攀鋼加熱爐儀表自動控制系統(tǒng)

圖4 爐壓前饋控制系統(tǒng)原理圖

　　當(dāng)爐門打開時，會對爐壓產(chǎn)生影響，而且爐門的開關(guān)時間很短，對于大滯后的爐壓系統(tǒng)，將無法調(diào)節(jié)，因此在爐門打開時，控制器鎖定，使?fàn)t壓在爐門打開時也能穩(wěn)定，爐門關(guān)閉后，控制器開始進行調(diào)節(jié)，仍能保證爐壓的穩(wěn)定。

3.4 換向控制

　　(1)定時換向:系統(tǒng)正常運行狀態(tài)按照換向周期作定時周期換，段與段之間換向時間完全錯開，段內(nèi)分散換向的原則。當(dāng)某加熱段一側(cè)燃燒到達換向周期時，系統(tǒng)會按照規(guī)定的順序?qū)υ摱蔚拿恳粋?cè)燒嘴的煤氣快切閥和空氣三通閥進行逐一切斷停止燃燒處于排煙狀態(tài)，同時將對面與之相對應(yīng)的煤氣快切閥和空氣三通閥逐一打開進行燃燒，完成換向功能。

　　(2)定溫換向：是指當(dāng)某加熱段一側(cè)燃燒另一側(cè)排煙時，該燃燒過程還沒有達到換向周期，如果排煙溫度超過設(shè)定溫度時，系統(tǒng)會自動作換向動作，強制將排煙側(cè)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高造成設(shè)備損壞。

　　(3)閥位報警：換向系統(tǒng)中每個快切閥和三通閥都設(shè)置有開關(guān)位置反饋，在正常運行狀態(tài)下，每一個閥位狀態(tài)全部顯示在crt上。當(dāng)其中一個快切閥和三通閥出現(xiàn)故障時致使閥位反饋信號錯誤，系統(tǒng)會自動發(fā)出報警，提示檢修人員及時處理故障，徹底分散了設(shè)備故障點，使系統(tǒng)更加安全可靠。

　　3.5 排煙溫度控制

　　排煙溫度有兩個部分: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燒嘴前手動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(guī)定范圍內(nèi)，在調(diào)試過程中一次調(diào)節(jié)完成。在每個供熱段空氣三通閥后支管設(shè)有煙氣調(diào)節(jié)閥，根據(jù)三通閥后的排煙溫度作為控制排煙量的測量值，手動或自動控制煙氣調(diào)節(jié)閥控制該段的排煙量大小，使該段的排煙溫度控制在設(shè)定范圍內(nèi)。

　　3.6 能源介質(zhì)的監(jiān)控與調(diào)節(jié)

　　能源介質(zhì)的正常供應(yīng)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(yīng)異常時報警，若可能危及人身、設(shè)備安全時，控制系統(tǒng)將自動處理到安全狀態(tài)。為了滿足燃燒系統(tǒng)需要在煤氣總管上加裝氣動快速切斷閥、壓力調(diào)節(jié)閥用于穩(wěn)定煤氣壓力和安全切斷煤氣，用于確保加熱爐燃燒系統(tǒng)安全穩(wěn)定、安全節(jié)能、提高鋼坯質(zhì)量等目的。

　　當(dāng)煤氣和其它能源介質(zhì)壓力過低不能保證加熱爐正常生產(chǎn)時，plc送出信號控制裝在煤氣總管上的調(diào)節(jié)切斷閥，緊急切斷煤氣。為避免干擾信號造成誤動作，在煤氣總管上又裝了壓力開關(guān)。在plc發(fā)現(xiàn)測量值過低時系統(tǒng)會自動與壓力開關(guān)信號比較，若都顯示煤氣壓力過低時，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(wěn)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(zhuǎn)為電信號送plc,由plc按設(shè)定值采用控制2臺助燃風(fēng)機的進風(fēng)門，以調(diào)節(jié)和穩(wěn)定空氣總管壓力，同時可有效防止鼓風(fēng)機發(fā)生喘震造成機械設(shè)備和電氣的損壞發(fā)生。

　　其它如動力壓縮空氣、冷卻水、壓縮空氣、氮氣等等均受到監(jiān)控，異常時報警。

　　3.7 安全和保護

　　煤氣總管道上設(shè)有事故自動切斷閥，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、等重大故障時自動切斷煤氣。為了更加安全可靠在系統(tǒng)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(tǒng)故障的原因的影響，而由人工處理事故最為可靠及時單元。

　　3.8 抗干擾設(shè)計與實現(xiàn)

　　由于電氣設(shè)備的存在，嚴(yán)重威脅控制系統(tǒng)的正常運行和通信網(wǎng)絡(luò)的安全、穩(wěn)定暢通，為此設(shè)計中根據(jù)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)采用單獨的專用接地處理，使其統(tǒng)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(dǎo)線采用有屏蔽線的雙絞線電纜，以降低輻射干擾和電磁耦合性干擾。

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

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

　　l電源隔離工作電源通過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(shè)備的電位隔離，避免供電線路干擾。

　　(3)程序設(shè)計抗干擾處理：對于模擬量輸入信號采用延時濾波技術(shù)，消除瞬時干擾。對于數(shù)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(jié)束語

　　該加熱爐儀控系統(tǒng)自正式投運以來，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，現(xiàn)場設(shè)備動作正常。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(jù)現(xiàn)場情況進行控制。報警及歷史趨勢記錄等一系列功能使操作人員能及時的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場故障，并能對爐內(nèi)升溫曲線進行及時調(diào)整。

　　經(jīng)過連續(xù)運行考核，該控制系統(tǒng)完全滿足了加熱爐生產(chǎn)工藝的各項技術(shù)要求，性能穩(wěn)定可靠，操作維護方便，大大減少了不安全因素對人和設(shè)備的危害，提高了生產(chǎn)率，減輕了工作人員的勞動強度，在節(jié)能降耗、高產(chǎn)穩(wěn)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，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。