高爐生產(chǎn)自動配料控制系統(tǒng)

所屬分類：電子論文閱讀次時間：2020-04-09 10:58

本文摘要：摘要：鋼鐵行業(yè)在我國工業(yè)生產(chǎn)不斷加速的過程中實際的需求量在不斷增加，在我國的國民經(jīng)濟發(fā)展過程中也發(fā)揮出了重要的作用，高爐是鋼鐵生產(chǎn)工藝中非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，而高爐質(zhì)量在很大程度上取決于燒結(jié)礦的質(zhì)量。在當今社會科學技術(shù)不斷進步的前提下，高爐

　　摘要：鋼鐵行業(yè)在我國工業(yè)生產(chǎn)不斷加速的過程中實際的需求量在不斷增加，在我國的國民經(jīng)濟發(fā)展過程中也發(fā)揮出了重要的作用，高爐是鋼鐵生產(chǎn)工藝中非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，而高爐質(zhì)量在很大程度上取決于燒結(jié)礦的質(zhì)量。在當今社會科學技術(shù)不斷進步的前提下，高爐生產(chǎn)配料控制的自動化需求也在不斷的提升。在文中的研究過程中，主要是針對高爐槽下配料控制系統(tǒng)中利用PLC控制實現(xiàn)自動化進行了探討。希望能夠?qū)Ω郀t生產(chǎn)自動配料控制系統(tǒng)的自動化發(fā)展起到一定的幫助。

　　關(guān)鍵詞：人機界面;現(xiàn)場總線;槽下配料;PLC

自動化系統(tǒng)

　　0引言

　　在當前社會經(jīng)濟不斷的發(fā)展前提下，鋼鐵行業(yè)近幾年來也迎來了飛速的發(fā)展，在鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)過程中煉鐵高爐是非常重要的一個生產(chǎn)過程，保障煉鐵高爐的正常生產(chǎn)對鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)效益提升有極大的促進作用;高爐的生產(chǎn)系統(tǒng)中，槽下配料系統(tǒng)是非常重要的一個系統(tǒng)，在槽下配料系統(tǒng)運行過程中實現(xiàn)自動化對鋼鐵的生產(chǎn)能夠發(fā)揮出非常重要的作用。在我國的鋼鐵高爐槽下配料系統(tǒng)自動化中，DCS主導的分散控制系統(tǒng)一直以來應用比較廣泛。

　　1高爐配料自動化系統(tǒng)需求分析

　　1.1生產(chǎn)效率提升

　　高爐的槽下配料能力在很大程度上直接決定了高爐的實際生產(chǎn)能力以及冶煉的強度，在傳統(tǒng)人工或者半自動的配料方式下，高爐生產(chǎn)效率的提升在很大程度上都必須要依賴個人的經(jīng)驗;但是這種模式下，很難保證不同操作崗位的操作人員能夠滿足生產(chǎn)實際的設計要求。在當今計算機技術(shù)不斷的發(fā)展去前提下，高爐的配料系統(tǒng)自動化或者半自動化操作的需求都在不斷的提升[1]。

　　1.2實現(xiàn)生產(chǎn)事故、故障快速處理

　　鋼鐵企業(yè)的槽下配料系統(tǒng)通常情況下分布都比較分散，如果在傳統(tǒng)的控制模式下，操作人員在實際的設備維修保養(yǎng)過程中缺乏基本的便利性，而且還存在較大的安全隱患;鋼鐵行業(yè)的高爐系統(tǒng)在實際應用過程中不乏事故傷人、亡人案例。但是針對高爐生產(chǎn)設置了配料管理以及控制系統(tǒng)后，使得操作人員僅僅需要在操作室內(nèi)按照CRT屏幕的顯示就能實現(xiàn)對設備運行狀況的實施監(jiān)測，設備狀況的查詢、運行狀況調(diào)整等只需要通過操作鼠標、鍵盤即可，這樣就能讓高爐設備的維護保養(yǎng)工作量得到有效的控制，而針對復雜的狀況，還可以利用網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程專家支持，相關(guān)的技術(shù)人員通過利用各種專業(yè)信息進行匯總分析就能找出合理的解決方案，實現(xiàn)故障或者事故的快速處理，進一步提升了高爐的生產(chǎn)作業(yè)效率。

　　1.3設備信息自動化、網(wǎng)絡化

　　在當今的生產(chǎn)過程中，必須要求值班工長能夠?qū)崿F(xiàn)對高爐進料狀況以及設備實際的運行狀況進行全面的了解，針對不同的生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)也提出了更加有效的處理方法，這樣才能充分保障高爐的正常生產(chǎn)作業(yè);另外，還可以充分利用企業(yè)的各種管理軟件來實現(xiàn)對企業(yè)物流情況的全面分析，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)效率以及生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的進一步優(yōu)化[2]。

　　針對高爐槽下配料系統(tǒng)可以充分利用PLC系統(tǒng)來實現(xiàn)高效的生產(chǎn)管理。PLC控制系統(tǒng)在高爐配料生產(chǎn)系統(tǒng)中的應用能發(fā)揮出以下優(yōu)勢：①充分利用企業(yè)局域網(wǎng)絡或者英特網(wǎng)來實現(xiàn)對配料系統(tǒng)各個部分設備運行狀態(tài)的及時監(jiān)控，高爐中的原料進爐情況以及焦炭的水分等情況也能實現(xiàn)及時的查詢。②在自動控制系統(tǒng)下，通過人機界面軟件的現(xiàn)實相關(guān)的操作人員以及設備維修人員能夠?qū)崿F(xiàn)對故障信息的及時診斷，盡快讓設備從故障中恢復。③利用PLC系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)自身系統(tǒng)的自動化控制，同時還能針對局域網(wǎng)、英特網(wǎng)的生產(chǎn)物流信息及時傳輸?shù)焦芾碇行�，實現(xiàn)企業(yè)物資管理水平的進一步提升。

　　2高爐配料自動控制系統(tǒng)要求

　　2.1系統(tǒng)總體控制要求

　　在充分結(jié)合當前高爐槽下的實際作業(yè)環(huán)境以及具體的作業(yè)形式以及當今的控制系統(tǒng)具體發(fā)展趨勢之后，高爐的槽下控制系統(tǒng)要具備一些基本的需求：①必須要針對高爐生產(chǎn)系統(tǒng)中的液壓站、低壓配電室、現(xiàn)場閘門以及操作室等幾個關(guān)鍵的作業(yè)環(huán)節(jié)分別設置profibus節(jié)點[3];②槽下設備在作業(yè)過程中的啟動、停止緊急停車等功能必須要能夠在系統(tǒng)控制的操作室內(nèi)來完成;③操作室內(nèi)必須要同時配置兩臺上位機，而且兩臺上位機之前要實現(xiàn)互相備用的功能，這樣在其中一臺設備出現(xiàn)故障的時候就能夠充分利用另一臺設備實現(xiàn)生產(chǎn)保障，與此同時，任何一臺設備都能實現(xiàn)對現(xiàn)場所有作業(yè)設備的功能的操作。

　�、芡ㄟ^控制系統(tǒng)的作用能夠?qū)崿F(xiàn)對高爐槽下系統(tǒng)各種生產(chǎn)設備之間起停車的聯(lián)鎖功能;⑤整個控制系統(tǒng)要能充分結(jié)合生產(chǎn)工藝的具體要求實現(xiàn)對各種異常狀況的報警，并針對實際測試超出量程的現(xiàn)象進行語音或者聲光報警，在此基礎上就能將具體操作處理措施通知操作人員;⑥要能實現(xiàn)對各個生產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)檢測數(shù)值的實時顯示，并對各項生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)進行及時儲存。

　　2.2PLC功能要求

　　在系統(tǒng)中應用PLC主要是為了完成對生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場各個結(jié)點信息的及時采集，并實現(xiàn)對各個環(huán)節(jié)重要設備的有效控制。根據(jù)高爐在實際生產(chǎn)過程中的實際配料需求，以及各個設備運行的技術(shù)要求，基于安全以及穩(wěn)定的角度對高爐配料系統(tǒng)的PLC做出了一些功能要求：①不同設備之間利用PLC系統(tǒng)要能實現(xiàn)自�；旌匣ユi;②通過PLC系統(tǒng)要能實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)壓力以及溫度等參數(shù)的自動化控制;③通過PLC系統(tǒng)要能實現(xiàn)對設備運行過程中各個換件環(huán)節(jié)參數(shù)的實施監(jiān)測;④通過PLC系統(tǒng)要能實現(xiàn)對各個輔助設備運行狀況的及時檢測和有效控制;⑤通過應用PLC系統(tǒng)要能實現(xiàn)對系統(tǒng)中不同設備的過載保護和故障的檢測。

　　3配料自動化系統(tǒng)設計

　　3.1PLCI/O點數(shù)設計

　　要想實現(xiàn)高爐槽下配料系統(tǒng)運行過程中生產(chǎn)操作的自動化控制，必須要針對各個生產(chǎn)過程實際的運行狀態(tài)進行及時的監(jiān)測，根據(jù)實際設備運行狀況需要高爐槽下自動配料系統(tǒng)針對開關(guān)量輸入(DI)設計了49點;針對開關(guān)量輸出(DI)設計了51點，針對模擬信號輸入(AI)設計了12點，針對溫度信息測量點(RTD)設計了1點，針對壓力監(jiān)測設計了1點。

　　3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計

　　本次研究過程中針對高爐槽下自動配料控制系統(tǒng)主要使用的是基于PLC與組態(tài)軟件的自動化控制方案，在系統(tǒng)中還必須要配備為完善的通信網(wǎng)絡、上位計算機以及可編程控制器等，所有設備通過工業(yè)以太網(wǎng)的方式進行連接。監(jiān)視操作層設計：監(jiān)視操作層主要是通過上位機以及工程師站共同組成，目前比較常用的一種數(shù)據(jù)采集和設備控制軟件為德國的wincc6.0。

　　操作站，操作人員可以充分利用操作站內(nèi)的設備實現(xiàn)對各個流程的操控，并能實現(xiàn)設備運行狀態(tài)的實施顯示，實現(xiàn)設備歷史運行數(shù)據(jù)的收集，并實現(xiàn)在緊急狀況下的預警顯示，還能將系統(tǒng)的運行趨勢形成報表。工程師站，工程師站主要是針對整個系統(tǒng)的運行進行合理的管理，并對組態(tài)進行控制，同時還能完成整個系統(tǒng)的生成和下裝等操作。工程師站能夠?qū)崿F(xiàn)在系統(tǒng)離線狀態(tài)下的配置，實現(xiàn)各個系統(tǒng)運行狀況的在線檢測、控制和各個網(wǎng)絡節(jié)點的維護。

　　3.3信號采集和系統(tǒng)控制部分設計

　　3.3.1RTD信號測量設計

　　在高爐的槽下液壓油箱中配備了一個溫度傳感器，該溫度傳感器的主要作用是實現(xiàn)槽下液壓系統(tǒng)溫度信號的采集，信號采集之后通過量程轉(zhuǎn)換成可視化的溫度數(shù)值，實現(xiàn)了液壓系統(tǒng)溫度的實施采集。

　　3.3.2AI信號測量設計在本次的系統(tǒng)設計過程中主要使用的模擬量輸入信號主要屬于4-20mA范圍內(nèi)的標準信號，采集的信號通過PLC采集模塊來實現(xiàn)模擬量的轉(zhuǎn)換形成0-32768的數(shù)值，這一環(huán)節(jié)的PLC采集模塊是一種16路的輸入模塊，實際的分辨率能夠達到12為，整個信號采集系統(tǒng)是由外部電源來實現(xiàn)供電。

　　3.3.3DI信號檢測設計在本次系統(tǒng)設計的過程中均采用的無源節(jié)點的開關(guān)量輸入信號，其主要是針對系統(tǒng)中的設備運行狀況以及現(xiàn)場的閘門開關(guān)狀態(tài)進行實時檢測，針對這一系統(tǒng)共設計了49點的輸入量信號。

　　4結(jié)束語

　　在本次的高爐生產(chǎn)配料自動化系統(tǒng)設計過程中主要使用的是PLC和組態(tài)軟件結(jié)構(gòu)的組合，在此基礎上使得高爐生產(chǎn)配料自動化系統(tǒng)實現(xiàn)了對整個系統(tǒng)運行的分布式監(jiān)測和控制，與此同時也能實現(xiàn)各個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)及時采集，進一步提升了高爐的運行效率。

　　參考文獻

　　[1]王圣亮.煉鐵高爐上料監(jiān)控系統(tǒng)及其配料落差的模糊控制[D].濟南:山東大學,2005.

　　[2]張琳.PLC和組態(tài)軟件在高爐槽下配料控制系統(tǒng)中的應用研究[D].合肥:合肥工業(yè)大學,2002.

　　[3]景濤.鐵精礦干燥—配料—造球過程控制指導系統(tǒng)的研究[D].長沙:中南大學,2010.

　　自動化方向論文：工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)在選煤廠中的應用

　　摘要：為了促進選煤行業(yè)電氣自動化系統(tǒng)的進一步發(fā)展，通過分析選煤電氣自動化系統(tǒng)在實際選煤廠中的應用，結(jié)合選煤廠實際生產(chǎn)經(jīng)營情況，制定有效的自動化控制技術(shù)體系。在日常生產(chǎn)中汲取經(jīng)驗，不斷優(yōu)化選煤電氣自動化控制系統(tǒng)的研究具有較大的現(xiàn)實意義，該體系的合理實施能有效提高選煤廠經(jīng)濟效益，促進煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，是當今選煤廠電氣設備革新發(fā)展的必然趨勢。