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自动化软件功能规格书120t转炉工程1#转炉基础自动化系统软件功能规格书第一篇 原料系统1、散状料上料1.1 主要工艺过程（1）上料系统的启、停过程：当某个高位料仓中物料少于下限设定值时，由控制系统或转炉操作人员发出要求上料指令，并指定高位料仓的编号，卸料小车到位。自3#皮带机开始，逆物料方向依次起动2#皮带机、振动筛（石灰上料时）、三通分料器（翻板位置正确）、1#皮带机，最后启动地下料仓指定仓下的振动给料机进行散状料上料工作，将所需的物料加入指定高位料仓。停车次序同启动顺序相反，即先停地下料仓的振动给料机，然后自上料系统的最先设备开始，顺物料输送方向，依次停车，并尽使各设备上的物料全部排空。（2）除尘设备的启、停过程在汽车卸料间、地下料仓1输送机导料槽、筛分间、高位料仓等地点配有除尘设备。上料系统启动时，首先起动除尘设备。系统停车时，最后延时关闭除尘设备。1.2.主要工艺装置和设备 地下料仓：6个 振动给料机：6台 1#皮带机：1台 三通分料器：1台 重型振动筛：1台 2#皮带机：1台 3#皮带机：1台（含卸料小车1台）1.3 操作点设置1.3.1 上料系统操作室上料系统操作室位于地下料仓处，操作室内设有HMI操作站。操作人员在HMI上决定散状料上料过程的进行以及操作方式的授权。如果在上一次的上料过程中有暂停或中断操作、没有将操作过程全部结束，则显示报警状态，无法再发出上料操作指令，以提示操作人员正确处理。同时在HMI上设有强制设定上料过程结束的功能。1.3.2 机旁操作箱机旁操作箱用于设备检修和事故状态下的紧急操作，按如下设置： 地下料仓6台振动给料机，设置一个机旁操作箱，操作箱上为每台振动给料机设置“快振”、“慢振”、“停止振动”3个按钮和1个“机旁操作允许”指示灯。 1#皮带机、2#皮带机、3#皮带机分别设置机旁操作箱，操作箱上设置1个“机旁/集中”转换开关和机旁“启/停”的2个按钮，进行控制方式选择和机旁的设备操作。 三通分料器设置单独的机旁操作箱，操作箱上设置1个“机旁/集中”转换开关和翻板“筛分/不筛分”的2个按钮，进行控制方式选择和机旁设备操作。 重型振动筛设备单独的机旁操作箱，操作箱上设置1个“机旁/集中”转换开关和机旁“启/停”的2个按钮，进行控制方式选择和机旁的设备操作。 除尘设备：每台除尘阀门设置单独的机旁操作箱，包括1个“机旁/集中”转换开关、2个按钮，进行选择和机旁点动开启/关闭操作。除尘风机设置单独的机旁操作箱，包括1个“机旁/集中”转换开关、2个按钮，进行选择和机旁启/停操作。除尘器内的用电设备由成套的控制设备操作和控制。灰斗的振动器、卸灰阀各设机旁操作箱，每箱包括2个按钮，进行机旁启/停操作。1.4 控制方式散状料上料系统的控制方式有自动、半自动和远程或就地手动；除就地手动以外的其他控制方式由操作人员在HMI上选择。1.4.1 自动方式在自动方式下，根据高位料仓料位信号，PLC按预定策略自动依次完成某个高位料仓的上料过程。每个上料过程中可以在HMI上暂停上料，但不切换操作方式；暂停恢复后，自动上料过程将继续。如果在上料过程中切换到半自动方式，当前料仓的上料过程将继续直到完成，然后系统停止并在半自动方式下等待。如果在自动上料过程中切换到远程手动方式 或机旁手动操作方式则上料过程停止。此时须将皮带上残留料处理完以保证下次上料的正确进行。1.4.2 半自动方式操作人员在HMI上选定目标高位料仓PLC将自动依次完成上料过程。已选定料仓的上料过程结束后，系统停止并在半自动方式下等待，可以任意切换操作方式。半自动上料过程中可以在NMI上暂停上料，但不切换操作方式；暂停恢复后，上料过程将继续直到完成。如果在自动上料过程中切换到远程手动方式或机旁手动操作方式则上料过程停止。此时须将皮带上的残留料处理完以保证下次上料的正确进行。半方式和自动方式的主要区别在于：自动工作方式只需给出一个“起动系统”的命令，其他过程均自动进行；而半自动工作方式则需要一一选定要求上料的高位料仓，当然其他过程也是自动进行的。因此对于系统中的单体设备（除尘器内的用电设备和灰斗的振动器、卸灰阀除外）在以上2种工作方式下均可以自动工作（当这些设备的机旁转换开关在集中位置时）。1.4.3 手动方式（1）远程手动方式：用于事故状态下的应急操作。操作人员在HMI上直接逐一操作单体设备，一次只对一个高位料仓进行上料。此时操作人员应保证将每次操作完整结束。除尘器内的用电设备和灰斗的振打器、卸灰阀除外的其它所有设备均可以在这种工作方式下工作（当这些设备的机旁转换开关在集中位置时）。（2）机旁手动方式：为优先级最高的方式，用于设备检修或事故状态下的应急操作，解除全部联锁。对于灰斗的振打器和卸灰阀，机旁手动方式为正常工作方式。1.5控制功能1.5.1 单体设备的传动控制和连锁（1）卸料小车：由MCC对其进行双向可逆控制，起动前和行走中有报警指示。起动条件如下： 系统有上料请求。 有上料请求的高位料仓没有正在进行加料工作。 无电气故障。 不在指定的高位料仓处。 当卸料小车到达左、右极限位置后，由程序强制只可进行反方向的单向操作，同时在HMI上显示卸料小车的位置。（2）皮带机：由MCC控制，起动前有电笛报警，起动条件： 系统有上料请求，按起动顺序依次起动至该皮带机。 卸料小车到位（用于3皮带机）； 无电气故障。 操作人员没有发出暂停或中断命令。当有皮带机发生故障时，自动停止地下料仓的振动给料停止继续下料；皮带机自动停止运料。能继续卸入高位料仓的物料，按当前的操作方式加入高位料仓；无法卸入高位料仓的物料在皮带机正常后，手动加入指定的高位料仓。（3）三通分料器：由MCC控制，起动条件： 当对石灰上时，三通分料器打开通往重型振动筛侧的溜管进行筛分；反之打开直接通往2#皮带机侧的溜管。 无电气故障。 操作人员没有发出暂停或中断命令。（4）重型振动筛：由MCC控制，起动条件： 系统有对石灰的上料请求，按起动顺序依次起动至振动筛。 无电气故障。 操作人员没有发出暂停或中断命令。当重型振动筛发生故障时，振动筛前的设备立即自动停止工作，筛后的设备继续运行，直至物料全部排空。当振动筛故障排除时，首先应使筛前皮带机上的石灰继续输送至石灰高位料仓。（5）高位料仓料位联锁：在每个高位料仓上都装有料位计，PLC计算产生高料位和低料位信号。 高料位：高位料仓满信号，连锁该料仓紧急停止上料。 低料位：在自动方式下，为高位料仓紧急加料请求信号；在半自动方式和手动方式下，为高位料仓紧急加料提示和报警。（6）自动方式下的上料轮巡策略 对首先发出低料位信号的高位料仓优先自动响应，即立即对该料仓加料或当前正在加料的高位料仓加料完成后立即对该料仓加料；如果有多于一个的高位料仓发出料位低一值信号，按照编号顺序列队。 如果无任何一个高位料仓发出低料加料请求，处于等待状态。 操作人员可以在HMI上为并未发出低料位加料请求的高位料仓发出加料请求。这种方式可以用于料位计故障退出使用时，或者需要一次性加满全部料仓时。（7）除尘设备：除尘设备包括除尘阀门、除尘风机、除尘器本体、输灰装置、灰斗，均由MCC或成套控制设备对它们进行控制。 各个相关的工艺过程或者代表工艺过程的工艺设备状态是除尘设备（灰斗的振打器、卸灰阀除外）工作的条件。如果相关的工艺过程不再需要除尘，除尘设备在延时后停止或关闭。 高位料仓除尘设备：在决定了卸料小车的目标料仓后除尘风机自动起动，并给除尘器成套控制设备一个信号使除尘器自动按周期性工作。 各灰斗的振打器和卸灰阀：当需卸灰时由工人通过机旁操作箱就地操作。1.5.2 顺序控制正常情况下，散状料上料系统按如下顺序进行控制。（1）选择控制方式。（2）获得上料指令。 自动工作方式：操作人员应首先向相关部门确认相应物料的地下料仓是否料满，并让其保证该地下料仓不能空仓，然后发出“启动系统”命令或根据高位料仓料位检测和在库量计算模块产生上料请求信号。 半自动工作方式：操作人员通过HMI选定要求上料的高位料仓产生上料请求信号。（3）获得目标高位料仓编号（4）获得输送量设定值并作修正计算（5）获得地下料仓编号（6）根据目标高位料仓的编号，对应得到地下料仓编号（7）确认起动条件 皮带无残留物：在自动和半自动操作方式下，正常上料过程中，皮带无残留物，如操作人员发出暂停上料指令，则在暂停结束后自动完成上料过程，皮带无残留物；在手动方式或操作人员中断上料过程时，则须人工保证皮带无残留物。 电气设备正常 地下料仓料位满足输送量要求：如果地下料仓料位不满足要求，确认料仓料满后方可进行上料过程。 重型振动筛只有在石灰上料时方可顺序开启。（8）逆向起动皮带机，逆向起动皮带机以保证不发生因后续皮带没有动而造成的堆料事故。（9）起动地下料仓振动给料机，置“上料进行中”标志。（10）相应起动除尘设备（11）在自动工作方式下，检测是否有其他上料请求，若有则进行指定上料；若无上料请示则按物理位置顺序将所有的料位低于高限的高位料仓加满。此时，上料皮带机不停机，以减少上料皮带机的运行次数。起动下一个上料过程的条件是： 确认下一物料对应的地下料仓料满。 下一个地下料仓振动给料机正常。 卸料小车到位。 全部上料结束后，发出结束上料指令，清“上料进行中”标志。（12）在半自动工作方式下，检查是否有其他高位料仓需要上料，若有则进行指定的上料操作，否则发出停止上料操作，清“上料进行中”标志。（13）在远程手动方式下，结束上料操作，手动清“上料进行中”标志。（14）依次顺物料输送向延时停止设备：正常操作时，延时停止皮带机和振动筛（石灰上料时），以保证设备上无残留物料。（15）向散状料加料PLC传送更新的高位料仓库容量。（16）更新记录，将新的高位料仓的料位值写入高位一料仓数据表。1.6 报警 皮带状态、跑偏、急停报警 上料过程暂停、中断报警 电气故障 除尘设备不能工作1.7 故障和事故处理（1）主体设备（卸料小车、皮带机、重型振动筛、三通分料器、振动给料机等）电气原因无法起动，操作人员监视高位料仓的剩余散状料量，保证散状料量满足散状料加入量的要求。当剩余散状料量不能满足生产时，PLC发出停止吹炼请求。（2）皮带发生事故时，通过跑偏开关（重度跑偏信号）或拉绳开关、头尾急停开关，停止皮带的运行，操作人员监视高位料仓的剩余散状料量，保证散状料量满足散状料加入量的要求。当剩余散状料量不能满足生产时，PLC发出停止吹炼请求。（3）事故排除后，要确保皮带上无残留物。（4）卸料小车不能自动定位，改为手动定位，然后再上料。（5）除尘设备不运行，判断上料过程是否必需立即进行，从而进行手动操作。2、散状料称量加料系统2.1 主要工艺过程（1）汇总斗HD1配料过程：汇总斗HD1的配料由1#4#高位料仓中的散状料称量、汇总过程组成。1#和4#高位料仓中的物料经仓下振动给料机加入称量斗CD1CD3分别进行分散称量，最后加入汇总斗HD1。其中1#2#高位料仓共称量斗CD1，配料时须按先后次序分别完成两种物料称量。整个配料过程中，HD1汇总斗实时显示当前汇总斗卸料阀内散状料的总重量。称量结束后，操作人员手动操作称量斗气动插板阀，将物料汇入汇总斗。（2）汇总斗HD2配料过程：汇总斗HG2的配料由5#8#高位料仓的散状料称量、汇总过程组成。5#8#高位料仓中的物料经仓下的振动给料机卸入料仓下的4#6#称量斗进行分散称量，最后加入汇总斗HD2。其中7#8#高位料仓共用称量斗CD6，配料时须按先后次序分别完成两种物料称量。整个配料过程中，汇总斗HD2实时显示当前汇总斗内散状料的总重量。称量结束后，操作人员手动操作称量斗气动插板阀，将物料汇入总斗。（3）散状料加料过程：通过控制汇总斗HD1、HD2下汇总斗气动插板阀的开闭，将汇总斗中的散状料经氮封溜槽加入转炉内。（4）顶渣料的称量和加料过程：9#、10#高位料仓为顶渣料高位料仓，顶渣料经仓下的振动给料机卸入顶渣料称量斗CD7进行称量，然后经称量斗气动插板阀CF7、经旋转漏斗加入钢包内。其中加料过程的控制权可在主控室与炉后摇炉室之间切换。2.2 主要工艺装置和设备设有1#10#共10个高位料仓，其中活性石灰为两个料仓，顶渣料两个料仓，其它散状料各一个料仓，其余为备用仓。每个料仓下各设一个振动给料机。其中1#、2#料仓共用1#称量斗，7#、8#料仓共用6#称量斗，9#、10#料仓共用7#称量斗，其余仓下均设有一个称量斗进行分散称量，每个称量斗下设气动插板阀、溜管各一个。转炉左右两侧汇总斗HD1、HD2，汇总斗下设气动插板阀和氮封溜槽。 高位料仓： 10个 称量斗： 7个 汇总斗： 2个 振动给料机： 10个 气动插板阀： 9个 氮封溜槽： 2个2.3 操作点设置（1）转炉主操作室：设置了加料HMI，操作人员通过HMI完成散状料配料表和加料表的选择张确认、操作方式的选择以及顶渣料称量斗气动插板阀和旋转溜槽以外其它所有设备操作地点的授权，对整个散状料加料过程进行控制、监视和事故处理。（2）炉后摇炉室：对顶渣料称量斗气动插板阀，在炉后摇炉室操作台上设置了1个“机旁/本操作台”转换开关，对顶渣料称量斗气动插板阀还单独设置了：“开/关”2个按钮和“开到位/关到位”2个指示灯、1个顶渣料称量斗有料指示灯。（3）机旁操作箱 每台振动给料机设置1个机旁操作箱，操作箱上设置“快振”、“慢振”、“停止振动”3个按钮和1个“机旁操作允许”指示灯。 顶渣料称量斗气动插板阀设置1个机旁操作箱，位于铁合金旋转漏斗旁，操作箱上设置“开/关”2个按钮和“开到位/关到位”2个指示灯、1个“机旁操作允许”指示灯。2.4 设定方式（1）一级配料表设定方式：操作人员在一级系统的HMI调用、修改和确认在一级系统HMI或者PLC中预存储的配料表和加料表。确认后的配料表和加料表作为当前设定值表。可以在配料和加料过程中切换到手动设定方式，但当前设定值表不变，直到操作人员手动修改。当前炉次结束前，不能切换到二级计算机设定方式。（2）一级单物料设定方式：操作人员在一级系统的HMI选定散状料品种，并输入该品种的加料量，PLC判断配料条件并自动完成当前所选物料的配料称量过程。主要用于特殊操作。2.5 控制方式（1）配料过程的自动方式：PLC根据当前设定值表进行各种散状料配料称量控制。PLC自动控制按预定称量顺序进行各种散状料配料称量。称量结束后，开启称量斗卸料阀，将物料汇入汇总斗。最后由操作人员操作投入转炉。（2）配料过程的远程手动方式：用于事故状态下的应急操作，解除被选择散状料配料、加料过程连锁，操作人员在HMI上读取称量值并直接操作单体设备，保留其它散状料设备间的连锁。（3）机旁手动方式：用于设备检修或者事故状态下的应急操作，通过HMI的授权，选择机旁操作箱进行操作，解除被选择散状料配料、加料过程连锁，保留其它散状料设备间的连锁。（4）另外，某些单体设备如顶渣料称量斗气插板阀仅有炉后摇炉室/机旁手动方式。（5）控制方式转换规则：配料和加料过程中，控制方式可以按照自动、远程手动、机旁手动的顺序由高到低转换，而不能逆向转换。一次配料结束后，可以重新回到自动方式。具体如下： 加料过程由自动方式转远程手动方式工作，远程手动对某种散状料配料、加料操作未结束前不允许回到自动方式。 加料过程由自动方式转入机旁手动方式工作，手动操作结束后，允许转远程手动方式。 加料过程由远程手动方式转入机旁手动工作，机旁手动操作结束后，允许回到远程手动方式。2.6 控制功能2.6.1 单体设备的传动控制（1）单体振动给料机传动控制每台振动给料机由2台电机驱动，由变频器控制其速度快慢。变频器预设高低速两档输出，根据称量斗的设定值和和称重信号通过PLC输出给变频器的高速、低速命令，调整变频器的输出，调整配料振动给料机振动速度前期快振，接近设定值时转入慢振，从而实现准确称量。（2）气动插板阀的传动控制200VAC双线圈电磁阀，由MCC对其进行“开启”、“关闭”控制，“开到位”、“关到位”行程开关配合切断电源。2.6.2 设备间的连锁（1）高位料仓下的振动给料机的启动条件： 称量设定值合理。 振动给料机无电气故障。 高位料仓的料位无低限报警。 称量斗下翻板阀关闭。 称量斗电子称输出信号无断路故障。（2）高位料仓下振动给料机的停止条件： 称量结束。 振动给料机电气故障。 称量斗电子称量输出信号断路故障。 称量斗电子称输出信号无变化。（3）合用称量斗的高位料仓下的振动给料机之间的连锁： 1#和2#振动给料机中的任何一台启动时禁止另一台启动。 7#和8#振动给料机中的任何一台启动时禁止另一台启动。 9#和10#振动给料机中的任何一台启动时禁止另一台启动。（4）称量斗气动插板阀的开启条件： 称量斗过程结束。 气动插板阀无电气故障。 汇总斗气动插板阀关闭。 称量斗料非空信号（由重量反映）。（注：顶渣料称量斗气动插板阀的开启条件中没有“汇总斗气动插板阀关闭”，最终在炉后摇炉室或机旁人工控制。（5）称量斗气动插板阀的关闭条件： 称量斗料空信号（由重量反映）。 气动插板阀MCC电源故障。（6）称量斗气动插板阀与汇总斗下的气动插板阀连锁： 称量斗气动插板阀开启时禁止汇总斗气动插板阀开启，而汇总斗气动插板阀开启时禁止称量斗气动插板阀开启。（7）汇总斗气动插板阀的开启条件： 气动插板阀无电气故障。 汇总斗料非空信号（由重量反映）。 所有配好料的散状料均已汇入汇总斗（操作人员的确认信号）。 转炉处于零位的状态。（8）汇总斗气动插板阀的关闭条件 气动插板阀无电气故障 汇总斗料空信号（由重量反映）。（9）汇总斗气动插板阀与转炉倾动的连锁： 汇总斗气动插板阀关闭后转炉才能倾动。2.6.3 仪表检测和控制（1）称量斗称量：每个称量斗设有三个传感器，测量值送入PLC。 配料开始前，PLC对称量设定值进行合理性判断。如果设定值超出极限范围则视为不合理设定值，不启动配料并产生操作提示信号。合理范围的上限为量称上限，下限在量程的15%以上可调。 配料称量过程中，PLC不断将称量斗内的物料实际重量与设定值进行比产，当物料实际重量达到设定值后，给出配料称量完成信号，连锁振动给料机停止振动。 在保证配料称量精度的前提下，为了尽可能提高配料速度 ，需要尽可能推迟振动给料机进入慢振。下料速度和物料的比重、堆密度、湿度等许多因素有关，也和振动频率有关。因此，慢振时的下料速度不可能通过事先的计算确定，而需要在现场试验和调整确定。现场试和调整中，对每一种物料，首选需要根据经验确定慢振频率；然后实测该种物料在该慢振频率时的下料速度；然后调整慢振频率获得比较理想的慢振下料速度。由此，可以确定一个绝对的进入慢振条件，例如量程的5%（可调）。当时物料的称量值和设定值之差大于这个绝对的进入慢振条件时，振动给料机快振；当物料的称量值和设定值之差等于或小于这个绝对的进入慢振条件时，振动给料机慢振。 称量斗料空监视：按照仪表精度设置合适的料空报警信号，用于在称量斗向汇总斗出料的过程中连锁关闭称量斗出料阀，并产生结束信号。 附着量报警：称量斗卸料后，由于粘附作用会影响称量精度，因此每次卸料后应计算附着量。如晨附着量大于全量程的3%5%，应提示人工清理。 卡料判断：出料过程中，当称量斗出口的插板阀开或者振动给料机运转过程开始后启动卡料判断用定时器；当计时器计时到但料未排空，视为卡料，产生报警信号。（2）汇总斗称量：每个汇总斗设有三个传感器，称量值送入PLC。 汇总斗料空监视：按照仪表精度设置合适的料空报警信号，用于在汇总斗向转炉加料的过程中连锁关闭汇总斗气动插板阀，并产生结束信号。 卡料判断：出料过程中，当汇总斗出口的插板阀开，启动卡料判断用定时器；当计时器计时到但料未排空，视为卡料，产生报警信号。2.6.4 顺序控制2.6.4.1 转炉散状料加顺序的过程分段散状料称量加料过程可以分为以下几个控制聚合的子过程。每个子过程开始时置位标志，作为与其他子过程的连锁条件；每个子过程结束时产生结束信号并复为标志，作为与其他子过程的连锁条件。（1）散状料配料过程：本过程管理从高位料仓到称量斗的配料称量。其功能包括称量设定值的获取、操作命令的获取、配料称重开始条件的检查、单体设备控制命令的产生、提供本过程结束信号作为向下一过程（即散状料汇总过程）的起动条件。（2）散状料汇总过程：本过程管理从称量斗汇总斗的散状料输送。其功能包括检查配料称重过程提供的开始条件、单体设备控制命令的产生、提供本过程结束信号作为向下一过程（即散状料投入过程）的起动条件。（3）散状料投入过程：本过程管理从汇总斗把散状料输送到转炉。其功能包括称操作命令的获取（按照吹氧量计数自动投入或操作人员的操作命令）、检查散状料汇总过程提供的开始条件、单体设备控制命令的产生、提供本过程结束信号。2.6.4.2 转炉散状料加料操作的顺序（1）加料准备工作 获得指令：由转炉主控程序下达加料指令，加料操作人员进行确认。 选择操作方式：主操作室操作人员在HMI进行操作方式选择。默认方式为“自动方式”，给出“自动进行第一次加料”提示。 获得配料设定值：按照不同的配料表的来源进行配料表的读取、判断、修改和确认。有二级机情况下，确认即可。无二级机情况下，根据钢种选择配料表，由操作人员修改确认。（2）加第一批料 操作人员在HMI上确定第一次加料量占总量的百分比。 根据上述百分比自动计算第一次加料的各种物料的设定值，产生第一次配料设定值表并在HMI上显示。 检查设备起动条件和连锁条件，如果起动条件不满足则在HMI上给出提示。 开振动给料机：高速启动振动给料机，进行快速回料。 开始称量：按照第一次配料的实际设定值进行散状料的称量控制，称量完毕自动记录每一种物料第一次配料的实际重量值记录。 散状料汇总：将称量好的散状料汇入汇总斗。自动记录每一种物料在称量斗中的附着量。 检查汇总头号下翻板阀的开条件：不满足给出相关提示。 等待第一次加料命令。 往转炉加料：获得第一次加料命令（转炉开吹前由操作人员在HMI给出）后，开启南、北汇总斗气动插板阀，将散状料卸入转炉。（3）加第二批 根据第一次加料的百分比自动计算第二次加料的各种物料的设定值，产生第二次配料设定值表示在HMI上显示；允许操作人员修改；无论修改与否，必须得到操作人员的确认。 检查设备起动条件和连锁条件，如果起动条件不满足则在HMI上给出提示。 开振动给料机：高速启动振动给料机，进行快速加料。 开始配料称量：按照第二次配料的实际设定值进行散状料的称量控制，称量完毕自动记录每一种物料第二次配料的实际重量值记录。 散状料汇总：将称量好的散状料汇入汇总斗。自动记录每一种物料在称量斗中的附着量。 检查汇总斗下翻板阀的开条件：不满足给出相关提示。 等待第二次加料命令。 往转炉加料：获得第二次加料命令（转炉开吹前由操作人员在HMI给出）后，开启汇总斗HD1、HD2气动插板阀，将散状料卸入转炉。（4）根据冶炼实际情况，酌量加第三次料 由操作人员给出第三次配料和加料的指令，半自动控制或手动控制。 操作方式转换：仅能选择一级半自动设定方式和一级手动设定方式。 选择散状料、设置加料量：确认后，操作人员可以利用临时配料表进行散状料种类、加料量设定。 检查设备起动条件和连锁条件，如果起动条件不满足则在HMI上给出提示。 开振动给料机：高速启动振动给料机，进行快速加料。 开始配料称量：按照第三次配料的实际设定值进行散状料的称量控制，称量完毕自动记录每一种物料第三次配料的实际重量值记录。 散状料汇总：将称量好的散状料汇入汇总斗。自动记录每一种物料在称量斗中的附着量。 检查汇总斗下翻板阀的开条件：不满足给出相关提示。 等待第三次加料命令。 往转炉加料：获得第三次加料命令（转炉开吹前由操作人员在HMI给出）后，开启南、北汇总斗下翻板阀，将散状料卸入转炉。2.6.4.3 顶渣料加料操作的顺序逻辑控制（1）顶渣料配料称量：顶渣料的配料称量可以在转炉散状料配料过程中一并完成，配料称量过程也是一次完成。在加料表中记录称量值。（2）检查称量斗气动插板阀开启条件：检查称量斗气动插板阀开启条件是否满足，不满足给出提示。等待加料命令。检查称量斗气动插板阀开启条件：检查称量斗气动插板阀开启条件是否满足，不满足给出提示。等待加料命令。（3）往钢包加料：开启称量斗气动插板阀，进行钢包加料。加料结束在加料表记录附着量。2.7 配料和加料表（1）配料和加料表的建立：在PLC中的存储应包括当前配料和加料表及其副本。副本用于向操作人员提供恢复功能。2.8 报警 （1）气动插板阀限位报警时，程序暂停，等待维护人员修复确认后，继续执行。（2）电子称出现输出值溢出或断路时，程序暂停，等待维护人员修复确认后，继续执行。2.9 故障和事故处理（1）振动给料机电气故障时，暂停程序的执行，自动转为远程手动操作，等待修复。（2）气动插板阀电气故障时，暂停程序的执行，自动转为远程手动操作，等待修复。（3）PLC故障时，停止程序的执行，输出值保持安全状态。3、氮气密封转炉吹炼过程中，氧枪孔、氮封溜槽和汇总斗设置了氮气密封，防止吹炼过程中烟气窜出。3.1 操作和控制（1）操作位置设置：氮封阀门在主操作室的HMI上远程操作。（2）控制方式：氮封系统每个气动阀门可以独立设置自动或者HMI远程手动。3.2 控制功能3.2.1 仪表检测和控制（1）氮气源压力（压力调节阀前）指示、记录、低一值报警、低二值报警并作为散状料汇总过程的禁止条件。（2）氮气源压力（压力调节阀后）指示、记录、低一值报警、低二值报警并取反后作为散状料汇总过程的起动条件。（3）氮气流量指示、累计。（4）各氮封点压力低一值报警、低二值报警并取反后作为相关过程的起动条件。3.2.2 氮封阀的控制和连锁（1）氧枪孔：在吹炼期间，氧枪孔氮封阀与氧枪下枪过程连锁。提升氧枪时到闭氧点时，氮封阀延时1分关闭；下降氧枪时到开氧点时，氮封阀立即打开。(2) 氮封溜槽和汇总斗氮封：与氧枪孔氮封阀联锁，吹炼期间开启，直到吹炼结束确认信号到或者吹炼顺序控制程序复位。l 新金上料系统电气设备：1、 振动给料机：电机型号YZO-17-4，功率21.5kW/台，共6台。2、 1#皮带机：电机型号Y280S-4，功率75kW，制动器YWZ5-315/80，共1台（双向拉绳开关2对、两级跑偏开关3对）3、 三通分料器：电液推杆型号DYT700-245，功率1.1kW，共1台4、 重型振动筛：电机型号YZO-20-6，功率22 kW，共1台5、 电液动扇形闸门：电液推杆型号DYT700-280，功率1.1 kW，共1台6、 2#皮带机：电机型号Y225M4，功率45kW，制动器YWZ5-315/50，共1台（双向拉绳开关2对、两级跑偏开关3对）7、 3#皮带机：电机型号Y225S-4，功率37kW，制动器YWZ-250/，共1台（双向拉绳开3对、两级跑偏开关3对）卸料车： 电机型号Y132M2-6，电机功率5.5kW，1台l 称量加料系统电气设备：1、 振动给料机ZG30F(ZG9、ZG10)：电机型号YZO-5-4，功率20.4kW/台，共2台2、 振动给料机ZG100F(ZG1ZG3、ZG6ZG8)：电机型号YZO-10-4，功率21.0kW/台，共6台3、 振动给料机ZG200F(ZG4、ZG5)：电机型号YZO-17-4，功率20.75kW/台，共2台4、 气动插板阀：电磁阀220V，耗电功率20W/台，共9台第二篇转炉和氧枪1、吹炼过程总说明 从过程控制的角度看，氧气转炉的冶炼过程是一种周期操作的、多机组和众多设备互相协调作用的典型 批量过程。因而，在控制软件中必须把整个冶炼过程分解为若干个操作顺序步。出于各种可能的原因，冶炼进程中，操作人员需要对一些过程事件进行干预，包括改变冶炼进程。因而，实际冶炼进程是由控制系统和操作人员共同决定的、包括自动控制和人工操作控制的混合过程。 在冶炼过程中，某些设备的连锁会因进程而变化；必要时，操作人员可以改变进程推进的条件，例如把自动进程控制改为手动进程控制；在吹炼后期，还提供自由操作以便操作人员确定补吹时间和补吹次数。 在过程控制系统的设计中，必须把控制功能分解到对应各个工艺设备单元的控制器。这些控制器所对应的工艺单元也有各自的批量过程或操作顺序。这些批量过程或操作顺序步必须受到转炉吹炼主控制器的约束，才能和其他工艺单元的批量过程或操作顺序步调协调。 因而，必须设计冶炼过程的主控程序，用以协调整个冶炼过程；还必须设计冶炼过程的全局数据处理程序，用以产生、计算、存储、显示和传送各个工艺单元所需要的设定值。 2、主要工艺设备及其操作 2.1 涉及冶炼过程的工艺单元或子系统 (1)转炉本体 (2)氧枪传动 (3)顶吹和溅渣护炉 (4)底吹 （5）铁水、废钢计量(6)熔剂加料的入炉控制 (7)合金料计量(8 )转炉煤气的冷却和净化 2.2 操作过程概述 (1)冶炼准备：确定冶炼钢种、目标含碳量、目标温度，热平衡计算。 (2)静态模型计算：根据铁水成分和重量计算总氧量设定值、熔剂量设定值、废钢量。 (3)转炉倾动到装料侧：准备装料。 (4)主原料装入：包括 l 必要的时候，先装入底渣。 l 铁水装入：铁水装入后，由操作人员确认铁水装入结束，此事件代表冶炼周期开始，所有涉及到吹炼的系统按要求进入准备状态，风机高速。l 废钢装入：废钢装入且转炉回到垂直位置后，控制系统刷新和检查所有涉及到吹炼的系统的连锁条件，确认这些条件。 (5)吹炼条件就绪 ：氧枪在待吹点；全部需要人工操作的条件均已经满足；基础自动化系统得到完整的设定值和指令，即吹炼设定值表和熔剂加料要求。与此同时，已经完成第一部分熔剂的配料，并且存储在汇总斗中，准备好按照熔剂加料要求投入转炉熔池；第二次熔剂加料所需的熔剂立即开始配料称量。 (6)开始吹炼：由操作人员进行如下操作： l 下枪到吹炼设定值表所指定的吹氧点。 l 氧枪到达开氧点时，氧气切断阀开，氧气压力调节阀到预定开度。 l 氧枪到吹炼点后，氧气流量调节阀到预定开度。 l 汽化冷却投入。 l 煤气净化投入。 (7)起燃和吹炼 ：起燃是吹炼真正开始的标志 。当操作人员确知已经起燃，立即告知控制系统。所有关于吹炼过程的控制计算从此时开始： l 吹炼时钟启动。 l 根据吹炼设定值表，氧气流量调节投入。 l 根据吹炼设定值表，底吹开始。 l 在合适的时间，操作人员手动操作裙罩下降，炉口微差压调节投入；产生煤气回收开始信号。 l 操作人员操作熔剂投入。 l 煤气回收投入，并在吹炼后期退出。 (8)吹炼正常结束 ：吹氧量累计达到设定值时 ，吹炼完成，开始提枪。当枪位达到安全位置时，控制系统自动确认吹炼结束事件，产生和发出吹炼结束信号 。氧气切断 ，氧气流量调节阀到零开度。 (9)吹炼停止或中断 ：在吹炼过程中，出于各种可能的原因，操作人员可以停止或中断吹炼。吹炼停止指放弃冶炼；吹炼中断则可以由操作人员恢复吹炼。 当中断吹炼提枪过程中，当枪位达到关氧点时，氧气切断，氧气流量调节阀到零开度。此时控制系统不产生吹炼结束信号。 当停止吹炼提枪过程中，当枪位达到关氧点时，氧气切断，氧气流量调节阀到零开度。此时控制系统不产生吹炼结束信号。操作人员可以在善后处理结束后，对吹炼过程进行人工复位操作，使控制系统可以等待下一炉次的冶炼。 (10)吹炼恢复：操作人员恢复吹炼 的唯一操作是再次下枪吹氧，吹炼设定值表和熔剂加料设定值表仍然可以有效 。也可以切换到非二级计算机设定方式。 (11)测温取样：提枪并且转炉倾动 到指定位置后，可以测温取样。测温取样装置系统提供“测温成功”等信号，并向 PLC 提供钢水温度信号和溶解氧含量信号。(12)必要的补吹：补吹操作的氧量和时间是操作人员根据测温取样的结果决定的。补吹期间，第二次溶剂投入。 （每炉次的吹炼过程可以合理地一次或者多次下枪吹氧，每次下枪称为一个吹氧阶段，全部吹氧阶段之和称为吹炼周期）(13)吹炼结束确认 ：不论是吹炼正常结束、吹炼中断或者吹炼停止，每次提枪后，操作人员可以向控制系统输入信息，把当前状态 解释为吹炼结束。 (14) 钢水包准备好。 (15) 倾动到出钢侧。 (16) 出钢：出钢的同时，合金加入。 (17) 倾动到垂直位置。 (18) 由操作人员选择是否溅渣护炉，是则溅渣护炉操作，否则下一操作。在溅渣护炉开始前，可以进行各种必要的自由操作。 (19)倒渣：转炉倾动到倒渣位置，开始倒渣。 (20)冶炼结束和系统正常复位：倒渣结束后，转炉倾动到垂直位置，控制系统将把它视为本炉次吹炼结束。 2.3 设定方式 设定方式指定控制回路中设定值的来源。 (1)一级表格设定方式：操作人员在 HMI 选择、调用在 PLC 及其HMI 中存储的吹炼设定值表，修改和确认后存储到 PLC中，成为当前生效的吹炼设定值表。 二级计算机设定方式下， 如果 PLC 和二级计算机的通讯中断，将切换到一级自动设定方式，作为当前设定值表来自二级计算机的设定值表。 吹炼开始后切换到一级手动设定方式。切换到一级手动设定方式后，当前设定值和指令仍然有效，直到操作人员修改。 (2)一级手动（单回路）设定方式：如果操作人员认为必要，可以把个别回路、对象和功能设置 为一级手动设定方式。 2.4 控制方式 (1)自动方式：用于回路、对象或者外部子系统。 (2)远程手动方式 ：用于回路、对象或者外部子系统 。操作人员在HMI直接操作，如某个调节阀。可以在合理的前提下回到该回路、对象或者外部子系统自动方式。 (3)操作台手动方式：用于回路、对象或者外部子系统。操作人员在操作台（包括主操作台）直接操作，如转炉的倾动。 (4)机旁手动方式：主要用于应急操作和检修。 2.5 吹炼主控模块和全局模块 (1)设定方式模块 本模块完成各种操作方式的转换和所要求的数据传送，相关事件记录。设定操作方式会在 HMI 上随时显示。 (2)选枪模块 由操作人员选择两支氧枪互为备用 的氧枪之一投入吹炼操作，选枪的含义延伸到选择与枪相配套的氧气、氮气管道系统、仪表和冷却水。选枪操作信号作为本模块的输入，本模块将检查选枪操作的有效性，包括氧枪设备的电气条件、仪表条件、介质条件和氧枪的状态条件。二个互非的选枪信号（“A 枪选中”和“B 枪选中”）输出到氧枪传动系统和顶吹、底吹、氧枪冷却水等系统的仪表控制系统。 (3)吹炼顺序模块l 在2.2所描述的整个过程中，该模块判断并登录全部事件、状态和信号。 (4)吹炼设定值表模块本模块包括本炉次基础自动化系统所获得的吹炼全部设定值。换言之，本模块存储的是 当前设定值。吹炼设定值表的数据来自工艺计算。吹炼设定值表的主要内容举例如：l 一个当前吹炼设定值表：读/写。 l 一个当前吹炼设定值表副本：在当前吹炼周期内只读。(5)吹炼设定方式模块 1) 一级设定方式 l 从吹炼设定值表库中调用、修改并覆盖当前设定值表，产生新的副本。 l 在任何内容的当前吹炼设定值表中修改并确认为新的当前设 定值表，产生新的副本。 (6)吹炼条件模块 在铁水装入完成以前，所有涉及吹炼的工艺单元控制系统的起动条件模块都应向本模块发送一个综合后的“允许吹炼”信号。这些信号会被显示在操作站上。对本模块而言，如果这些信号不能被全部满足，吹炼条件就不满足，吹炼过程不会开始。各个工艺单元的“允许吹炼信号”会被显示在操作站上。 每一炉次的吹炼准备时，本模块的全部输入信号应复位后重新检测。 应向本模块传送“允许吹炼”信号的工艺单元和信号是： l 转炉倾动系统 z l 氧枪传动系统 z l 顶吹系统 l 熔剂加料系统 z l 汽化冷却系统 z l 煤气净化系统 l 主厂房仪表气源压力高于最小值 l 溅渣护炉系统被选枪的氮气切断阀在关状态 (7)停吹紧急条件模块在吹炼过程中，任何一个涉及吹炼的工艺单元控制系统的 紧急停吹条件模块都时刻监测所控制的范围内的故障。如果发生应导致吹炼紧急停止的故障 或事件时，应向本模块发送一个“紧急停吹请求”信号。此外，操作人员也可以通过紧急按钮触发紧急停吹信号。所有这些信号会被显示在操作站上。对本模块而言，如果获得任何一个紧急停吹信号，紧急停吹条件就满足，吹炼过程中断。同时，本模块向各个有关工艺单元的控制系统发送“紧急停吹”命令。 紧急停吹时，紧急提枪到最高位。提枪过程中，和枪位连锁的系统，例如顶吹系统，会在各自的程序控制下回到安全状态。 每一炉次的吹炼准备时，本模 块的全部输入信号应复位后重新检测。 应向本模块传送“紧急停吹请求”的工艺单元和信号是： l 转炉倾动系统 z l 氧枪传动系统 z l 顶吹系统 l 熔剂加料系统 z l 气化冷却系统 z l 煤气净化系统 l 主厂房仪表气源压力低于最小值l 溅渣护炉系统被选枪的氮气切断阀不在关状态在紧急停吹事件发生后，一些设备将会被锁定在安全位置，操作人员必须执行“紧急停吹 状态复位”操作，才能解除这些设备的锁定。 (8 )复位模块：发生并登录吹炼紧急停止事件后，如果必要，操作人员可以在 HMI 上触发本模块。本模块把所有设备置为吹炼准备时的状态，并对此进行检查，当设备状态不正确时，给出提示。(9)氧枪高度计算模块：控制系统需要两种氧枪高度数据：其一是氧枪头相对于车间地坪的绝对高度，由本模块通过对来自氧枪位置编码器或者脉冲发生器的输入信号进行标度换算获得；其二是氧枪头相对于转炉内熔池液面的相对高度。由本模块根据氧枪绝对高度和其他数据计算获得。 氧枪头相对于转炉内熔池液面的相对高度主要和以下因素有关： l 氧枪绝对高度，过程信号，动态。 l 铁水装入量和废钢装入量。 l 炉衬厚度和侵蚀状况。 由于炉衬厚度和侵蚀状况不可测量，需要操作人员输入标准装入量时熔池液面的修正值。 (10 ) 切断阀诊断模块：比对每一个切断阀的命令（DO）和状态（DI），状态值不符合命令值时起动相关定时器 ，计时到则置位阀门故障报警标志；状态值符合命令值时复位相关定时器，复位阀门故障报警标志。 (11)调节阀诊断模块：比对每一个配备有阀位监测装置的调节阀的命令（AO）和阀位（AI），阀位值与命令值相差的绝对值大于20%时起动相关定时器，计时到则置位阀门故障报警标志；状态值符合命令值时复位相关定时器，复位阀门故障报警标志。 3、顶吹过程控制 3.1 主要工艺装置和设备 具体要求请参见甲方顶吹阀站订货技术协议和设计图纸。本章节一下叙述仅供参考 l 氧枪：二支， A 枪和 B 枪，互为备用。 l 氧气紧急切断阀：一台， A 、 B 枪共用。 l 氧气切断阀：二台， A 、 B 枪各一台。 l 氧气流量调节阀：一台， A 、 B 枪共用（旁通回路共用一台）。 l 氧气压力调节阀：一台， A 、 B 枪共用。3.2 顶吹仪表回路说明 l 氧气气源压力指示、记录、低一值报警、低二值报警连锁、 高一值报警。 l 氧气紧急切断阀开关状态指示、连锁。 l 氧气压力调节阀下游压力指示、定值调节。 l 氧气压力调节阀阀位指示。 l 氧气流量指示、记录、积算、程控调节、补正计算、低一值报警、低二值报警连锁。 本回路的设定方式有串级（设定值来自当前吹炼设定值表，操作人员不能修改）和本地设定方式（设定值不来自当前吹炼设定值表，操作人员可以直接修改）。 l 氧气温度指示。 l 氧气流量调节阀阀位指示。 l 氧气切断阀开关状态指示、连锁。 l 氧枪入口氧气或氮气压力指示、报警、连锁。低一值报警、低二值（低于 0.7MPa）报警并连锁自动提升氧枪。 3.3顶吹控制模块 (1)顶吹条件模块 ：以下条件全部 满足时 ，向吹炼条件模块送“允许吹炼”信号。此信号即为顶吹系统起动条件。 l 氧气入口压力高于低二值。l 氧气总管紧急切断阀开到位且在自动方式。 l 被选枪的氧气切断阀无故障且在自动方式。 l 被选枪的氮气切断阀和氮气调节阀关到位。 (2)顶吹紧急停止条件模块：以下条件之一满足时，向吹炼条件模块送“紧急停吹”信号；此信号即为顶吹系统紧急停止条件。 l 起燃信号超时未到。 l 氧气紧急切断阀故障。 l 被选枪的氧气切断阀故障。 l 堵枪：起燃信号到后氧气流量 降低至低限且无法调高。 l 当前工作氧枪的入口压力低于 0.7MP a 。l 仪表气源压力低于最小值。 (3)顶吹氧量累计模块 l 氧气计量累加器：氧气消耗量 ，每年可以复位一次。 l 氧气吹炼累加器：冶炼周期氧气消耗量，每炉出钢后复位。 (4)顶吹计时模块 l 炉次时钟：从废钢装入开始计时，到出渣后转炉回到垂直位 置停止计时。 l 吹氧阶段时钟：每次下枪起燃 开始计时，到提枪结束计时。 l 吹炼