攀鋼加熱爐儀表自動(dòng)控制系統(tǒng)

圖4 爐壓前饋控制系統(tǒng)原理圖

　　當(dāng)爐門打開時(shí)，會(huì)對(duì)爐壓產(chǎn)生影響，而且爐門的開關(guān)時(shí)間很短，對(duì)于大滯后的爐壓系統(tǒng)，將無法調(diào)節(jié)，因此在爐門打開時(shí)，控制器鎖定，使?fàn)t壓在爐門打開時(shí)也能穩(wěn)定，爐門關(guān)閉后，控制器開始進(jìn)行調(diào)節(jié)，仍能保證爐壓的穩(wěn)定。

3.4 換向控制

　　(1)定時(shí)換向:系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)按照換向周期作定時(shí)周期換，段與段之間換向時(shí)間完全錯(cuò)開，段內(nèi)分散換向的原則。當(dāng)某加熱段一側(cè)燃燒到達(dá)換向周期時(shí)，系統(tǒng)會(huì)按照規(guī)定的順序?qū)υ摱蔚拿恳粋?cè)燒嘴的煤氣快切閥和空氣三通閥進(jìn)行逐一切斷停止燃燒處于排煙狀態(tài)，同時(shí)將對(duì)面與之相對(duì)應(yīng)的煤氣快切閥和空氣三通閥逐一打開進(jìn)行燃燒，完成換向功能。

　　(2)定溫?fù)Q向：是指當(dāng)某加熱段一側(cè)燃燒另一側(cè)排煙時(shí)，該燃燒過程還沒有達(dá)到換向周期，如果排煙溫度超過設(shè)定溫度時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)作換向動(dòng)作，強(qiáng)制將排煙側(cè)燒嘴換向成燃燒狀態(tài)，將對(duì)面燒嘴換成排煙狀態(tài)，避免了因排煙溫度過高造成設(shè)備損壞。

　　(3)閥位報(bào)警：換向系統(tǒng)中每個(gè)快切閥和三通閥都設(shè)置有開關(guān)位置反饋，在正常運(yùn)行狀態(tài)下，每一個(gè)閥位狀態(tài)全部顯示在crt上。當(dāng)其中一個(gè)快切閥和三通閥出現(xiàn)故障時(shí)致使閥位反饋信號(hào)錯(cuò)誤，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警，提示檢修人員及時(shí)處理故障，徹底分散了設(shè)備故障點(diǎn)，使系統(tǒng)更加安全可靠。

　　3.5 排煙溫度控制

　　排煙溫度有兩個(gè)部分:一是燒嘴冷端溫度控制，二是供熱段的排煙溫度。燒嘴冷端溫度控制是通過燒嘴前手動(dòng)蝶閥控制該燒嘴的燃燒狀況和排煙量，使每各燒嘴冷端溫度控制在規(guī)定范圍內(nèi)，在調(diào)試過程中一次調(diào)節(jié)完成。在每個(gè)供熱段空氣三通閥后支管設(shè)有煙氣調(diào)節(jié)閥，根據(jù)三通閥后的排煙溫度作為控制排煙量的測(cè)量值，手動(dòng)或自動(dòng)控制煙氣調(diào)節(jié)閥控制該段的排煙量大小，使該段的排煙溫度控制在設(shè)定范圍內(nèi)。

　　3.6 能源介質(zhì)的監(jiān)控與調(diào)節(jié)

　　能源介質(zhì)的正常供應(yīng)是保證加熱爐能否正常生產(chǎn)的重要條件之一。在能源介質(zhì)供應(yīng)異常時(shí)報(bào)警，若可能危及人身、設(shè)備安全時(shí)，控制系統(tǒng)將自動(dòng)處理到安全狀態(tài)。為了滿足燃燒系統(tǒng)需要在煤氣總管上加裝氣動(dòng)快速切斷閥、壓力調(diào)節(jié)閥用于穩(wěn)定煤氣壓力和安全切斷煤氣，用于確保加熱爐燃燒系統(tǒng)安全穩(wěn)定、安全節(jié)能、提高鋼坯質(zhì)量等目的。

　　當(dāng)煤氣和其它能源介質(zhì)壓力過低不能保證加熱爐正常生產(chǎn)時(shí)，plc送出信號(hào)控制裝在煤氣總管上的調(diào)節(jié)切斷閥，緊急切斷煤氣。為避免干擾信號(hào)造成誤動(dòng)作，在煤氣總管上又裝了壓力開關(guān)。在plc發(fā)現(xiàn)測(cè)量值過低時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)與壓力開關(guān)信號(hào)比較，若都顯示煤氣壓力過低時(shí)，plc才發(fā)出緊急切斷煤氣信號(hào)。

　　助燃空氣總管壓力控制：助燃空氣壓力穩(wěn)定也是加熱爐燃燒控制必備的條件之一。在助燃空氣熱風(fēng)總管上取壓經(jīng)變送器轉(zhuǎn)為電信號(hào)送plc,由plc按設(shè)定值采用控制2臺(tái)助燃風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)門，以調(diào)節(jié)和穩(wěn)定空氣總管壓力，同時(shí)可有效防止鼓風(fēng)機(jī)發(fā)生喘震造成機(jī)械設(shè)備和電氣的損壞發(fā)生。

　　其它如動(dòng)力壓縮空氣、冷卻水、壓縮空氣、氮?dú)獾鹊染艿奖O(jiān)控，異常時(shí)報(bào)警。

　　3.7 安全和保護(hù)

　　煤氣總管道上設(shè)有事故自動(dòng)切斷閥，在發(fā)生煤氣低壓、助燃空氣低壓、壓縮空氣低壓、鼓風(fēng)機(jī)停機(jī)、等重大故障時(shí)自動(dòng)切斷煤氣。為了更加安全可靠在系統(tǒng)控制柜中加裝緊急事故人工按鈕，它是獨(dú)立的硬件連鎖關(guān)系不受因控制系統(tǒng)故障的原因的影響，而由人工處理事故最為可靠及時(shí)單元。

　　3.8 抗干擾設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　由于電氣設(shè)備的存在，嚴(yán)重威脅控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行和通信網(wǎng)絡(luò)的安全、穩(wěn)定暢通，為此設(shè)計(jì)中根據(jù)各種干擾源的存在增加了以下抗干擾功能：

　　(1) 接地：計(jì)算機(jī)、plc和通信網(wǎng)絡(luò)采用單獨(dú)的專用接地處理，使其統(tǒng)一共地，杜絕相互之間的工模干擾。

　　(2) 通道隔離及信號(hào)濾波技術(shù)：

　　l模擬量通道屏蔽：模擬量信號(hào)的輸入導(dǎo)線采用有屏蔽線的雙絞線電纜，以降低輻射干擾和電磁耦合性干擾。

　　l數(shù)字量通道隔離：數(shù)字量模塊采用通道光電隔離模塊，在信號(hào)進(jìn)出plc通道之前加設(shè)中間繼電器對(duì)通道進(jìn)行雙重隔離，防止串入強(qiáng)干擾電壓燒壞通道。

　　l通信電纜設(shè)置：工業(yè)以太網(wǎng)通訊纜和profibus-dp電纜敷設(shè)時(shí)單獨(dú)穿金屬管，電纜走向避免與動(dòng)力纜平行，盡可能遠(yuǎn)離大電流線路。

　　l電源隔離工作電源通過帶屏蔽的隔離變壓器給plc主站和從站供電，使plc和大功率的電器設(shè)備的電位隔離，避免供電線路干擾。

　　(3)程序設(shè)計(jì)抗干擾處理：對(duì)于模擬量輸入信號(hào)采用延時(shí)濾波技術(shù)，消除瞬時(shí)干擾。對(duì)于數(shù)字量輸入信號(hào)采用鎖存和指令對(duì)比技術(shù)，降低誤信號(hào)。

4 結(jié)束語

　　該加熱爐儀控系統(tǒng)自正式投運(yùn)以來，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備動(dòng)作正常。工作站(hmi)人機(jī)界面友好，操作性能好，操作人員可方便、靈活的根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行控制。報(bào)警及歷史趨勢(shì)記錄等一系列功能使操作人員能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)故障，并能對(duì)爐內(nèi)升溫曲線進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

　　經(jīng)過連續(xù)運(yùn)行考核，該控制系統(tǒng)完全滿足了加熱爐生產(chǎn)工藝的各項(xiàng)技術(shù)要求，性能穩(wěn)定可靠，操作維護(hù)方便，大大減少了不安全因素對(duì)人和設(shè)備的危害，提高了生產(chǎn)率，減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，在節(jié)能降耗、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、安全生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)等方面均發(fā)揮了重要的作用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。