PLC在高炉净循环水系统的应用

《自动化与仪器仪表》2010 年第2期(总第148期)PLC在高炉净循环水系统的应用周卉(昆明钢铁集团公司设计院电气室云南昆明，650302 )滴要:介绍在高炉净循环水冷却系统中应用小型PLC所构成的控制系统，详细介绍了系统的构成、功能以及控制策略。关键词:控制:循环水冷却系统;可编程控制器Abstract: The small sized PLC control system of depuration recirculaing cooling water system for BF is intoduced. The composi-tion and functions and control strategy of system are particular described .Key words: Control ; Recirculating cooling water system ; Programmable controller中图分类号: TP272文献标识码: B文章编号: 1001-9227 (2010) 02-0043-020引盲供给高炉各高、中、低压用户及辅助设施使用，经使用后昆明钢铁集团公司6号高炉自1998年开炉以来，其风的回水经回水管道自流回热水池，由热水回水泵提升至冷口中、小套及炉顶齿轮箱冷却，炉顶洒水以及一些辅助设却塔，经冷却塔冷却后回到冷水池，又由泵房中各泵送至施，如煤粉喷吹站、动力空压站等设施均采用净化工业循各用户使用，循环进行而不间断。环水进行冷却。高炉净循环水冷却在高炉生产中占据着举同时，为确保安全供水，在槽下山顶上设置一- 个两格足轻重的地位，其设备的可靠运行直接影响着高炉生产的的高位安全水池，每格75 0m°,在高压水突然无故断水情稳定进行。原有的高炉循环冷却系统均靠人工操作，其设况下，作为备用水源靠高位落差产生水压供给高炉高压水备控制点上百个，这样，不仅劳动强度大，工作效率低，而用户及中压水用户，以确保高炉高、中压用水的不间断。且运行不可靠，容易造成冷却系统的故障停机而带来无法系统设有四台过滤器，其中三台新水过滤器，一台旁挽回的损失。昆钢6号高炉净循环冷却系统采用G E -通过滤器。因为在循环用水中存在水量损失，因此在系统FANUC90- 30型PLC实现高炉净循环水冷却的过程自动控制，运行过程中需补充新水，为确保水质，新水必须经过过滤对进出水压差、流量瞬时值及累计值数据采集，各控制器过滤后方可进入冷水池，且进水量须与冷水池水位进行泵、阀门、水池水位状态实时监控，自动启/停泵控制以及联锁。同时，为确保循环水质，设有旁通过滤器，由旁通各种事故状态记录及报警处理。开炉两年多来净环水系统过滤水泵从冷水池吸水经旁通过滤器过滤后回到冷水池，运行稳定、可靠、水质稳定，冷却效果良好。循环使用。过滤器使用后须定时对其反冲洗，防止过滤器由于泥浆而板结，保证过滤效果。1系统简介及工艺要求系统还设有加药间，由三台加药装置分别将防腐剂、高炉净循环系统工艺流程如图1所示。防垢剂、杀菌灭藻剂定时由加药管道投加至冷水池。冷却塔2控制系统配置C热水池:二中乐回水.系统选用GE- FANUC90- 30型PLC,这种PLC是系列90PLC家族中的一员,具有体积小巧，易于安装和配置的特点，且运行稳定可靠，它能提供- -种全功能的控制器，具有先........1容具进的编程性能，且与系列90PLC家族中其它PLC兼容。系统补充新水.由一个主机架及六个扩展机架组成，主机架装有电源模低压水用户块、CPU模块、通讯模块各一块和AI (模拟量输入模块)。扩中乐水用户展机架装有AI、DI (数字量输入模块)、DO (数字量输出)模水泵房内设备高乐水用户块。系统配置DI共640个点, DO共224个点, AI共56个点。图1高炉净 循环系统工艺流程图整个系统结构如图2所示。(1)通讯方式:净循环水泵房主要设备有高、中、低压水泵和旁通过净环水系统利用一台上位机与PLC进行通讯,实时监滤水泵及相关阀门。高、中、低压水泵从冷水池中抽取水控系统设备并控制运行。上位机采用标准以太网网卡，收稿日期: 2009-12-05PLC采用IC693CMM321以太网接口卡传输介质为同轴电缆，作者简介:周卉(1976-),女,助理工程师，主要从事电气自动经AUI接口相连接，配置50 Q终端电阻。协议为TCP/IP网化系统设计工作。PLC在高炉净循环水系统的应用周卉络协议，其拓展性非常好，易于今后与6号高炉总控制系热水回水泵。统的连接。(2)过滤器控制模块过滤器阀门运行程序表如表1所示。表1过滤暴阀门运行程序表Ethcmet士机架序号设备名称过滤支洗AI模块1时间号 F1 r2τ3T4τs67T8 T9T1011T1213 TIDI/DO模块2排气阁扩展机架3反洗出水阀H2控制系统配置图4反洗进气阀i 反洗进水阀中央处理器CPU (选用IC693CPU372)自带-个15 针串6过滤进水闽行端口, RS-485电气接口,采用SNP协议,可使用编程器与7过滤出水图，CPU之间直接通讯。(2)模拟量输入●过滤器每过滤8h反洗-次，保证滤料干净不板结，模拟量输入模板分为两种:一种 为电流型4 ~20mA信确保过滤效果，水质稳定。号(型号IC693ALG221),一种为电压型0~10V信号(型号●旁通过滤器在任一台新水过滤器开始反洗时停止为IC693ALG220)。电流型主要检测系统压力、流量、水池水工作。过滤器反洗与泥浆池液位联锁(液位小于-2.15m允位等信号。电压型主要检测各台水泵电流及母线相电流、许反洗),并同时与过滤器反洗泥浆泵联锁。相电压信号。●冷水池水位低于1.3m时开启任-台新水过滤器补(3)开关量输入/输出充新水，高于2.2m关闭新水过滤器。开关量输入模块(DI)选用IC693MDL645型，主要检测各台水泵运行信号、故障信号、集中信号以及出口电动阀4上位机控制编程门开、关到位信号等。上位机监控软件采用GE- Fanuc-Cimplicity HMI 软件开关量输出模块(DO)选用IC693MDL940型,主要控制编程组态，充分利用了其图形界面实时监控功能、报警处水泵合闸、分闸信号，阀门开、关指令等。理和数据归档功能。(1)实时监控主要完成对所有检测点的监测及控制，3 PLC控制编程包括- - 些参数的设置及算法实现，操作人员可随时了解各系统控制方式有自动、集中手动操作、现场操作三.设备的运行状态，又可通过操作界面调节各设备的启/停种。控制。●自动方式，由PLC程序按事先设定好的工艺流程和(2)报警处理:将PLC送来的数据与上位机设定的数参数，自动地控制各系统设备，不须人工千涉，当工作泵据相比较，根据设定范围作出图象及声音报警,提醒操作发生故障时，备用泵具有自动投入功能，保证系统不间断人员及时采取应急措施。供水。(3)趋势预测:可将需要记录的数据以文件的形式保●集中手动方式，由操作人员在操作站C RT画面上对存在磁盘上,可随时通过其内建的趋势画面观测及分析数设备进行单台控制，各设备之间保留必要的连锁，仅取消据，监测系统变化，很好地监控系统运行参数，保证设备泵与水位之间的连锁。运行在最佳工祝点。●现场手动方式，由操作人员在现场机旁箱直接对设备进行不经计算机PLC控制的操作，各台设备之间没有连结束语锁,具有完全优先级。当出现紧急故障情况下，可在机旁可编程控制器PLC以其开放式的模块化结构，较好的进行紧急停机操作，计算机仅负责监测各设备状态及故障通用性和互换性给系统的使用和维护带来了很大的方便。点可编程控制器PLC在昆钢6号高炉净循环水系统中的成功PLC控制程序主要由两大模块组成:应用，大大减轻泵站工作人员的劳动强度，节省了人力物(1)泵阀组控制模块力，使原来的值班人数从每班三人减少到每班两人。自开根据泵的性能参数要求，分为两种控制方案，即闭阀炉至今,未发生因事故断水而烧毁高炉风口小套、中套、启动和开阀启动。炉顶齿轮箱等重大设备事故及生产安全事故，有效地保证闭阀启动:遵循先启泵，后开阀;先停泵，后关阀。如了设备安全可靠高效运行，提高了系统的运行管理水平和高、中、低压泵。系统运行精度，保证了生产的长周期稳定顺行，产生了显开阀启动:遵循先开阀，后启泵;先停泵，后关阀。如.著的经济效益。