Concept2.5是基于Windows2000操作環(huán)境的編程工具。結合運用梯形邏輯LD控制及功能塊FBD,，將固定的算法及頻繁使用的邏輯定義成DFB塊,，在需要使用時隨時調(diào)用。系統(tǒng)定義的DFB塊有：起動起點終點判斷,、設備起動遲滯檢測,、風機速度調(diào)節(jié)等。系統(tǒng)的控制軟件由二次煙氣除塵系統(tǒng),、副原料除塵系統(tǒng),、LF爐除塵系統(tǒng)、混鐵爐除塵系統(tǒng)四部分的程序組成,。
監(jiān)控系統(tǒng)設有4個操作站,，分別為：二次煙氣除塵系統(tǒng)、副原料除塵系統(tǒng),、LF爐除塵系統(tǒng),、混鐵爐除塵系統(tǒng)。SCADA軟件采用MonitorProV7軟件開發(fā)平臺,，完成過程工藝參數(shù)的檢測與控制,、電氣設備的操作和運行監(jiān)控等功能,。實現(xiàn)工藝參數(shù)的監(jiān)控、報警聯(lián)鎖參數(shù)的設定及報警狀態(tài)的監(jiān)控等,。MonitorProV7軟件是網(wǎng)絡版,，采用Client/Server結構，即本客戶端的數(shù)據(jù)顯示,、設備狀態(tài)監(jiān)控與操作標簽均在服務器端建立,，CRT操作均通過服務器轉(zhuǎn)發(fā)到PLC,，以完成對生產(chǎn)過程設備的操作與監(jiān)控,。各操作站的使用權通過操作權限來選擇。
該操作系統(tǒng)有四點關鍵技術：
一,、混鐵爐除塵風機調(diào)速
通過調(diào)節(jié)禍合器勺管的位置來調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速,。在自動狀態(tài)時，由PLC根據(jù)混鐵爐罩口閥門和鐵水預處理除塵總管上閥門的開關情況組合出三種風量狀態(tài)：1）混鐵爐罩口閥打開,，鐵水預處理除塵閥打開,，風機轉(zhuǎn)速為720r/min；2）混鐵爐罩口閥關閉,，鐵水預處理除塵閥門打開,，風機轉(zhuǎn)速為195r/min；3）混鐵爐罩口閥打開,，鐵水預處理除塵閥門關閉,，風機轉(zhuǎn)速為514r/min,。根據(jù)工況的不同,，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)除塵風機的風量，從而達到節(jié)能運轉(zhuǎn)的目的,?；扈F爐及鐵水預處理的工況由以太網(wǎng)上的其他PLC取得。經(jīng)過邏輯運算,，自動調(diào)節(jié)風機運行在高速 (720r/min),、中速（514r/min）或低速(195r/min)狀態(tài)。手動時可以用給定閥門開度的方式直接操作閥門,，用于停機歸零,、閥門校驗和手動調(diào)速。點擊閥門閥位參數(shù),，可調(diào)出風機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)控制畫面,，以選擇手動/自動調(diào)速及手動調(diào)節(jié)。
二,、二次除塵風機調(diào)速
通過調(diào)節(jié)耦合器勺管的位置來調(diào)節(jié)風機的轉(zhuǎn)速,，在自動狀態(tài)時,，由PLC根據(jù)轉(zhuǎn)爐兌鐵位（閥門全開）和轉(zhuǎn)爐吹煉（閥門中位）兩種工作狀態(tài)，自動調(diào)節(jié)除塵系統(tǒng)的兩種組合風量：兌鐵水時,，組合風量為950000m3/h,，吹煉時組合風量為55000m3 /h。為節(jié)能,，在兌鐵水工況組合風量下,，除塵風機的液力禍合器在額定轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)；在吹煉位時耦合器低速運轉(zhuǎn),。從而達到節(jié)能運轉(zhuǎn)的目的,。
轉(zhuǎn)爐的工作狀態(tài)由以太網(wǎng)上的相關PLC取得。經(jīng)過邏輯運算,，自動調(diào)節(jié)風機運行在高速（720r/min）或低速(417r/min)狀態(tài),。手動時可以用給定閥門開度的方式直接操作閥門，用于停機歸零,、閥門校驗和手動調(diào)速,。點擊閥門閥位參數(shù)，可調(diào)出風機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)控制畫面,，以選擇手動自動調(diào)速及手動調(diào)節(jié),。
三、溫度檢測單元
包括耦合器徑向軸瓦溫度檢測,，油溫檢測,，電機定子溫度檢測，電機及風機軸瓦溫度檢測等,。溫度檢測均采用鉑電阻Pt100,，耦合器測溫經(jīng)綜合參數(shù)測試儀顯示并輸出給PLC，其他測溫直接到PLC的熱電阻輸入模塊檢測,。
四,、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控單元
現(xiàn)場電動機及風機溫度信號由現(xiàn)場直接進人PLC的熱電阻采集模塊140ARI03000。耦合器所有信號經(jīng)綜合參數(shù)測試儀顯示并輸出4～20mA標準信號進入PLC的模擬量輸入模塊140ARI03000,。風機軸振動檢測經(jīng)現(xiàn)場顯示表顯示并輸出 4～20mA標準信號進人PLC摸擬量輸入模塊,。
自動化程度高是整個系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵。由于實現(xiàn)了自動對接啟動閥門,，除塵系統(tǒng)有如下優(yōu)點：系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,，除塵效率高，操作工人勞動強度低,，管理維護方便,，有效制止粉塵危害。經(jīng)環(huán)保部門檢測,，除塵系統(tǒng)的煙氣排放濃度都在20mg/m3排放標準以內(nèi),。
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