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    活動(dòng)鏈接：2012年控制網(wǎng)技術(shù)專(zhuān)題---將無(wú)線(xiàn)技術(shù)引入傳感器2012 

   如何有效解決高爐水渣處理問(wèn)題一直是冶金煉鐵界的一項(xiàng)難題，幾十年來(lái)，我國(guó)高爐其它系統(tǒng)雖然不斷得以改善，但是水渣處理系統(tǒng)卻沒(méi)得到徹底的改造。盧森堡保爾沃特公司提供的帶粒化塔的INBA法渣處理裝置，專(zhuān)為處理高爐爐渣而設(shè)計(jì)，目標(biāo)是將液態(tài)高爐爐渣轉(zhuǎn)化為固態(tài)沙狀爐渣，充分考慮了液態(tài)爐渣的流量變化和開(kāi)口次序，并對(duì)爐渣進(jìn)行脫水。該固態(tài)沙狀爐渣為水泥工業(yè)的原材料，從而使?fàn)t渣得以明顯增值。同時(shí)具有技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備簡(jiǎn)單、維修量少、連續(xù)作業(yè)、占地少、節(jié)能降耗等特點(diǎn)。
           
                   

   在INBA粒化渣系統(tǒng)中采用基于西門(mén)子PLC與數(shù)據(jù)采集監(jiān)控軟件WinCC設(shè)計(jì)的渣處理系統(tǒng), 可以根據(jù)實(shí)際需要液位的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)液位自動(dòng)跟蹤。本套控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)天津榮程鋼鐵公司煉鐵廠5#高爐水渣系統(tǒng)11月投產(chǎn)以來(lái)的運(yùn)行結(jié)果表明，系統(tǒng)實(shí)用效果顯著、運(yùn)行可靠、調(diào)整方便、液位跟蹤穩(wěn)定質(zhì)量高、手自動(dòng)之間實(shí)現(xiàn)無(wú)擾切換。可以最大限度的節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、并使系統(tǒng)處于可靠運(yùn)行的狀態(tài)，具有很好的應(yīng)用前景。
  
                   
  1 主要設(shè)備及工藝

  1.1 主要設(shè)備包括：①粒化塔；②渣漿泵；③脫水轉(zhuǎn)鼓；④熱水池；⑤回水上塔泵；⑥粒化泵；⑦冷水池。
1.2 工藝：液態(tài)爐渣從高爐流出并與生鐵分離，經(jīng)渣溝進(jìn)入粒化塔。粒化泵將水由冷水池打入粒化塔將爐渣進(jìn)行帶壓水淬，水淬時(shí)，產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)粒化塔的煙囪排放到大氣中。粒化后的渣水混合物靠渣漿泵打到脫水轉(zhuǎn)鼓內(nèi)實(shí)現(xiàn)渣、水分離。脫水后的爐渣用皮帶機(jī)運(yùn)至渣場(chǎng)。水流進(jìn)脫水轉(zhuǎn)鼓下方的熱水池，通過(guò)回水上塔泵注入冷水池冷卻，冷卻后可循環(huán)使用，消耗的水由補(bǔ)水系統(tǒng)補(bǔ)充。
  
                    

  2 控制方案
    
    2.1系統(tǒng)硬件配置  

                
  
                  

  控制系統(tǒng)硬件選用西門(mén)子SIMATIC S7 PLC。PLC系統(tǒng)的基本配置采用S7-400主機(jī)與ET200M系列I/O模板。在Step7編程開(kāi)發(fā)環(huán)境下設(shè)計(jì)編制PLC 應(yīng)用程序。
  
   2.1.1系統(tǒng)操作方式

  系統(tǒng)各設(shè)備控制采用：LOCAL（現(xiàn)場(chǎng)控制）、AUTO（自動(dòng)）等操作形式。任何驅(qū)動(dòng)設(shè)備都可通過(guò)將選擇開(kāi)關(guān)"AUTO（自動(dòng)）/LOCAL（現(xiàn)場(chǎng)控制）。置于"LOCAL（現(xiàn)場(chǎng)）"位進(jìn)行就地操作。AUTO（自動(dòng)）此種操作方式是當(dāng)操作控制條件和工藝及設(shè)備聯(lián)鎖條件成立時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)地完成一個(gè)工藝過(guò)程的控制（或動(dòng)作）的控制操作方式。

  2.1.2系統(tǒng)自動(dòng)控制方法：

  系統(tǒng)啟動(dòng)可分為手動(dòng)啟動(dòng)和自動(dòng)啟動(dòng)。手動(dòng)啟動(dòng)時(shí)，有操作員控制各個(gè)單機(jī)設(shè)備進(jìn)行啟動(dòng)；自動(dòng)啟動(dòng)則是，確定系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備正常后，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)出渣皮帶，再啟動(dòng)轉(zhuǎn)鼓，然后是沖渣泵，待粒化塔液位快達(dá)到正常液位啟動(dòng)渣漿泵，最后是回水上塔泵。待系統(tǒng)穩(wěn)定后，可以通知高爐出鐵廠出渣。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，粒化塔液位和熱水池液位分別由渣漿泵和回水上塔泵自動(dòng)跟蹤設(shè)定液位調(diào)節(jié)，保持液位穩(wěn)定。脫水轉(zhuǎn)鼓速度根據(jù)轉(zhuǎn)鼓力矩和轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液位自動(dòng)調(diào)節(jié)。

  2.2 控制系統(tǒng)主要功能

  2.2.1 液位調(diào)節(jié)  

   本系統(tǒng)中,液位自動(dòng)調(diào)節(jié)子程序是取得粒化塔液位和熱水池液位穩(wěn)定的關(guān)鍵，從而達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)水循環(huán)平衡。在實(shí)際使用中，可以實(shí)現(xiàn)液位自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)，控制精度達(dá)到2%，不僅完全滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)的需求，而且很大程度上提高了生產(chǎn)效率。

   2.2.2 轉(zhuǎn)鼓力矩自動(dòng)調(diào)節(jié)功能  

  轉(zhuǎn)鼓力矩是靠轉(zhuǎn)鼓空轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液位相結(jié)合的三條特性曲線(xiàn)計(jì)算得出。三個(gè)特性曲線(xiàn)疊加后控制轉(zhuǎn)鼓電機(jī)，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速大小，實(shí)現(xiàn)連續(xù)作業(yè)，防止堆渣。  

  2.3 工控組態(tài)軟件

   系統(tǒng)操作員站配置2臺(tái)以WinCC人機(jī)界面的工控計(jì)算機(jī)，作為操作員人機(jī)操作、監(jiān)視界面。基于工控組態(tài)軟件WinCC設(shè)計(jì)編制控制系統(tǒng)HMI應(yīng)用程序。本系統(tǒng)中3臺(tái)操作員站與PLC之間通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)通訊。本系統(tǒng)HMI共分為3個(gè)主要畫(huà)面等。

   2.3.1 INBA粒化設(shè)備的總貌畫(huà)面  

  這幅畫(huà)面應(yīng)顯示整個(gè)裝置及最重要的操作參數(shù)，例如溫度、流量、液位、壓力等。（如圖一）
  
               
                           圖一

  2.3.2 趨勢(shì)曲線(xiàn)畫(huà)面  

  用幾幅畫(huà)面及不同顏色來(lái)顯示所有模擬輸入和模擬輸出信號(hào)的歷史趨勢(shì)曲線(xiàn)，如粒化塔實(shí)際液位和設(shè)定液位等。（如圖二）
  
                
                                       （圖二）

  2.3.3 報(bào)警畫(huà)面

   報(bào)警畫(huà)面顯示整個(gè)裝置所產(chǎn)生的全部報(bào)警及報(bào)警產(chǎn)生的時(shí)間和報(bào)警確認(rèn)時(shí)間等。
此外，HMI系統(tǒng)具有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)診斷圖、PLC的硬件配置圖及相應(yīng)的I/O狀態(tài)圖用以提高系統(tǒng)的可維護(hù)性。

   3 本套控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

3.1 全部設(shè)備由PLC控制，可靠性高。
3.2 通過(guò)轉(zhuǎn)鼓電機(jī)的轉(zhuǎn)矩可計(jì)算出瞬時(shí)渣流量和總的渣流量。
3.3 由于采用閉環(huán)水循環(huán)液位自動(dòng)控制和轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)，因此可以節(jié)省人員成本，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約資源。

   4. 結(jié)論

   在INBA粒化渣系統(tǒng)中采用基于西門(mén)子PLC與數(shù)據(jù)采集監(jiān)控軟件WinCC設(shè)計(jì)的渣處理系統(tǒng), 可以根據(jù)實(shí)際需要液位的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)液位自動(dòng)跟蹤。本套控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)天津榮程鋼鐵公司煉鐵廠5#高爐水渣系統(tǒng)11月投產(chǎn)以來(lái)的運(yùn)行結(jié)果表明，系統(tǒng)實(shí)用效果顯著、運(yùn)行可靠、調(diào)整方便、液位跟蹤穩(wěn)定質(zhì)量高、手自動(dòng)之間實(shí)現(xiàn)無(wú)擾切換。可以最大限度的節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、并使系統(tǒng)處于可靠運(yùn)行的狀態(tài)，具有很好的應(yīng)用前景。