本鋼新建4350m3大型高爐自動控制系統(tǒng)構(gòu)建方案的探討

1、2008年全國煉鐵技術(shù)交流會論文集1本鋼新建本鋼新建4350m4350m3大型高爐自動控制系統(tǒng)構(gòu)大型高爐自動控制系統(tǒng)構(gòu)建方案的探討建方案的探討肖騰洲（本鋼集團公司煉鐵廠，遼寧本溪117000）摘要：從高爐自動控制系統(tǒng)的組成、應(yīng)用功能層次、設(shè)計階段及主要內(nèi)容等幾個方面對高爐工程自動控制系統(tǒng)的設(shè)計進行了總結(jié)和介紹對同行有一定的借鑒作用。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：高爐控制系統(tǒng)設(shè)計檢測儀表及電氣傳動系統(tǒng)分布式控制系統(tǒng)1引言引言2000年以來，我廠先后建成了

2、三座2600M3高爐，在中大型高爐工程施工建設(shè)運行上其中在高爐自動控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計、軟件設(shè)計及軟件調(diào)試方面更是通過不斷的工程實踐積累了一定的經(jīng)驗。把這些經(jīng)驗加以總結(jié)有助于今后的高爐自動控制系統(tǒng)構(gòu)建工作。2工藝概況及自動控制系統(tǒng)工藝概況及自動控制系統(tǒng)高爐生產(chǎn)主體工藝系統(tǒng)包括:高爐礦、焦槽上料(料車上料或皮帶機上料)爐頂(無料鐘爐頂或鐘式爐頂)高爐本體出鐵場粗煤氣除塵煤氣清洗(文氏管或比肖夫法)爐頂煤氣余壓發(fā)電(TRT)熱風爐爐渣處理煤粉

3、制備及噴吹等。高爐生產(chǎn)主要的輔助工藝系統(tǒng)包括:高爐除塵系統(tǒng)鼓風站空壓站鍋爐房水處理系統(tǒng)碾泥機鑄鐵機檢、化驗設(shè)施生活福利設(shè)施等。一般地高爐生產(chǎn)主體工藝系統(tǒng)與主要的輔助工藝系統(tǒng)分別由不同的控制系統(tǒng)進行控制。主體工藝系統(tǒng)采用三電(電氣儀表計算機)控制一體化程度較高的分布式控制系統(tǒng)進行集中控制、監(jiān)視和操作主要的輔助工藝系統(tǒng)則視工藝過程控制的難易程度選用獨立的PLC(DCS)或繼電器(模擬儀表)系統(tǒng)進行控制、監(jiān)視和操作。主體工藝自動控制系統(tǒng)與輔助

4、工藝PLC(DCS)或繼電器(模擬儀表)系統(tǒng)之間通過數(shù)據(jù)通信接口或IO模件接線方式進行通信。本文僅對高爐生產(chǎn)主體工藝自動控制系統(tǒng)的各個設(shè)計階段、內(nèi)容進行總結(jié)和介紹。3自動控制系統(tǒng)的組成及應(yīng)用功能層次自動控制系統(tǒng)的組成及應(yīng)用功能層次高爐自動控制系統(tǒng)通常由常規(guī)檢測儀表、電氣傳動系統(tǒng)及以計算機為主體設(shè)備的分布式控制系統(tǒng)共同組成。自動控制系統(tǒng)在系統(tǒng)應(yīng)用功能上由4級組成。第1級為現(xiàn)場檢測和傳動級主要對工藝生產(chǎn)現(xiàn)場進行檢測和驅(qū)動第2級為基礎(chǔ)自動化級

5、主要完成生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采集和初步處理數(shù)據(jù)顯示和記錄數(shù)據(jù)設(shè)定生產(chǎn)操作執(zhí)行對生產(chǎn)過程的連續(xù)調(diào)節(jié)控制和邏輯順序控制第3級為過程監(jiān)控級主要完成生產(chǎn)過程操作指導作業(yè)管理模型計算數(shù)據(jù)處理及存儲系統(tǒng)與裝置第4級為生產(chǎn)管理級主要進行全廠生產(chǎn)信息管理。控制系統(tǒng)采用高速數(shù)據(jù)總線通信并留有與其2008年全國煉鐵技術(shù)交流會論文集34.1.7進行自動控制系統(tǒng)投資估算。4.2分布式控制系統(tǒng)綜合評估階段主要從以下幾個方面對用戶認可的幾種系統(tǒng)構(gòu)成方案進行綜合評估和比較

6、選出在技術(shù)性能、使用性能、可靠性等方面均比較出色的控制系統(tǒng)。(1)對控制系統(tǒng)控制站單元的技術(shù)性能進行評估。包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集能力及信號隔離措施輸入及輸出信號處理精度內(nèi)存容量及存儲數(shù)據(jù)掉電保持時間模件能否帶電插拔及容錯能力應(yīng)用軟件的組態(tài)方式。(2)對控制系統(tǒng)操作站單元的技術(shù)性能進行評估。包括內(nèi)存容量及CRT分辨率實時多任務(wù)操作系統(tǒng)的可靠性是否具備多種應(yīng)用支持軟件(如圖形組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫管理軟件報表生成軟件歷史趨勢軟件故障報警軟件以及系統(tǒng)維護軟

7、件等)圖形軟件的組態(tài)方式。(3)對控制系統(tǒng)通信單元的技術(shù)性能進行評估。包括通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)控制方式通信網(wǎng)絡(luò)容量及數(shù)據(jù)傳輸速率通信網(wǎng)絡(luò)容錯能力。(4)對控制系統(tǒng)綜合性能進行評估。包括控制系統(tǒng)的開放性和可擴展性是否兼容其它自動化軟、硬件產(chǎn)品是否很容易地對系統(tǒng)硬件和軟件進行升級控制系統(tǒng)的可靠性系統(tǒng)的容錯能力和平均無故障時間是否滿足要求等控制系統(tǒng)的經(jīng)濟性著重考察系統(tǒng)的性能價格比控制系統(tǒng)在高爐控制上的的應(yīng)用業(yè)績控制系統(tǒng)供應(yīng)商的售后服務(wù)能力。4.

8、3控制系統(tǒng)初步設(shè)計階段主要是以控制系統(tǒng)裝備水平階段確定的原則為依據(jù)以對分布式控制系統(tǒng)綜合評估后得出的結(jié)論為基礎(chǔ)并結(jié)合工藝實際情況進行控制系統(tǒng)的初步配置。其主要工作內(nèi)容包括:(1)結(jié)合工藝及用戶意見確定控制系統(tǒng)控制范圍分布式控制系統(tǒng)基本構(gòu)成方案和主要控制、管理功能。(2)明確三電專業(yè)分工對三電專業(yè)各自應(yīng)完成的控制及管理功能進行劃分。(3)確定系統(tǒng)操作方式。一般有自動、半自動、手動和機旁手動4種操作方式。(4)初步確定常規(guī)檢測儀表及電氣傳動

9、系統(tǒng)設(shè)備選型。系統(tǒng)與裝置(5)初步確定分布式控制系統(tǒng)硬件及支持軟件組成估算控制系統(tǒng)輸入和輸出點數(shù)初步確定輸入和輸出控制點技術(shù)規(guī)格及控制點備用量確定數(shù)據(jù)通信總線介質(zhì)確定系統(tǒng)的冗余方式。(6)確定控制系統(tǒng)電源條件。其中分布式控制系統(tǒng)一般應(yīng)考慮不停電電源措施。(7)確定控制系統(tǒng)安裝場所。應(yīng)使控制系統(tǒng)的輸入輸出接口盡量接近控制對象。(8)確定控制系統(tǒng)抗干擾措施接地措施。(9)確定國內(nèi)外設(shè)備分交范圍。(10)進行控制系統(tǒng)投資概算注意:如果需要從國