PLC在高爐凈循環(huán)水系統的應用

《自動(dòng)化與儀器儀表》2010 年第2期(總第148期)PLC在高爐凈循環(huán)水系統的應用周卉(昆明鋼鐵集團公司設計院電氣室云南昆明，650302 )滴要:介紹在高爐凈循環(huán)水冷卻系統中應用小型PLC所構成的控制系統，詳細介紹了系統的構成、功能以及控制策略。關(guān)鍵詞:控制:循環(huán)水冷卻系統;可編程控制器Abstract: The small sized PLC control system of depuration recirculaing cooling water system for BF is intoduced. The composi-tion and functions and control strategy of system are particular described .Key words: Control ; Recirculating cooling water system ; Programmable controller中圖分類(lèi)號: TP272文獻標識碼: B文章編號: 1001-9227 (2010) 02-0043-020引盲供給高爐各高、中、低壓用戶(hù)及輔助設施使用，經(jīng)使用后昆明鋼鐵集團公司6號高爐自1998年開(kāi)爐以來(lái)，其風(fēng)的回水經(jīng)回水管道自流回熱水池，由熱水回水泵提升至冷口中、小套及爐頂齒輪箱冷卻，爐頂灑水以及一些輔助設卻塔，經(jīng)冷卻塔冷卻后回到冷水池，又由泵房中各泵送至施，如煤粉噴吹站、動(dòng)力空壓站等設施均采用凈化工業(yè)循各用戶(hù)使用，循環(huán)進(jìn)行而不間斷。環(huán)水進(jìn)行冷卻。高爐凈循環(huán)水冷卻在高爐生產(chǎn)中占據著(zhù)舉同時(shí)，為確保安全供水，在槽下山頂上設置一- 個(gè)兩格足輕重的地位，其設備的可靠運行直接影響著(zhù)高爐生產(chǎn)的的高位安全水池，每格75 0m°,在高壓水突然無(wú)故斷水情穩定進(jìn)行。原有的高爐循環(huán)冷卻系統均靠人工操作，其設況下，作為備用水源靠高位落差產(chǎn)生水壓供給高爐高壓水備控制點(diǎn)上百個(gè)，這樣，不僅勞動(dòng)強度大，工作效率低，而用戶(hù)及中壓水用戶(hù)，以確保高爐高、中壓用水的不間斷。且運行不可靠，容易造成冷卻系統的故障停機而帶來(lái)無(wú)法系統設有四臺過(guò)濾器，其中三臺新水過(guò)濾器，一臺旁挽回的損失。昆鋼6號高爐凈循環(huán)冷卻系統采用G E -通過(guò)濾器。因為在循環(huán)用水中存在水量損失，因此在系統FANUC90- 30型PLC實(shí)現高爐凈循環(huán)水冷卻的過(guò)程自動(dòng)控制，運行過(guò)程中需補充新水，為確保水質(zhì)，新水必須經(jīng)過(guò)過(guò)濾對進(jìn)出水壓差、流量瞬時(shí)值及累計值數據采集，各控制器過(guò)濾后方可進(jìn)入冷水池，且進(jìn)水量須與冷水池水位進(jìn)行泵、閥門(mén)、水池水位狀態(tài)實(shí)時(shí)監控，自動(dòng)啟/停泵控制以及聯(lián)鎖。同時(shí)，為確保循環(huán)水質(zhì)，設有旁通過(guò)濾器，由旁通各種事故狀態(tài)記錄及報警處理。開(kāi)爐兩年多來(lái)凈環(huán)水系統過(guò)濾水泵從冷水池吸水經(jīng)旁通過(guò)濾器過(guò)濾后回到冷水池，運行穩定、可靠、水質(zhì)穩定，冷卻效果良好。循環(huán)使用。過(guò)濾器使用后須定時(shí)對其反沖洗，防止過(guò)濾器由于泥漿而板結，保證過(guò)濾效果。1系統簡(jiǎn)介及工藝要求系統還設有加藥間，由三臺加藥裝置分別將防腐劑、高爐凈循環(huán)系統工藝流程如圖1所示。防垢劑、殺菌滅藻劑定時(shí)由加藥管道投加至冷水池。冷卻塔2控制系統配置C熱水池:二中樂(lè )回水.系統選用GE- FANUC90- 30型PLC,這種PLC是系列90PLC家族中的一員,具有體積小巧，易于安裝和配置的特點(diǎn)，且運行穩定可靠，它能提供- -種全功能的控制器，具有先........1容具進(jìn)的編程性能，且與系列90PLC家族中其它PLC兼容。系統補充新水.由一個(gè)主機架及六個(gè)擴展機架組成，主機架裝有電源模低壓水用戶(hù)塊、CPU模塊、通訊模塊各一塊和AI (模擬量輸入模塊)。擴中樂(lè )水用戶(hù)展機架裝有AI、DI (數字量輸入模塊)、DO (數字量輸出)模水泵房?jì)仍O備高樂(lè )水用戶(hù)塊。系統配置DI共640個(gè)點(diǎn), DO共224個(gè)點(diǎn), AI共56個(gè)點(diǎn)。圖1高爐凈 循環(huán)系統工藝流程圖整個(gè)系統結構如圖2所示。(1)通訊方式:凈循環(huán)水泵房主要設備有高、中、低壓水泵和旁通過(guò)凈環(huán)水系統利用一臺上位機與PLC進(jìn)行通訊,實(shí)時(shí)監濾水泵及相關(guān)閥門(mén)。高、中、低壓水泵從冷水池中抽取水控系統設備并控制運行。上位機采用標準以太網(wǎng)網(wǎng)卡，收稿日期: 2009-12-05PLC采用IC693CMM321以太網(wǎng)接口卡傳輸介質(zhì)為同軸電纜，作者簡(jiǎn)介:周卉(1976-),女,助理工程師，主要從事電氣自動(dòng)經(jīng)AUI接口相連接，配置50 Q終端電阻。協(xié)議為T(mén)CP/IP網(wǎng)化系統設計工作。PLC在高爐凈循環(huán)水系統的應用周卉絡(luò )協(xié)議，其拓展性非常好，易于今后與6號高爐總控制系熱水回水泵。統的連接。(2)過(guò)濾器控制模塊過(guò)濾器閥門(mén)運行程序表如表1所示。表1過(guò)濾暴閥門(mén)運行程序表Ethcmet士機架序號設備名稱(chēng)過(guò)濾支洗AI模塊1時(shí)間號 F1 r2τ3T4τs67T8 T9T1011T1213 TIDI/DO模塊2排氣閣擴展機架3反洗出水閥H2控制系統配置圖4反洗進(jìn)氣閥i 反洗進(jìn)水閥中央處理器CPU (選用IC693CPU372)自帶-個(gè)15 針串6過(guò)濾進(jìn)水閩行端口, RS-485電氣接口,采用SNP協(xié)議,可使用編程器與7過(guò)濾出水圖，CPU之間直接通訊。(2)模擬量輸入●過(guò)濾器每過(guò)濾8h反洗-次，保證濾料干凈不板結，模擬量輸入模板分為兩種:一種 為電流型4 ~20mA信確保過(guò)濾效果，水質(zhì)穩定。號(型號IC693ALG221),一種為電壓型0~10V信號(型號●旁通過(guò)濾器在任一臺新水過(guò)濾器開(kāi)始反洗時(shí)停止為IC693ALG220)。電流型主要檢測系統壓力、流量、水池水工作。過(guò)濾器反洗與泥漿池液位聯(lián)鎖(液位小于-2.15m允位等信號。電壓型主要檢測各臺水泵電流及母線(xiàn)相電流、許反洗),并同時(shí)與過(guò)濾器反洗泥漿泵聯(lián)鎖。相電壓信號?！窭渌厮坏陀?.3m時(shí)開(kāi)啟任-臺新水過(guò)濾器補(3)開(kāi)關(guān)量輸入/輸出充新水，高于2.2m關(guān)閉新水過(guò)濾器。開(kāi)關(guān)量輸入模塊(DI)選用IC693MDL645型，主要檢測各臺水泵運行信號、故障信號、集中信號以及出口電動(dòng)閥4上位機控制編程門(mén)開(kāi)、關(guān)到位信號等。上位機監控軟件采用GE- Fanuc-Cimplicity HMI 軟件開(kāi)關(guān)量輸出模塊(DO)選用IC693MDL940型,主要控制編程組態(tài)，充分利用了其圖形界面實(shí)時(shí)監控功能、報警處水泵合閘、分閘信號，閥門(mén)開(kāi)、關(guān)指令等。理和數據歸檔功能。(1)實(shí)時(shí)監控主要完成對所有檢測點(diǎn)的監測及控制，3 PLC控制編程包括- - 些參數的設置及算法實(shí)現，操作人員可隨時(shí)了解各系統控制方式有自動(dòng)、集中手動(dòng)操作、現場(chǎng)操作三.設備的運行狀態(tài)，又可通過(guò)操作界面調節各設備的啟/停種?？刂??！褡詣?dòng)方式，由PLC程序按事先設定好的工藝流程和(2)報警處理:將PLC送來(lái)的數據與上位機設定的數參數，自動(dòng)地控制各系統設備，不須人工千涉，當工作泵據相比較，根據設定范圍作出圖象及聲音報警,提醒操作發(fā)生故障時(shí)，備用泵具有自動(dòng)投入功能，保證系統不間斷人員及時(shí)采取應急措施。供水。(3)趨勢預測:可將需要記錄的數據以文件的形式?！窦惺謩?dòng)方式，由操作人員在操作站C RT畫(huà)面上對存在磁盤(pán)上,可隨時(shí)通過(guò)其內建的趨勢畫(huà)面觀(guān)測及分析數設備進(jìn)行單臺控制，各設備之間保留必要的連鎖，僅取消據，監測系統變化，很好地監控系統運行參數，保證設備泵與水位之間的連鎖。運行在最佳工祝點(diǎn)?！瘳F場(chǎng)手動(dòng)方式，由操作人員在現場(chǎng)機旁箱直接對設備進(jìn)行不經(jīng)計算機PLC控制的操作，各臺設備之間沒(méi)有連結束語(yǔ)鎖,具有完全優(yōu)先級。當出現緊急故障情況下，可在機旁可編程控制器PLC以其開(kāi)放式的模塊化結構，較好的進(jìn)行緊急停機操作，計算機僅負責監測各設備狀態(tài)及故障通用性和互換性給系統的使用和維護帶來(lái)了很大的方便。點(diǎn)可編程控制器PLC在昆鋼6號高爐凈循環(huán)水系統中的成功PLC控制程序主要由兩大模塊組成:應用，大大減輕泵站工作人員的勞動(dòng)強度，節省了人力物(1)泵閥組控制模塊力，使原來(lái)的值班人數從每班三人減少到每班兩人。自開(kāi)根據泵的性能參數要求，分為兩種控制方案，即閉閥爐至今,未發(fā)生因事故斷水而燒毀高爐風(fēng)口小套、中套、啟動(dòng)和開(kāi)閥啟動(dòng)。爐頂齒輪箱等重大設備事故及生產(chǎn)安全事故，有效地保證閉閥啟動(dòng):遵循先啟泵，后開(kāi)閥;先停泵，后關(guān)閥。如了設備安全可靠高效運行，提高了系統的運行管理水平和高、中、低壓泵。系統運行精度，保證了生產(chǎn)的長(cháng)周期穩定順行，產(chǎn)生了顯開(kāi)閥啟動(dòng):遵循先開(kāi)閥，后啟泵;先停泵，后關(guān)閥。如.著(zhù)的經(jīng)濟效益。