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450m3高炉自动控制系统技术方案周期设定:料单设A、B、C、D、E、F、G、H等八种料批,根据需要可设其中的一种或几种,故周期设定中只允许填写A、B、C、D、E、F、G、H对应的代号1、2、3、4、5、6、7、8,第一位不能是空格,连续书写,不能超过10个字母,程序遇0或执行完10周期后自动返回周期1执行。
料单修改标志设定:料单上有一“料单传送”标志,此标志为1t/cstm 00316-2022 光电油气储运 热释电红外探测用钽酸锂晶体,说明修改过料单,当前放料料批执行完时,重新按新设定的料单开始控制。
各称量斗设定值以千克(KG)为单位,填入各斗的设定值。焦炭设定为干焦值,在画面中进行焦炭水份设定,程序自动转换成湿焦值。
附加焦设定:在需要附加焦的放料批次中减小放料车次,直到附加焦执行完。
称量及补偿的计算公式如下:
本次称量值=本次实际称量值*30%+上次称量值*70%
下次余振量=70%*上次提前量+30%*本次提前量
累计误差=累计误差+本次误差
下次设定值=设定值+本次误差
2.1.2振筛的自动启停控制
根据料单的设定情况,被选择的仓在设定好后,检测下面的称量斗闸门已经关好,并且称量未满,则启动振筛振料,待称量斗发出满信号,则停止振动给料。振动筛或给料机启动T秒后,还未发出斗“满”信号,就发出上卡料报警信号。
2.1.3称量斗的称量和排料控制
当排料程序发出后,矿石称量斗闸门开,料排出。当称量值为控制值(初始时为设定值的95%)的5%时,发出料空信号并关闭闸门,当闸门关好并称空好后,振动筛或给料机开始启动。称量值到控制值(经补正)时,振动筛或给料机停机,进行满称量。若达110%控制值(经补正)时发出报警信号。根据预先选定的装料程序,矿石中间称量斗一“空”且闸门关好,槽下翻板翻到位,矿石皮带机启动后,开始排料。
排料顺序:球团、杂矿单装时按料单内所填仓号的先后顺序进行排料(矿石称量斗排料最多不同时超过五个)。当前一个称量斗闸门开启,发出空信号后,发出下一个斗排料指令。排料斗的闸门开到位延时T秒后,还未发出斗“空”信号,则发出下卡料报警信号。
2.1.4翻板皮带中间斗的运转控制
根据程序计数判断,应该备某侧中间斗,则翻板动作翻到位,依据排料的仓的位置,左或右皮带机开始动作,继而选中的称量斗开始排料,当该侧称量斗已经排完后,该侧皮带机延时停。
当相应的称量斗称空设定好后,对应的碎矿或碎焦皮带开始动作,对相应的称量斗都已经称满后,碎矿或碎焦皮带延时停。排料是由放料车数计数的奇偶性来选择放料次序的。
2.2.1机旁/计算机操作
根据调试和安全的需要,设置主卷扬操作室机旁操作箱,用之进行机旁调试和系统恢复。在上料HMI操作站上设置主卷扬系统的操作,主要是系统的紧急停车制动等操作和一般故障操作恢复。计算机操作也包括手动/自动操作,手动操作料车上行下行和根据程序逻辑的自动化化运行。机旁/计算机操作均可以双向点动运行。
2.2.2料车的行走曲线
我们根据现场的实际情况和要求,给出1个加速点和2个减速点,采用S形加速斜坡和减速斜坡,停车采取紧急抱闸制动。变频器配备大功率制动单元和制动电阻。速度点的设定和匀速段速度的设定根据现场实际要求设定。一般过程是料车在底,接到行走命令开始按预定斜坡一次加速,在到达斜桥的某位置后,开始进行二次加速,二次加速完毕开始匀速段运行,料车到达一次减速点后开始按预定减速斜坡进行一次减速,在到达二次减速点后进行二次减速,到达停车点后,立即制动停车。
2.2.3系统故障保护
对于变频器的保护,配备了进线电抗和出线电抗,防止变频器遭到电流冲击。对于电机有线路过流保护和变频器过流跳闸设置。
对于超极限、松绳等保护主要通过硬线回路来实现,通过和接触器连锁执行。对于系统的恢复一般通过机旁电动操作来实现,与主电源连锁也通过机旁操作来解除。
能对炉顶设备包括受料斗挡料阀、上密封阀、下密封阀、料流阀、布料溜槽、探尺等进行完全控制,并根据操作人员填写的炉顶料单自动开关定位,实现布料的自动化顺序控制:
能够实现探尺的自动提放和料面跟踪
实现受料斗自动装料、料罐自动装料
能够根据炉顶料单实现自动多环布料和定点布料
2.2.5探尺运转控制
左右探尺的操作方式分为机旁操作和计算机操作,计算机操作又分为自动和手动操作。探尺的工作制度分为左尺为准、右尺为准、双尺为准等三种。以单尺为准时,左尺右尺探测料面,当选定该尺到达料线后,认为已经到达料线,应该提尺布料了;以双尺为准时,当左右双尺都探到料线时才能提尺布料。
探尺采用两台西门子6RA70全数字直流调速装置进行控制,位置信号采用编码器。
当一罐料布完,探尺开始下探,当探尺到料线后,如果料罐已经满,则提尺布料,如果料罐未满,则继续下探,如果探到下限则自动提尺。当料罐已满,探尺到料线提尺,料罐开始布料,探尺保持在上位。当料罐布完料,开始下一个循环。
2.2.6料罐自动装料过程
根据料罐的工作状态,我们给料罐定义了1、2、3、4四个状态:正在装、料罐满、正在布、料罐空。我们根据料罐这四个状态来进行程序判断和执行。
监控画面包括整个高炉上料工艺流程的形象描绘,画面和谐统一,操作简单安全可亲。
监控画面包括槽下料单、炉顶料单的填写和槽下、炉顶各设备的操作和各设备的状态显示。对于各设备一般都有手自动选择操作和重点设备的确认操作。
画面还包括探尺实时趋势和历史趋势的显示和根据工艺要求的报表功能。
高炉上料部分电气,包括高炉矿槽、炉顶部分的供配电以及检修照明等设备的配置。上料部分的仪表包括12台称量传感器以及他们的显示变送。
1、PLC系统配置及设备
干法除尘系统同样采用西门子S7300控制器和ET200组成分布式系统,一台上位监控机,与高炉本体、上料、热风炉等系统通过光纤以太网进行数据通讯。
干法除尘系统主要实现各除尘器的离线手/自动清灰功能和卸灰功能。并保持炉顶压力的稳定安全。在除尘系统出现故障的时候,能够紧急打开旁路,使高炉不至于休风减风而影响生产。各设备均设置机旁操作箱,能执行机旁/计算机手自动操作。
通过控制除尘器前后密封蝶阀和盲板阀来控制高炉煤气是否通过干法除尘设备。
通过控制各除尘器的进口、出口液动盲板阀的动作来控制除尘器的在线和离线清灰。并根据工艺选择实现定时或定压差自动清灰模式。
对除灰和卸灰系统的控制,可以实现手动和自动卸灰。
根据工艺要求,当入口煤气与除尘后净煤气的压差达到4KPa时,开始循环清灰,传递清灰计数指令。
通过控制卸灰球阀等设备来实现系统的自动放灰卸灰功能。
监控画面实现整个工艺流程在线设备的状态监控,并实现某些重要参数的报警,通过参数设定能够实现除尘系统的在线离线的自动清灰方式,同时能够对在线设备进行计算机的手动操作。对一些数据有实时和历史的趋势,有故障统计和报表打印功能。
1、PLC系统配置及设备
热风炉自动化控制系统采用西门子S300控制器,上位机与控制器间采用以太网模式,热风炉主控室通过以太网实现与高炉工长值班室及其他控制系统的通讯。
热风炉PLC控制系统主要是实现三座热风炉的燃烧、焖炉、送风等三个状态的转换,以及实现三座热风炉状态转换时的相互连锁。保障热风炉的送风温度和风量,促进高炉炼铁的顺利进行。
热风炉的工作状态有燃烧、焖炉、送风三种状态,状态的转换靠控制各阀门的动作db510/t 15-2018 成都市企业三级安全生产标准化基本规范,其受控阀门及三种状态对应的阀门状态如下图所示:
热风炉有以下三种工作制:两烧一送,两送一烧,一烧一送,详见下图。
两烧一送及两送一烧工作制为热风炉正常工作制,这种工作制换炉次数少, 从而风量及风温稳定;一烧一送工作制为非正常工作制,换炉频繁,容易造成风量及风温波动,实际生产中应尽量采用正常工作制。无论是正常工作制或非正常工作制在发出送风换炉时,操作上必须先将燃烧的热风炉转送风后,才能将送风的热风炉转燃烧。注送风与燃烧之间的转换均须先转焖炉。
一般采取两烧一送的模式。
实现三座热风炉的相互连锁,促进高炉的稳定生产,主要是冷风连锁功能。并通过工艺参数的设定,保障热风炉燃烧制度的实现。
实现热风炉状态转换的阀门连锁和自动开关,达到能够实现计算机手动/半自动换炉的目的,在设备条件、工艺调件达到要求的时候能够实现自动换炉。
对煤气总管压力调节阀、空气总管压力调节阀、煤气支管调节阀、空气支管调节阀能够进行计算机手动操作,在设备条件达到的情况下施工组织设计管理办法附件080520陈理平,能够进行自动调节。
对一些重要的参数实现报警功能。比如煤气总管压力、空气总管压力、拱顶温度、烟道温度等。对拱顶温度、烟道温度、煤气总管压力、空气总管压力等重要参数有实时和历史的趋势显示。
以下为我公司近年承接的冶金自动化控制系统: