攀鋼加熱爐儀表自動(dòng)控制系統

圖4 爐壓前饋控制系統原理圖

　　當爐門(mén)打開(kāi)時(shí)，會(huì )對爐壓產(chǎn)生影響，而且爐門(mén)的開(kāi)關(guān)時(shí)間很短，對于大滯后的爐壓系統，將無(wú)法調節，因此在爐門(mén)打開(kāi)時(shí)，控制器鎖定，使爐壓在爐門(mén)打開(kāi)時(shí)也能穩定，爐門(mén)關(guān)閉后，控制器開(kāi)始進(jìn)行調節，仍能保證爐壓的穩定。

3.4 換向控制

　　(1)定時(shí)換向:系統正常運行狀態(tài)按照換向周期作定時(shí)周期換，段與段之間換向時(shí)間完全錯開(kāi)，段內分散換向的原則。當某加熱段一側燃燒到達換向周期時(shí)，系統會(huì )按照規定的順序對該段的每一側燒嘴的煤氣快切閥和空氣三通閥進(jìn)行逐一切斷停止燃燒處于排煙狀態(tài)，同時(shí)將對面與之相對應的煤氣快切閥和空氣三通閥逐一打開(kāi)進(jìn)行燃燒，完成換向功能。

　　(2)定溫換向：是指當某加熱段一側燃燒另一側排煙時(shí)，該燃燒過(guò)程還沒(méi)有達到換向周期，如果排煙溫度超過(guò)設定溫度時(shí)，系統會(huì )自動(dòng)作換向動(dòng)作，強制將排煙側燒嘴換向成燃燒狀態(tài)，將對面燒嘴換成排煙狀態(tài)，避免了因排煙溫度過(guò)高造成設備損壞。

　　(3)閥位報警：換向系統中每個(gè)快切閥和三通閥都設置有開(kāi)關(guān)位置反饋，在正常運行狀態(tài)下，每一個(gè)閥位狀態(tài)全部顯示在crt上。當其中一個(gè)快切閥和三通閥出現故障時(shí)致使閥位反饋信號錯誤，系統會(huì )自動(dòng)發(fā)出報警，提示檢修人員及時(shí)處理故障，徹底分散了設備故障點(diǎn)，使系統更加安全可靠。

　　3.5 排煙溫度控制

　　排煙溫度有兩個(gè)部分:一是燒嘴冷端溫度控制，二是供熱段的排煙溫度。燒嘴冷端溫度控制是通過(guò)燒嘴前手動(dòng)蝶閥控制該燒嘴的燃燒狀況和排煙量，使每各燒嘴冷端溫度控制在規定范圍內，在調試過(guò)程中一次調節完成。在每個(gè)供熱段空氣三通閥后支管設有煙氣調節閥，根據三通閥后的排煙溫度作為控制排煙量的測量值，手動(dòng)或自動(dòng)控制煙氣調節閥控制該段的排煙量大小，使該段的排煙溫度控制在設定范圍內。

　　3.6 能源介質(zhì)的監控與調節

　　能源介質(zhì)的正常供應是保證加熱爐能否正常生產(chǎn)的重要條件之一。在能源介質(zhì)供應異常時(shí)報警，若可能危及人身、設備安全時(shí)，控制系統將自動(dòng)處理到安全狀態(tài)。為了滿(mǎn)足燃燒系統需要在煤氣總管上加裝氣動(dòng)快速切斷閥、壓力調節閥用于穩定煤氣壓力和安全切斷煤氣，用于確保加熱爐燃燒系統安全穩定、安全節能、提高鋼坯質(zhì)量等目的。

　　當煤氣和其它能源介質(zhì)壓力過(guò)低不能保證加熱爐正常生產(chǎn)時(shí)，plc送出信號控制裝在煤氣總管上的調節切斷閥，緊急切斷煤氣。為避免干擾信號造成誤動(dòng)作，在煤氣總管上又裝了壓力開(kāi)關(guān)。在plc發(fā)現測量值過(guò)低時(shí)系統會(huì )自動(dòng)與壓力開(kāi)關(guān)信號比較，若都顯示煤氣壓力過(guò)低時(shí)，plc才發(fā)出緊急切斷煤氣信號。

　　助燃空氣總管壓力控制：助燃空氣壓力穩定也是加熱爐燃燒控制必備的條件之一。在助燃空氣熱風(fēng)總管上取壓經(jīng)變送器轉為電信號送plc,由plc按設定值采用控制2臺助燃風(fēng)機的進(jìn)風(fēng)門(mén)，以調節和穩定空氣總管壓力，同時(shí)可有效防止鼓風(fēng)機發(fā)生喘震造成機械設備和電氣的損壞發(fā)生。

　　其它如動(dòng)力壓縮空氣、冷卻水、壓縮空氣、氮氣等等均受到監控，異常時(shí)報警。

　　3.7 安全和保護

　　煤氣總管道上設有事故自動(dòng)切斷閥，在發(fā)生煤氣低壓、助燃空氣低壓、壓縮空氣低壓、鼓風(fēng)機停機、等重大故障時(shí)自動(dòng)切斷煤氣。為了更加安全可靠在系統控制柜中加裝緊急事故人工按鈕，它是獨立的硬件連鎖關(guān)系不受因控制系統故障的原因的影響，而由人工處理事故最為可靠及時(shí)單元。

　　3.8 抗干擾設計與實(shí)現

　　由于電氣設備的存在，嚴重威脅控制系統的正常運行和通信網(wǎng)絡(luò )的安全、穩定暢通，為此設計中根據各種干擾源的存在增加了以下抗干擾功能：

　　(1) 接地：計算機、plc和通信網(wǎng)絡(luò )采用單獨的專(zhuān)用接地處理，使其統一共地，杜絕相互之間的工模干擾。

　　(2) 通道隔離及信號濾波技術(shù)：

　　l模擬量通道屏蔽：模擬量信號的輸入導線(xiàn)采用有屏蔽線(xiàn)的雙絞線(xiàn)電纜，以降低輻射干擾和電磁耦合性干擾。

　　l數字量通道隔離：數字量模塊采用通道光電隔離模塊，在信號進(jìn)出plc通道之前加設中間繼電器對通道進(jìn)行雙重隔離，防止串入強干擾電壓燒壞通道。

　　l通信電纜設置：工業(yè)以太網(wǎng)通訊纜和profibus-dp電纜敷設時(shí)單獨穿金屬管，電纜走向避免與動(dòng)力纜平行，盡可能遠離大電流線(xiàn)路。

　　l電源隔離工作電源通過(guò)帶屏蔽的隔離變壓器給plc主站和從站供電，使plc和大功率的電器設備的電位隔離，避免供電線(xiàn)路干擾。

　　(3)程序設計抗干擾處理：對于模擬量輸入信號采用延時(shí)濾波技術(shù)，消除瞬時(shí)干擾。對于數字量輸入信號采用鎖存和指令對比技術(shù)，降低誤信號。

4 結束語(yǔ)

　　該加熱爐儀控系統自正式投運以來(lái)，系統運行穩定，現場(chǎng)設備動(dòng)作正常。工作站(hmi)人機界面友好，操作性能好，操作人員可方便、靈活的根據現場(chǎng)情況進(jìn)行控制。報警及歷史趨勢記錄等一系列功能使操作人員能及時(shí)的發(fā)現現場(chǎng)故障，并能對爐內升溫曲線(xiàn)進(jìn)行及時(shí)調整。

　　經(jīng)過(guò)連續運行考核，該控制系統完全滿(mǎn)足了加熱爐生產(chǎn)工藝的各項技術(shù)要求，性能穩定可靠，操作維護方便，大大減少了不安全因素對人和設備的危害，提高了生產(chǎn)率，減輕了工作人員的勞動(dòng)強度，在節能降耗、高產(chǎn)穩產(chǎn)、安全生產(chǎn)及環(huán)境保護等方面均發(fā)揮了重要的作用，取得了顯著(zhù)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。