樊加樂(lè)

摘 要：宣鋼2號(hào)回轉(zhuǎn)窯除塵控制系統(tǒng)全部是手動(dòng)控制，在生產(chǎn)大約半年的過(guò)程中，鏈篦機(jī)內(nèi)側(cè)及風(fēng)機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的耐火材料損壞嚴(yán)重，通過(guò)數(shù)次定修對(duì)上述兩處的耐火材料進(jìn)行了修補(bǔ)，工耗能耗損失巨大，嚴(yán)重制約現(xiàn)用球團(tuán)系統(tǒng)的正常運(yùn)行；球團(tuán)礦的成品質(zhì)量也出現(xiàn)數(shù)據(jù)波動(dòng)，球團(tuán)礦的顆粒硬度及入爐后熔點(diǎn)與計(jì)算不符，給爐況及焦比控制帶來(lái)影響。此次系統(tǒng)升級(jí)涉及到的程序優(yōu)化內(nèi)容、設(shè)備模件的增刪修正方式，在其他生產(chǎn)設(shè)備中均可通用，符合宣鋼回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)需求。項(xiàng)目實(shí)施所用設(shè)備選型主要考慮與1號(hào)回轉(zhuǎn)窯自控設(shè)備可實(shí)現(xiàn)互替，來(lái)節(jié)約備件費(fèi)用。并且其中部分功能的實(shí)施可通過(guò)程序編輯優(yōu)化實(shí)現(xiàn)，不需要材料費(fèi)用的投入。在方案實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)反復(fù)模擬試驗(yàn)和實(shí)際運(yùn)行，證實(shí)其可行且穩(wěn)定，具備在線使用條件。

關(guān)鍵詞：除塵系統(tǒng)；易控；CPU；西門子

OPTIMIZATION AND APPLICATION OF DUST REMOVAL SYSTEM FOR XUANGANG ROTARY KILN

Fan Jiale

（Hegang Group Xuangang Environmental Protection Center，? ? Xuanhua? ? 075100，China）

Abstract：The transformation and optimization of the stepper machinery of the heating furnace. The dust removal control system of the No.2 rotary kiln at Xuangang is all manually controlled. During the production process of about half a year， the refractory materials inside the grate and fan system were severely damaged. The refractory materials at the above two locations were repaired through several regular repairs， resulting in huge losses in labor consumption and energy consumption， severely restricting the normal operation of the current pellet system; The quality of the finished product of pellets also fluctuates， and the particle hardness and melting point of pellets after entering the furnace do not match the calculation， which affects the furnace condition and coke ratio control. The content of program optimization and the method of adding， deleting and modifying equipment modules involved in this system upgrade can be used in other production equipment， which meets the production requirements of Xuangang rotary kiln. The selection of equipment for project implementation mainly considers the possibility of mutual replacement with the automatic control equipment of the No.1 rotary kiln to save spare parts costs. And the implementation of some of these functions can be optimized through program editing， without the need for investment in material costs. During the implementation process of the plan， it was confirmed through repeated simulation experiments and actual operation that it is feasible and stable， and has the conditions for online use.

Key words：dust removal system；easy to control；CPU；siemens

0? ? 前? ? 言

宣鋼2號(hào)回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)環(huán)境除塵系統(tǒng)采用德國(guó)西門子公司S7-300控制系統(tǒng)，其CPU型號(hào)為315-2DP，整個(gè)控制系統(tǒng)有1套CPU實(shí)現(xiàn)控制，采用集散控制系統(tǒng)理念，既集中控制，分散采集。由于原生產(chǎn)中的設(shè)計(jì)缺陷，在綜合了原設(shè)計(jì)思路的基礎(chǔ)上，利用原易控組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)新的控制模式及動(dòng)態(tài)連鎖，建立了編程快速及操作簡(jiǎn)便的可視畫面；通過(guò)對(duì)控制程序的編制、優(yōu)化、修改多種生產(chǎn)需要但原設(shè)計(jì)缺乏的功能；通過(guò)增加供電冗余設(shè)備保障系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，降低運(yùn)行故障風(fēng)險(xiǎn)的總體設(shè)計(jì)改造思路，以上設(shè)計(jì)實(shí)施后預(yù)計(jì)系統(tǒng)將得到全面優(yōu)化。

1? ? 改造技術(shù)方案

1.1? ? 控制程序的編制要點(diǎn)及各系統(tǒng)調(diào)試

1.1.1? ? 進(jìn)料階段

進(jìn)除塵灰時(shí)，進(jìn)氣閥和出料閥關(guān)閉，進(jìn)料閥與平衡閥呈開(kāi)啟狀態(tài)，倉(cāng)泵內(nèi)部與灰斗連通，飛灰借重力和灰斗進(jìn)氣作用落入倉(cāng)泵內(nèi)，當(dāng)倉(cāng)泵料位高至使料位計(jì)發(fā)出料滿信號(hào)，或按系統(tǒng)進(jìn)料設(shè)定時(shí)間控制（可在上位機(jī)處實(shí)現(xiàn)崗位人員調(diào)節(jié)），進(jìn)料閥，平衡閥關(guān)閉，進(jìn)料階段結(jié)束。

1.1.2? ? 加壓流化階段

進(jìn)除塵灰階段完成后，系統(tǒng)自動(dòng)打開(kāi)進(jìn)氣閥，經(jīng)過(guò)處理的壓縮空氣經(jīng)過(guò)流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)入倉(cāng)泵底部，穿過(guò)流化錐后使空氣均勻包圍在每一粒飛灰周圍，同時(shí)倉(cāng)泵內(nèi)壓力升高，至設(shè)定壓力時(shí)系統(tǒng)定時(shí)打開(kāi)出料閥，由主管道吹掃。加壓流化階段結(jié)束，輸送階段開(kāi)始。

1.1.3? ? 輸送階段

出除塵灰時(shí)，出料閥打開(kāi)，此時(shí)倉(cāng)泵進(jìn)氣閥繼續(xù)進(jìn)氣，助吹氣閥打開(kāi)，以便氣灰混合物通過(guò)出料閥進(jìn)入輸灰管，灰始終處于邊流化邊進(jìn)入輸送管道進(jìn)行輸送，當(dāng)倉(cāng)泵內(nèi)灰輸送完后，管路壓力下降，可由操作畫面上的壓力直觀判斷。倉(cāng)泵內(nèi)壓力降低，當(dāng)倉(cāng)泵內(nèi)壓力下降至工藝要求壓力（該數(shù)值可由崗位人員自行調(diào)節(jié)）時(shí)，輸送階段結(jié)束，進(jìn)氣閥和出料閥保持開(kāi)啟狀態(tài)，進(jìn)入吹掃階段。

1.1.4? ? 吹掃階段

進(jìn)氣閥和出料閥保持開(kāi)啟狀態(tài)，壓縮空氣吹掃倉(cāng)泵和輸灰管道，定時(shí)一段時(shí)間后，吹掃結(jié)束，關(guān)閉進(jìn)氣閥，待倉(cāng)泵內(nèi)壓力降至常壓時(shí)，關(guān)閉出料閥。進(jìn)入等待階段。

1.1.5? ? 等待階段

所有閥門關(guān)閉，等待時(shí)間到，打開(kāi)進(jìn)料閥，平衡閥，進(jìn)入進(jìn)料階段。至此，系統(tǒng)完成一個(gè)輸送循環(huán)，全自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)輸送循環(huán)。

1.2? ? 監(jiān)控畫面編制及硬件配置的結(jié)構(gòu)

監(jiān)控上位機(jī)軟件是易控組態(tài)控制軟件，具有美觀的HMI（人機(jī)接口界面）和面向?qū)ο蟮膱D形開(kāi)發(fā)環(huán)境，能夠高效、快捷地配置用戶的應(yīng)用程序。其在穩(wěn)定性，開(kāi)放性，網(wǎng)絡(luò)功能，數(shù)據(jù)庫(kù)功能等方面都具有很大的優(yōu)越性。使用易控開(kāi)發(fā)的監(jiān)控畫面包括顯示系統(tǒng)工藝過(guò)程的主畫面等監(jiān)控畫面，以及報(bào)警、歷史曲線、實(shí)時(shí)曲線和報(bào)表等。以電氣設(shè)備操作監(jiān)控分為主，按生產(chǎn)工藝流程排布畫面格局，背景及設(shè)備動(dòng)態(tài)等諸多顯示均參照操作人員意見(jiàn)進(jìn)行程序編制。操作人員要實(shí)現(xiàn)某一設(shè)備啟動(dòng)，將移動(dòng)鼠標(biāo)至該設(shè)備處，既可點(diǎn)開(kāi)設(shè)備操作面板，點(diǎn)擊啟動(dòng)并確認(rèn)后可啟動(dòng)該設(shè)備?；蛟谡w料線模式下，對(duì)整條料線設(shè)備進(jìn)行全線啟車操作。

畫面分為主引風(fēng)機(jī)除塵畫面、耐熱風(fēng)機(jī)除塵畫面、100 m2除塵畫面、歷史曲線等畫面，畫面內(nèi)容豐富操作簡(jiǎn)單。

1.2.1? ? 應(yīng)用趨勢(shì)服務(wù)

趨勢(shì)是現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中重要的歷史依據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、設(shè)備的運(yùn)行狀況、故障查找，提供了準(zhǔn)確的依據(jù)，并對(duì)球團(tuán)礦的生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施全面監(jiān)視，有助于球團(tuán)物料的配比、參數(shù)控制。易控組態(tài)趨勢(shì)采集授權(quán)點(diǎn)數(shù)多少對(duì)于計(jì)算機(jī)性能及容量有很高要求，設(shè)備提供商選購(gòu)的操作員站無(wú)法滿足趨勢(shì)采集要求，生產(chǎn)所需趨勢(shì)數(shù)據(jù)寵大，必須建立趨勢(shì)服務(wù)器一臺(tái)并編制程序畫面，如圖1、圖2。

1.2.2? ? 開(kāi)發(fā)報(bào)警及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定服務(wù)

報(bào)警是生產(chǎn)中重要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)的順行、設(shè)備的運(yùn)行狀況、故障排除，提供了準(zhǔn)確的依據(jù)，并對(duì)球團(tuán)除塵的生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)施全面監(jiān)視，有助于回抽系統(tǒng)的運(yùn)行、參數(shù)控制，如圖3。

1.3? ? 電源系統(tǒng)的升級(jí)

1.3.1? ? 過(guò)程站及操作員站增加裝冗余電源

CPU及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是自動(dòng)化控制中至關(guān)重要的設(shè)備，它的正常運(yùn)行直接影響到生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行，但原有設(shè)計(jì)未設(shè)計(jì)雙路供電，只能單路供電，會(huì)出現(xiàn)該路供電故障時(shí)整個(gè)通訊中斷，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。

現(xiàn)增加一路市電，與原有市電分別從兩個(gè)變壓供入加大電源系統(tǒng)抗干擾能力，從而避免事故再次發(fā)生。

1.3.2? ? 互投裝置的使用

PLC的正常運(yùn)行需要電源系統(tǒng)的穩(wěn)定供電，若電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障將導(dǎo)致整個(gè)PLC系統(tǒng)運(yùn)行異常，使崗位操作人員失去對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控權(quán)。原有的供電系統(tǒng)為市電接入U(xiǎn)PS中，再由UPS供到PLC機(jī)柜中，這種設(shè)計(jì)方式雖然能避免市電的波動(dòng)，造成對(duì)自控系統(tǒng)的影響，但不可避免UPS本身故障的發(fā)生，造成對(duì)整個(gè)自控系統(tǒng)的斷電。為避免該事故的發(fā)生，我方技術(shù)人員在UPS輸出后增加了一套接觸式互投裝置，該裝置以市電供電為主，UPS供電為輔，當(dāng)UPS發(fā)生故障時(shí)，沒(méi)有電壓輸出且市電正常，將快速切換到市電直接供電方式，當(dāng)UPS故障恢復(fù)時(shí)將自動(dòng)切換到UPS供電。

1.4? ? ?除塵系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

回轉(zhuǎn)窯除塵系統(tǒng)建成投產(chǎn)之后，CPU及主引風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程箱放置于二期主控室焙燒電磁站內(nèi)，而其他兩套遠(yuǎn)程控制站分別在100 m2及成品倉(cāng)下崗位休息室內(nèi)。這就需要將所有的控制設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接入到除塵操作員站內(nèi)，而三套控制設(shè)備通訊距離太遠(yuǎn)，必須通過(guò)光纖及DP協(xié)議通訊結(jié)合的方式才可將所有設(shè)備進(jìn)行有效連接，實(shí)現(xiàn)控制。

2? ? 改造效果

回轉(zhuǎn)窯除塵系統(tǒng)優(yōu)化改造完成至今，自動(dòng)化運(yùn)行率達(dá)到99%，是宣鋼球團(tuán)穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)大型化、集約化的有力保障，為球團(tuán)礦的品質(zhì)和產(chǎn)量提高夯實(shí)了基礎(chǔ)，將宣鋼的球團(tuán)生產(chǎn)系統(tǒng)水平提升到同行業(yè)中的先進(jìn)水平，是宣鋼向自動(dòng)化生產(chǎn)發(fā)展邁出的關(guān)鍵一步，該項(xiàng)目的改造方法在同行業(yè)中都具有很好的借鑒和推廣價(jià)值。

3? ? 結(jié)? ? 語(yǔ)

對(duì)回轉(zhuǎn)窯除塵系統(tǒng)的升級(jí)措施，均是在參考了宣鋼公司已有生產(chǎn)維護(hù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)照目前同類設(shè)備系統(tǒng)的先進(jìn)使用方法，結(jié)合生產(chǎn)廠實(shí)際需要，綜合考慮成本、技術(shù)水平、實(shí)施環(huán)境等因素完成的，主要技術(shù)有對(duì)球團(tuán)生產(chǎn)工藝的摸底掌握、對(duì)原有除塵設(shè)備操作流程及工藝環(huán)節(jié)掌握、對(duì)易控軟件的研究應(yīng)用，將原有優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)用該項(xiàng)目中等多項(xiàng)措施理論都屬中控領(lǐng)域前沿技術(shù)?？刂葡到y(tǒng)的獨(dú)立開(kāi)發(fā)制作，具有很高的推廣價(jià)值。

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