1080m3高爐工程自控系統技術方案

目錄第一章方案綜述 3

1、概述 3

1.1 系統範圍： 3

1.2 設計選型原則 3

2、plc系統配置 3

第二章主要環節方案簡介 4

1、高爐上料控制方案 4

1.1、槽下配料功能 4

1.2、上料皮帶功能 6

1.7、監控畫面功能 7

2、熱風、除塵控制方案 10

2.1、熱風控制功能 10

2.1.1閥門內容及連鎖 10

2.1.2工作制度 11

2.1.3綜合功能 13

2.2、布袋除塵控制功能 14

2.2.1定時清灰 15

2.2.2定壓差清灰 15

2.2.3監控畫面 15

3、噴煤控制方案 15

4、其他控制方案 17

第一章方案綜述

1.1 系統範圍：

武安市裕華鋼鐵****新建1080m3高爐工程基礎自動化控制系統範圍為高爐基礎級自動化部分。主要有：高爐供料控制，高爐上料控制，高爐熱風爐控制，高爐本體控制，高爐水沖渣控制，布袋除塵控制，噴煤控制，高爐迴圈水控制，系統網路通訊等系統的基礎級自動化控制。

1.2 設計選型原則

（1）盡量採用先進、成熟、可靠的控制技術，本著經濟實用、安全可靠及先進的原則，集多年冶金自動化系統設計、維護之經驗,進行系統優化設計，實現低成本、高效率自動化系統；

（2）系統採用集散型plc實現分布式網路控制，確保系統執行穩定可靠；

（3）為確保系統具有良好的匹配性，plc系統及標書內的儀表裝置分別盡量選用同一廠家產品或使用者指定品牌；

（4）上位機、plc之間的通訊採用工業乙太網結構，確保系統具有良好的開放性；

（5）方案設計充分考慮節能降耗，減少電磁干擾，提高系統的穩定性；

（6）在完成基礎級自動化的基礎上，統一規劃網路結構，預留與企業管理級系統的通訊介面。

對於本專案共分為高爐本體、高爐爐頂上料、熱風爐、煤氣乾法除塵、供料控制系統，噴煤控制系統，衝渣水及迴圈水控制系統8個部分以及其他必要補充系統。

plc控制系統由西門子s7-400／s7-300系列plc構成，按工藝流程分：高爐供料控制，高爐上料控制，高爐熱風爐控制，高爐本體控制，高爐水沖渣控制，布袋除塵控制，噴煤控制，高爐迴圈水控制以及各自的監控站通過工業乙太網連線在一起。

高爐上料部分採用s7-400系列控制器和et200組成分布式控制系統。設兩台上位機互為備用。高爐上料系統包括了槽下備料、捲揚上料、爐頂布料等三部分的邏輯順序控制，並且和工長值班室通過乙太網相連，並進行直接的資料交換。

量斗稱重設有稱重儀表櫃，並具有遠端復位功能。

1.1、槽下配料功能

槽下控制能夠根據料單內容實現振篩、給料機、鬥閘門、翻板、皮帶等裝置的完全自動化邏輯控制，並根據槽下料單的填寫內容實現自動稱量補償等計算累計功能：

振篩的手/自動啟停

鬥閘門的手/自動開關

皮帶的手/自動啟停

翻板的自動定位

中間鬥的自動排料

稱重遠端復位

1.1.1料單設定：

週期設定：料單設a、b、c、d、e、f、g、h等八種料批，根據需要可設其中的一種或幾種，故週期設定中只允許填寫a、b、c、d、e、f、g、h對應的代號1、2、3、4、5、6、7、8，第一位不能是空格，連續書寫，不能超過10個字母，程式遇0或執行完10週期後自動返回週期1執行。

料單修改標誌設定：料單上有一「料單傳送」標誌，此標誌為1，說明修改過料單，當前放料料批執行完時，重新按新設定的料單開始控制。

料批內料型設定：a、b、c、d、e、f、g、h等八種料批，每個批次均設1-4個車次，相應位置填入料型組合**，而每一種料型組合**又對應著所選料倉代號組合。

各稱量鬥設定值以千克（kg）為單位，填入各鬥的設定值。焦炭設定為幹焦值，在畫面中進行焦炭水份設定，程式自動轉換成溼焦值。

附加焦設定：在需要附加焦的放料批次中減小放料車次，直到附加焦執行完。

稱量及補償的計算公式如下：

本次稱量值=本次實際稱量值*30%+上次稱量值*70%

本次餘振量=本次滿值-本次控制值

下次餘振量=70%*上次提前量+30%*本次提前量

本次入爐量=本次滿值-本次空值

本次誤差值=本次設定值-本次入爐量

累計誤差=累計誤差+本次誤差

下次設定值=設定值+本次誤差

下次控制值=下次設定值-下次餘振量

1.1.2振篩的自動啟停控制

根據料單的設定情況，被選擇的倉在設定好後，檢測下面的稱量鬥閘門已經關好，並且稱量未滿，則啟動振篩振料，待稱量鬥發出滿訊號，則停止振動給料。振動篩或給料機啟動t秒後，還未發出鬥「滿」訊號，就發出上卡料報警訊號。

1.1.3稱量鬥的稱量和排料控制

當排料程式發出後，礦石稱量鬥閘門開，料排出。當稱量值為控制值（初始時為設定值的95%）的5%時，發出料空訊號並關閉閘門，當閘門關好並稱空好後，振動篩或給料機開始啟動。稱量值到控制值（經補正）時，振動篩或給料機停機，進行滿稱量。

若達110%控制值（經補正）時發出報警訊號。根據預先選定的裝料程式，礦石中間稱量鬥一「空」且閘門關好，槽下翻板翻到位，礦石皮帶機啟動後，開始排料。

排料順序：球團、雜礦單裝時按料單內所填倉號的先後順序進行排料（礦石稱量鬥排料最多不同時超過五個）。當前乙個稱量鬥閘門開啟，發出空訊號後，發出下乙個鬥排料指令。

排料鬥的閘門開到位延時t秒後，還未發出鬥「空」訊號，則發出下卡料報警訊號。

1.1.4翻板皮帶中間鬥的運轉控制

根據程式計數判斷，應該備某側中間鬥，則翻板動作翻到位，依據排料的倉的位置，左或右皮帶機開始動作，繼而選中的稱量鬥開始排料，當該側稱量鬥已經排完後，該側皮帶機延時停。

當相應的稱量鬥稱空設定好後，對應的碎礦或碎焦皮帶開始動作，對相應的稱量鬥都已經稱滿後，碎礦或碎焦皮帶延時停。排料是由放料車數計數的奇偶性來選擇放料次序的。

1.2、上料皮帶功能

根據和槽下、爐頂程式無縫鏈結實現對上料皮帶的自動控制，並能夠進行完全手動操作，能夠對裝置故障作出緊急反應，保障上料皮帶的安全執行。

1.3、爐頂布料

能對爐頂裝置包括受料斗擋料閥、上密封閥、下密封閥、料流閥、布料溜槽、探尺等進行完全控制，並根據操作人員填寫的爐頂料單自動開關定位，實現布料的自動化順序控制：

能夠實現探尺的自動提放和料麵跟蹤

實現受料斗自動裝料、料罐自動裝料

能夠根據爐頂料單實現自動多環布料和定點布料

1.4、探尺運轉控制

左右探尺的操作方式分為機旁操作和計算機操作，計算機操作又分為自動和手動操作。探尺的工作制度分為左尺為準、右尺為準、雙尺為準等三種。以單尺為準時，左尺右尺探測料麵，當選定該尺到達料線後，認為已經到達料線，應該提尺布料了；以雙尺為準時，當左右雙尺都探到料線時才能提尺布料。

當一罐料布完，探尺開始下探，當探尺到料線後，如果料罐已經滿，則提尺布料，如果料罐未滿，則繼續下探，如果探到下限則自動提尺。當料罐已滿，探尺到料線提尺，料罐開始布料，探尺保持在上位。當料罐布完料，開始下乙個迴圈。

1.5、料罐自動裝料過程

根據料罐的工作狀態，我們給料罐定義了1、2、3、4四個狀態：正在裝、料罐滿、正在布、料罐空。我們根據料罐這四個狀態來進行程式判斷和執行。

料罐已經空，上密封閥、下密封閥、均壓閥等都已經關到位，料罐處於狀態4；此時，如果受料斗已經滿，則料罐應該開始裝料，首先放散閥開啟，放散好後。進入狀態1；開上密封封閥，上密封閥開到位，關放散閥到位，開擋料閥，擋料閥開到位，延時20-30秒，關上擋料閥，擋料閥關到位，關下密封閥，下密封閥關到位，料罐進入狀態2；當料罐滿，開均壓閥，均壓好後，進入狀態3，調整α角到位、γ角到位、β角料頭來，開始開下密封閥到位，關均壓閥到位。當料空訊號來，調整α角到最大位置、β角料頭設定自動布進60度，料流閥關閉，關下密封閥到位，進入狀態4。

1.6、爐頂料單

根據槽下料單的8個批次的設定，同時設定該批次的布料代號，針對個批次設定其布料代號1-8，每個布料代號對應每個批次的布料引數檢索。當某批次的料裝進料罐後，同樣傳入該批次的布料代號，並由此檢索出溜槽的傾動角度設定α角、γ角。其中γ角每批次1個設定角度，α角每批次6個設定角度，並給出每個α角的布料圈數。

1.7、監控畫面功能

監控畫面包括整個高爐上料工藝流程的形象描繪，畫面和諧統一，操作簡單安全可親。

監控畫面包括槽下料單、爐頂料單的填寫和槽下、爐頂各裝置的操作和各裝置的狀態顯示。對於各裝置一般都有手自動選擇操作和重點裝置的確認操作。畫面還包括探尺實時趨勢和歷史趨勢的顯示和根據工藝要求的報表功能。

1.7.1 槽下控制系統畫面

礦槽控制系統主要顯示和控制礦槽、輸送、稱量等裝置的引數及狀態。上料系統分三個畫面：槽下配料畫面、爐頂裝料畫面、料單設定畫面，畫面主要實現上料裝置的控制、執行狀態監測以及故障處理（根據甲方設計圖紙及訂貨情況，引入槽下及爐頂液壓站執行及控制）。

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