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唐山荣程2X80T转炉自动化控制工程

发布时间:2017/09/12
唐山荣程2X80T转炉自动化控制工程

  一、项目简介
  唐山荣程钢铁有限公司炼钢工程包括两座80T转炉是滦南县重点技能降耗工程,工程包括转炉本体系统、汽化系统、投料系统、上料系统、公共介质。其中公共部分包括铁合金系统、上料系统、公共介质(综合管网)。底吹系统、一次除尘系统(干法除尘),二次除尘系统不在本工程中,但要求与转炉本体PLC系统进行以太网通讯。工程采用了多项新技术、新工艺。例如:倾动与氧枪系统使用了西门子S120变频器,一次除尘采用了干法除尘技术。
  1#转炉于2012年11月底投产,2#转炉于2013年6月投产。
  二、工程范围
  1.2*80t转炉工程所属三电系统图纸设计(包括仪表、自动化、低压系统的原理图、施工图设计)
  2.2*80t转炉工程所属自动化设备成套
  a.转炉本体系统自动化设备;
  b.汽化及公共介质系统自动化设备;
  c.上料系统自动化设备;
  d.铁合金投料系统自动化设备;
  e.辅原料投料系统自动化设备;
  f.计算机及网络设备。
  3.2*80t转炉工程所属自动化设备调试
  a.上述成套的各个系统自动化设备安装指导;
  b.上述成套的各个系统自动化设备编程及调试;
  c.工程所属变频器调试。
  4.人员培训(分专业技术人员和岗位操作工两个层面)。
  a.转炉生产人员的技术培训;
  b.转炉维护人员的技术培训。
  三、转炉自控系统功能说明
  氧气顶吹转炉炼钢生产工艺主要设备有:转炉本体、转炉倾动、氧枪升降、氧枪横移、汽化及公共介质系统自动化设备、上料系统自动化设备、铁合金投料系统自动化设备、辅原料投料系统自动化设备、计算机及网络设备。
  辅助设备有:散状料上料、投料、钢包车、钢渣车。还有相关的吹氧、吹氮、吹氩、水冷、干稀油润滑、气动系统、电气自动化及仪表自动化系统等。
  转炉自动化控制系统采用西门子PLC系列S7-300或S7-400系统,下挂S7-300从站组成电控、仪控、计算机控制的"三电"系统结构。
  1、自动化网络组成
  自动化控制系统采用集散控制理念(DCS),根据功能设置为转炉本体系统、散装料投放系统、汽化冷却系统、散状料上料系统、合金料称量、综合管网系统分别对本系统内的电气、仪表参数进行监测和控制,并设一个工程师站对工艺参数及程序进行修
  改,主控室设置两台服务器(冗余)对系统内的所有过程数据进行记录。转炉本体系统、散状料上料系统、合金料系统、综合管网仪表系统采用独立的PLC系统(主站)进行工艺控制。
  2、控制系统组成
  2.1转炉系统的控制
  转炉系统的控制主要包括:转炉倾动控制系统、氧枪控制系统、烟罩控制系统、投料控制系统、汽化冷却系统、转炉烟气净化系统、转炉本体辅助电气控制系统等几大部分。以下将对各部分分别予以阐述。
  2.2转炉倾动控制系统
  2.2.1转炉倾动设备的传动与控制
  本次设计转炉倾动采用西门子公司全新系列变频器SINAMICSS120。倾动系统选用两套控制单元(一主一备),功率部分选用四套相同的电机模块(变频器)进行传动,四套系统既相互独立,又互为联锁。变频器为所控制的电机建立优化的数学控制模,
  PLC系统与变频器控制单元通过DP通讯。倾动系统的四台电机的同步运行,力矩平衡是通过SINAMICSS120中控制单元CPU精确计算来实现的。工作中当某台变频器故障时,可以通过另三台变频器继续运行来保证生产的连续。正常生产时系统启动时间2~4s、
  炉体转速0.1~1.0rpm、倾动力矩~136t.m,事故状态下炉体转速0.1~0.5rpm、倾动力矩~480t.m。以上变频器的合闸信号、运行信号、故障信号均反馈到PLC参与程序控制。
  ●系统具有炉位控制功能:倾动角度信号在主控室计算机画面中能够时时显示。当向前摇炉至出渣位时,无论摇炉主令所处位置如何,自控系统自动将倾动速度切换至低速运行。向炉后摇炉出钢时控制方式相同。
  ●系统具有零位保护功能:
  a.当操作台"操作权"转换开关选择到异地操作时,若相应操作台主令因某种原因未处于零位状态下,未经过确认时自控系统禁止转炉倾动;
  b.倾动过"零位"自动停车;
  c.向前倾动到"出渣位"自动停车;
  d.向后倾动到"出钢位"自动停车。
  ●系统具有过载保护功能:生产中,当传动系统发生事故过载达到设定值时,自控系统报警停车。
  ●系统"失速保护"功能:生产中,当倾动速度与给定速度出现较大偏差时,自控系统报警停车。
  2.2.2倾动控制的工艺联锁条件
  ●转炉允许倾动的外部条件:
  ①.氧枪高度在待吹点以上位置(可解除);
  ②.稀油站压力正常;
  ③.汇总仓下料阀门处于关闭状态(可解除);
  ④.活动烟罩在上限位置;
  ●转炉允许倾动的内部条件:
  ①.主回路接通;
  ②.变频器无故障;
  ③.电源系统正常;
  ④.至少有3台电机处于正常工作状态;
  2.2.3转炉设备的操作方式
  转炉的冶炼周期一般由以下的操作组成:1)转炉倾动至炉前,进行兑铁水和加废钢;2)转炉前倾至直立位置,吹氧,加溶剂(造渣料);3)转炉前倾,取渣样;4)吹氧;5)转炉前倾,测温取样;6)根据炉前化验结果,确定是否补吹;7)转炉后转至出
  钢位出钢;8)溅渣护炉;9)转炉前倾,出渣。
  按工艺要求,转炉倾动系统分两地操作,即主控室炉操作台、炉后操作台。操作地点的选择开关安装在主控室操作台上。各操作台上装有操作元件和状态指示灯,用以完成所需的操作并指示系统设备的运行情况。
  转炉本体部分主要机械设备(除倾动系统、炉后挡火门外),均设有机旁操作与集中操作两种方式。机旁操作主要用于设备检修与调试,集中操作为正常的工作方式,在主控室内操作台或操作站上进行。
  操作站可对现场设备进行控制,控制分为三种方式:
  ①.纯手动操作--在操作站上人机对话直接驱动现场设备,此时,无任何联锁条件,主要用于设备的检修。
  ②.半自动操作--在操作站上人机对话驱动现场设备,此时,带有条件联锁控制。
  ③.自动控制方式--在操作站上将设备控制方式置于自动状态,此时,现场设备由PLC全自动控制。
  以上控制方式,手动控制优先级最高,在设备处于半自动/全自动控制方式时,随时可将控制方式按钮置于手动状态,进行手动控制设备的运行。而当设备处于手动控制状态,且需要将控制方式置于自动/半自动方式时,必须确认其联锁、初始条件,以防操作事故。
  倾动操作主令为多档位智能主令,通过它可以控制倾动电机实现高速、中速、低速旋转。

  2.2.4转炉倾动系统仪表报警信号
  ?转炉设备水压力<0.35MPa报警、提枪(可解除);
  ?转炉拖圈进/回水流量低于设定值,报警;
  ?转炉炉帽、炉口回水流量低低于设定值,报警;
  ?转炉拖圈、炉帽、炉口回水温度高于设定值,报警;
  ?转炉拖圈、炉帽、炉口进、回水温差高于设定值,报警;
  ?倾动稀油站油压、油温超出设定的上限和下限设定值时,报警。
  各种仪表参数在主控室计算机画面中均有显示。
  2.3氧枪控制系统
  2.3.1氧枪设备的传动与控制
  氧枪系统的传动分为氧枪升降和氧枪横移两部分,配置两套独立的传动系统。氧枪升降采用变频器进行传动,两套系统互为备用,既相互独立,又互为联锁。工作时只能选择A系统或B系统之一运行,两套系统不能同时工作(氧枪换绳操作除外)。以上安全
  措施由转换开关和变频器出线接触器双向互锁来实现,每一路变频器进线侧均安装独立的断路器供电,可以实现备用变频器的在线检修、调试工作。同时A、B系统的合闸、运行及故障信号均反馈到PLC进行监控。
  ●系统具有钢丝绳张力控制功能:氧枪卷扬钢丝绳上装有测力传感器,用以监测氧枪钢丝绳的受力情况,并能够在计算机画面时时显示张力数值。当钢丝绳的张力超出设定值时,自控系统自动停止升降氧枪并发出声光报警信号。
  ●系统具有氧枪自动定位功能:
  a.当氧枪快速下降至变速点时,自动转为低速降枪;当氧枪快速提升至距离上极限位2米时自动转为低速提枪;
  b.当氧枪下降至待吹点时,禁止转炉在垂直零位动炉操作;
  c.当氧枪下降至开氧点时,氧气切断阀自动打开吹氧;氧枪提升至关氧点时,氧气切断阀自动关闭;
  d.生产中根据工艺需要,通过操作相应"氧枪位置按钮",自控系统能够控制氧枪自动运行至指定的工艺位置。
  ●系统具有过载保护功能:生产中,当传动系统发生事故过载达到设定值时,自控系统报警停车。
  2.3.2氧枪控制位置图
  氧枪各行程标高如图<2>所示,生产中可根据工艺要求做适当调整。
  2.3.3氧枪设备的操作方式
  2.3.3.1氧枪操作地点:主控室操作台、工作站、就地机旁箱。
  2.3.3.2氧枪的操作方式:手动方式、自动方式。
  1.手动操作方式:用于各单体设备的启动、停止操作。分为操作台手动方式和就地机旁箱手动方式,现场操作方式优先。
  ①.操作台手动方式:
  ?操作上升、下降按钮,能够任意升降氧枪;
  ?操作各个开关氧(氮)气按钮,能够完成在位氧枪的氧(氮)气阀门的打开和关断;
  ?在保留上限位不能提枪、下限位不能降枪的前提下,能够解除全部氧枪工作联锁;
  ?计算机画面能够对A、B枪横移和定位销进行单步操作,并有相应的位置显示和报警。
  ②.机旁箱手动方式:
  操作人员在机旁主要进行氧枪横移、氧枪升降操作。就地操作主要用于检修氧枪系统设备和更换氧枪钢丝绳。
  ?对A、B枪横移和定位销进行单步操作;
  ?操作上升、下降按钮,能够任意升降氧枪(自动开氧被屏蔽)。
  2.自动操作方式:
  自动操作方式用于各个单体设备的启动和停止操作,各个设备之间有联锁控制功能,自动方式时氧枪由编码器控制各个工艺位置,自控系统根据操作员下达的指令,控制氧枪自动到达设定的工艺位置
  (换枪点、打渣点、待吹点、吹炼点),氧枪在上、下变速点之间高速运行,在其他行程内低速运行。
  ?吹炼过程中,全部自动联锁和安全保护投入;
  ?计算机工作站能够设定氧枪枪位、氧气压力、流量等生产工艺参数;
  ?根据生产状态和枪位,自动开关氮封;
  ?根据生产状态和枪位,自动开关氧气;
  ?根据生产状态和枪位,自动开关氮气;
  ?投入氧气总管、支管的压力自动调节;
  ?投入氧气总管、支管的温度补偿和流量自动调节;
  ?投入氧枪水流量自动调节;
  ?操作对应按钮,氧枪自动提升至待吹点;
  ?当氧枪到达开/关氧点时自动打开/关闭氧气
  2.3.4氧枪控制的联锁条件
  1.氧枪电气控制联锁条件
  ?转炉不在零位时,氧枪不能降至待吹点以下;
  ?氧枪变频器故障时不能动枪;
  ?氧枪至下极限位置不能降枪,至上极限不能提枪;
  ?刮渣器未打开时不能降枪;
  ?氧枪事故时,氧枪紧急提枪;
  ?满足氧枪仪表联锁条件时,自动事故提枪;
  ?氧枪小车没有对中时,不能降枪。
  2.氧枪可以解除的工艺联锁条件:
  ?当枪前氧压:≤0.5Mpa(可调)时,氧枪自动提升并发出报警信号;
  ?堵枪(氧气总管压力大于设定值,而氧枪氧气总管流量降至设定值)氧枪自动提升并发出报警信号;
  ?堵枪(氮气总管压力大于设定值,而氧枪氮气总管流量降至设定值)氧枪自动提升并发出报警信号;
  ?枪前水压:≤1.0Mpa(可调)时,氧枪自动提升并发出报警信号;
  ?氧枪回水温度:≥55℃(可调)时,氧枪自动提升并发出报警信号;
  ?枪前供水流量:≤60m?/h(可调)时,氧枪自动提升并发出报警信号;
  ?工作氧枪供、回水流量差:≥20m?/h(可调)时,氧枪自动提升至待吹点,同时关闭氧枪供、回水切断阀门,禁止摇炉并发出报警信号。待确认无危险(转炉内没有水)时,方可解除禁止状态进行摇炉操作;
  ?烟气净化水流量低于设定值时,氧枪自动提升并发出报警信号;
  ?氧枪口、汇总斗、加料口氮封压:≤0.2Mpa(可调)时,氧枪自动提升并发出报警信号;
  ?降枪吹炼与除尘风机运行状态连锁控制,当风机低速运转时禁止转炉吹炼并并发出报警信号;
  ?氧枪张力大于或小于规定值时,氧枪停止运行;
  ?氧枪阀门站故障
  a.总管和支管快切阀故障,氧枪自动提升并发出报警信号;
  b.氮气总管和支管快切阀以及氮封阀故障,氧枪自动提升并发出报警信号;
  c.氧枪冷却水进出水阀门故障,氧枪自动提升并发出报警信号;
  以上的联锁条件可以在上位机上诸项解除(需权限)。
  3.氧枪其他工艺联锁条件:
  ?氧气阀打开且氧枪在待吹点以下,氧枪口氮封阀自动打开;当氧气阀关闭,氧枪口氮封阀延时3min自动关闭;
  ?氧气阀打开且氧枪在待吹点以下,散料氮封阀自动打开;当氧气阀关闭,散料氮封阀延时3min自动关闭;
  ?当氧枪电流达到30%以上时,才能松开抱闸(力矩检出);
  ?当汽包水位低于设定值时,氧枪自动提升并发出报警信号;
  ?氧枪水流量根据氧枪工作位置自动调节:当氧枪由备用位横移至工作位时氧枪水流量自动调节至~180t/h,当氧枪由工作位横移至备用位时氧枪水流量自动调节至~30t/h;
  ?氧枪降枪吹炼与除尘风机运行状态连锁控制,当除尘风机低速运转时不允许吹炼并发出报警信号;
  2.3.5氧枪横移控制
  2.3.5.1操作地点:主控室操作台、就地机旁箱。
  2.3.5.2氧枪横移联锁条件
  ?A、B枪不在换枪位时,禁止小车横移;
  ?氧枪不在上极限位及氧枪横移不在工作位时,禁止横移定位电动缸动作;
  ?氧枪横移工作位锁紧缸不到位,禁止降枪。
  2.4散状料上料及投料控制系统
  2.4.1散装料上料系统主要任务是供给转炉高位料仓散状原料。本工程上料系统工艺设备包括:地下料仓、振动给料器、三通分料器、重型振动筛、1#~4#上料皮带机,卸料小车。上料系统采用PLC控制,分两地控制:
  集中控制和机旁控制。当需要上料时,首先运行卸料小车,对准需加料的料仓仓口,然后逆物流方向启动皮带,之后启动振动给料器给料。各条上料皮带设有拉绳开关保护,皮带跑偏保护。由于采用PLC控制,上料
  过程可以选择自动上料。
  2.4.2散状料由上料系统加入到转炉高位料仓中,高位料仓为9个,面对转炉,从左至右各料仓排列顺序为萤石、矿石、石灰、镁球等。
  散状料投料系统由高位料仓、振动给料机、称量斗、称量斗下气动插板阀、汇总斗上气动插板阀、汇总斗、汇总斗下气动插板阀及相关溜槽组成。
  每台振动给料机由2台电机驱动,控制信号进入PLC系统。
  投料系统工作时主要控制上述设备按照设定程序动作,完成对转炉的加料操作。转炉散装料物料流向为:原料自高位料仓经过其下部的振动给料器进入称量料斗,当称量值达到设定值时打开称量料斗下部的插板阀,原料经溜槽进入汇总料斗,打开插板阀,再经过投料管进入转炉,完成加料操作。
  2.4.3散装料设备的操作方式
  2.4.3.1操作地点:主控室工作站、就地机旁箱。
  2.4.3.2操作方式:机旁手动、主控室维修、主控室手动和自动方式。
  1.机旁手动方式:可以在机旁对各单体设备进行启动、停止操作。设备之间无连锁控制,用于检修和事故处理;
  2.主控室维修方式:设备之间无连锁控制,可以在主控室对单体设备进行操作;
  3.主控室手动方式:设备之间满足安全连锁控制要求,可以在主控室对单体设备进行操作;
  4.自动方式:在主控室完成,设备之间满足安全连锁控制要求,各设备依据程序控制顺序工作,完成对转炉的自动加料过程。
  吹炼开始后,上述操作方式只能由自动方式向下转换:当自动方式故障时只能转至手动或维修方式。
  2.4.4散装料设备的连锁条件
  ?只有当称量斗下的插板阀处于关闭状态且称量斗未满时,该称量斗的电振给料机才允许启动;
  ?转炉处于非"零"位时,汇总斗下气动插板阀不允许打开;
  ?汇总斗上气动插板阀不打开、汇总斗下气动插板阀不关闭,称量斗下气动插板阀不允许打开;
  ?汇总斗下气动插板阀不关闭,汇总斗上气动插板阀不允许打开;
  ?称量斗下气动插板阀不关闭,汇总斗上气动插板阀不允许关闭。
  2.4.5散装料设备的控制方式
  电振给料机的运行信号、阀门的动作信号和各个插板阀的位置信号均进入PLC。称量料斗安装有称重传感器,重量信号返回称重仪表,用于直观显示,并传送到PLC,参与集中控制。
  2.4.5.1工作方式
  操作人员根据散状料的批次及转炉冶炼状况,在主控制室计算机上通过选择开关,分别实现以下两种工作方式。
  ----自动控制
  根据工艺配料计算及转炉工况,由主控制室微机输入一种或几种散状料的加入设定重量,进行称重及入炉操作。
  ----手动控制
  当需要手动时,根据工艺配料计算通过手动方式分别实现各种散装料的称量、汇总、入炉操作。
  2.4.5.2称量过程(以一种散状料为例)
  ----称量前应确认的条件
  ①.高位料仓的料位;
  ②.振动给料机工作是否正常;
  ③.称量斗的显示是否是0.000kg;
  ④.气动阀门是否关闭(限位开关显示);
  ----称量
  *自动方式:
  输入散状料的设定值->启动振动给料机>当物料重达到设定值70%时振动频率由高频转为低频>当物料到达设定值时,振动给料机自动停止->称量斗下气动插板阀打开>汇总斗上气动插板阀打开,当散状料完全落入汇总斗后,称量斗的称量显示应为"0.000">称量斗下气动插板阀延时关闭>向系统发出备料完成信号,称量过程结束。
  *手动称量:
  选择加料品种,手动对应的按钮,振动给料机振动下料,同时CRT和仪表显示物料重量,当达到预计重量时,松开按钮振动给料机停止工作。手动打开称量斗下的气动插板阀,散状料落入汇总斗,称量过程结束。
  2.5汽化冷却系统
  在转炉的上部烟道处设置了汽化冷却装置即余热锅炉,其汽包液位、汽包压力、给水流量等参数均进入PLC系统。在冶炼过程中,汽包液位能否保证处于安全范围,不仅直接影响到设备的安全和蒸汽的质量,还关系到转炉能否正常生产,为此,炉前操作人员可以通过上位机时时监测汽包液位的变化;生产中当汽包液位降低到设定值以下时停止吹炼。
  2.5.1主要工艺装置
  汽化冷却系统主要包括余热锅炉、锅筒、除氧水给水泵、除氧水箱、软水箱、软水泵、连续排污扩容器、定期排污扩容器、取样冷却器等设备。
  2.5.2操作地点:转炉主控室、机旁操作箱。
  2.5.3汽化的连锁条件
  ?当汽包压力高于0.8MPa、0.85MPa、0.9MPa时,汽包顶部的三个放散阀逐级打开,实现三级放散;
  ?当汽包液位低于设定值时,停止吹炼操作并报警;
  2.5.4汽包夜位的调节
  汽包水位指示、记录,汽包中心线以下50mm为±0mm水位。汽包共设两台磁翻柱液位变送器。PLC实时比较这两台变送器的信号,当两台液位信号偏差较大时,系统会发出报警,提示这时液位检测出现故障,正常时液位取液位平均值作为指示、联锁和调节。如果吹炼期间,因汽包压力高导致汽包电动放散阀开,则锁定汽包水位信号Y秒钟,Y由试验确定,放散阀关闭后汽包水位指示才能重新投入。
  汽包水位调节回路作为汽包水位三冲量调节系统中串级控制的主回路,并将汽包水位正常作为吹氧(氧枪下枪)联锁条件之一
  吹炼开始以前,汽包水位三冲量调节系统不投入自动连续调节,而是根据汽包水位逻辑值位式模式直接控制给水阀和排水阀
  吹炼期间,如果汽包水位超过超高限值,汽包水位三冲量调节系统退出自动连续调节,并关闭汽包给水调节阀,直至汽包水位回落正常值以下。
  吹炼结束以后,汽包水位三冲量调节系统退出自动连续调节,根据汽包水位逻辑值位式模式控制给水阀和排水阀开启,水位降至正常值以下时排水阀关闭。
  2.6转炉附属设备控制系统
  2.6.1炉下钢水车控制
  1.操作地点:炉后操作台、机旁箱、吹氩站。
  2.钢水车电气控制联锁条件
  ?炉后操作台、炉下机旁箱两地不允许同时操作;
  ?钢水车机旁箱设有操作权转换开关,三处操作地点设有操作权信号指示,同一时刻只能一地操作。
  3.钢水车电气控制
  在炉前操作台设有要车按钮,钢水车操作位装有电铃。生产中,可操作要车按钮通知炉下将出钢车开至指定位置待用。
  2.6.2炉下钢渣车控制
  1.操作地点:机旁箱。
  2.钢渣车电气控制
  在炉后操作台设有要车按钮,钢渣车操作位装有电铃。生产中,可操作要车按钮通知炉下将钢渣车开至指定位置待用。
  2.6.3炉前(后)档火门控制
  1.操作地点:炉前(后)操作台。
  2.炉前(后)档火门电气控制
  无电气连锁,点动操作。
  2.6.4氮封阀控制
  转炉共有三处氮封阀,分别是:氧枪口氮封阀、汇总斗氮封阀、加料口氮封阀。
  1.操作地点:炉前操作台、机旁箱。
  2.连锁控制条件
  ?氧枪口氮封阀与氧枪连锁:开氧,氧枪口氮封阀打开;关氧,氧枪口氮封阀延时关闭;
  ?汇总斗氮封阀与汇总斗下插板阀连锁:插板阀打开,汇总斗氮封阀打开;插板阀关闭,汇总斗氮封阀延时关闭;
  ?加料口氮封阀与氧枪连锁:开氧,加料口氮封阀打开;关氧,加料口氮封阀延时关闭。
  2.6.5合金料控制
  合金料上料系统的任务是提供转炉生产所需的合金原料,工艺设备包括:8台料仓电振给料机,2台称量料斗。
  1.操作地点:合金料操作台、机旁箱。
  ?机旁箱操作:用于单体设备的检修和调试,各个设备之间无连锁控制;
  ?操作台操作:分为手动和自动操作。手动操作用各单体设备的启动和停止操作,各个设备之间只有必要的安全连锁;自动操作用于生产过程的顺序控制。
  2.联锁控制条件
  ?称量斗下阀门关闭后,允许电振给料机工作;
  ?电振给料机停机后且合金料车就位,才允许称量斗下阀门打开;
  ?料仓除尘电动阀与相应的电振给料机连锁控制:电振给料机启动,除尘电动阀打开;电振给料机停止,除尘电动阀关闭。
  3.0监控画面显示
  监控画面显示包含如下内容:
  ①.首页画面
  ②.冶炼画面
  ③.倾动画面
  ④.氧枪画面
  ⑤.称量画面
  ⑥.除尘画面
  ⑦.汽化画面
  ⑧.历史曲线画面
  ⑨.报警记录画面
  ⑩.数据维护画面
  ⑾.检修画面
  四、转炉自控系统构成
  1.自控系统的结构
  转炉自动化控制系统采用全网络、全数字化、分散式控制结构。
  自控系统采用二级控制系统:生产管理级和现场控制级。上位机采用标准的人机接口(HMI)作为管理级、基础自动化系统(PLC)作为控制级,通过DP总线组成完善的自控系统,完成相应的电控设备或变频器的自动控制和联锁、数据采集和处理等,组成电控、仪控、计算机控制的"三电"系统结构。
  ?人机接口(HMI)
  人机接口(HMI)主要实现自动化系统的人机接口功能,完成生产中各种数据的存储、监视和管理。
  包括:参数的设定,设备的操作,生产过程中各设备状态和电气参数的动态显示及工艺参数的人工调整,历史数据记录和查寻,故障报警等。
  ?基础自动化系统(PLC)
  基础自动化系统采用西门子PLC系列S7-300或S7-400系统,下挂西门子S7-300从站系列产品。
  ?通讯网络
  上位机与各PLC之间通过工业以太网连接,PLC主站与分站之间通过DP网络连接,实现彼此的信息交换,PLC与倾动、氧枪与散装料电振、合金料电振采用DP通讯。系统通过网络把各种工艺参数设定值和对电气设备的操作从人机接口传送到PLC,对设备进行控制,把各设备的状态和工艺、电气参数及故障报警由PLC收集处理后送到上位机CRT显示与服务器中存储记录。
  2.自控系统软硬件组成
  ?硬件部分
  系统硬件部分采用分散式结构,主站采用西门子系列,根据设计要求设置以下分站(本体电气、本体仪表、氧气阀门站、氧枪水站、汽化冷却),分站采用S7-300模块。系统具有运行速度快,投资成本低,体积小、稳定性好、抗干拢能力强、可靠性高的优点。
  ?2.1电气系统构成
  a.倾动、氧枪、散装料及合金料电振采用变频器传动方式;
  b.倾动、氧枪变频器输入、输出侧配置进、出线电抗器;
  c.倾动变频器要满足2倍过载能力要求;
  d.系统中的变频器使用ProfibusDP通讯方式实现与PLC系统的通讯;
  e.全部地面车辆采用常规(接触器)传动方式;
  2.2自动化系统硬件构成
  a.系统采用主站--分站结构,主站与分站采用PROFIBUS-DP通讯方式;
  b.系统中PLC与上位机采用以太网通讯方式;
  c.网络通过光纤将转炉及一次除尘、水系统、精炼系统、连铸系统组成以太网环网,实现炼钢区域数据共享;
  d.网络系统考虑与其它系统的接口,并预留与第3座转炉的通讯接口;
  e.主控室设置diggcom服务器两台(作为一套冗余系统),下挂diggcom操作员站7台,分别是转炉本体一台、投料一台、汽化两台、工程师站一台、底吹一台(其它厂家供货)、一次除尘一台(其它厂家供货);
  f.上料系统使用两台操作员站;
  g.铁合金系统使用两台操作员站;
  h.现场模拟量采用信号隔离器隔离输入;
  i.钢水测温仪信号进PLC系统;
  j.铁合金地磅和废钢车间地磅(甲方供货)信号进PLC系统;
  k.每座转炉的本体、汽化、投料使用1套冗余UPS系统;
  l.公共介质(包括蓄热器)及铁合金使用一套冗余UPS系统;
  m.上料系统使用一套冗余UPS系统;
  n.设备自控连锁控制按照规范设置,主控室(操作台或画面)具有分系统、分设备解除连锁功能;
  o.工控机最终画面要征求甲方意见确定。
  3.选型要求
  3.1电气设备选型
  a.倾动、氧枪变频器选用西门子公司S120系列产品;
  b.散装料、合金料变频器选用施耐德公司ATV312系列产品;
  3.2自动化设备选型
  a.PLC选用西门子公司系列产品;
  b.网络交换机选用西门子系列产品;
  c.操作站与服务器选用diggcom公司系列产品;
  d.隔离栅、配电器选用德国魏德米勒公司产品;
  e.UPS选用厦门科华公司系列产品。
  f.保证所有软、硬件全部都是正版,设备表面不允许有任何人为损坏现象,必要时开具厂家出厂证明。
  五、唐山荣程2x80T转炉调试资料
  1.唐山荣程2x80T转炉自动化图纸(竣工版);
  2.唐山荣程2x80T转炉下位机PLC程序;
  3.唐山荣程2x80T转炉上位机WINCC7.0程序;
  4.唐山荣程2x80T转炉倾动、氧枪变频调试参数;(S120)
  5.唐山荣程2x80T转炉散装料电振变频参数;(ATV312)

 

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