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)摘要: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 recirculating cooling water system for BF is introduced. The composi-tion and functions and control strategy of system are particular describedKey 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750m3,在高壓水突然無(wú)故斷水情穩定進(jìn)行。原有的髙爐循環(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GE-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髙爐凈循環(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。安全水池2控制系統配置中壓回水系統選用GE-FANC90-30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,它能提供一種全功能的控制器,具有先進(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,主機架裝有電源模用塊、CPU模塊、通訊模塊各一塊和AI〔模擬量輸入模塊)擴中壓水用戶(hù)展機架裝有AI、DI(數字量輸入模塊)D0(數字量輸出)模水泵房?jì)仍O備塊。系統配置DI共640個(gè)點(diǎn),D0共224個(gè)點(diǎn),A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所示中國煤化工凈循環(huán)水泵房主要設備有高、中、低壓水泵和旁通過(guò)LC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NMH(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)化系統設計工作經(jīng)AUI接口相連接,配置509終端電阻。協(xié)議為T(mén)CP/IP網(wǎng)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。1過(guò)濾最門(mén)運行程序主機架E設備名稱(chēng)1[時(shí)聞號hP四團wc01/O模塊[2排氣擴展機架3反洗出圖2控制系統配置圖反洗進(jìn)反洗進(jìn)水中央處理器CPU(選用IC693cPU372)自帶一個(gè)15針串6過(guò)濾進(jìn)水闕行端口,RS-485電氣接口,采用SNP協(xié)議,可使用編程器與CPU之間直接通訊。(2)模擬量輸入過(guò)濾器每過(guò)濾8h反洗一次,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。冷水池水位低于1.3m時(shí)開(kāi)啟任一臺新水過(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(D0)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3PLc控制編程包括一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)操作設備的運行狀態(tài),又可通過(guò)操作界面調節各設備的啟/?？刂啤ぷ詣?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,不須人工干涉,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保集中手動(dòng)方式,由操作人員在操作站CRT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。運行在最佳工況點(diǎn)?！が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5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)爐頂閉閥啟動(dòng):遵循先啟泵,后開(kāi)閥;先停泵,后關(guān)閥。如了設中國煤化工安全事故,有效地保證系統的運行管理水平和高、中、低壓泵。系統CNMHG蝴穩定順行,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44