PLC在高炉拨风系统的应用

1、【摘要】本文介绍了新兴铸管高炉鼓风互拨plc 控制方案和应用 , 并对自动控制系统的软硬件配置进行了说明。【关键词】 plc; 高炉顶压 ; 煤气倒流前言新兴铸管股份有限公司是从事球磨铸管的大型国有企业 , 我公司二炼铁现运行高炉2座,分别为420m3和580m3高炉,单鼓单炉的运行模式,一旦高炉鼓风机出现停机故障 , 高炉都可能发生“坐料”、“风口灌渣”等严重的生产事故, 事故处理时间一般在 56 个小时。给公司的生产经营造成直接和间接的经济损失。更有甚者,风机停机可能引起高炉煤气倒流发生中毒或爆炸, 将会直接威胁人身和设备的安全。利用 plc 通过阀控实现两座或两座以上高炉的供风自动互拨,

2、 保证故障高炉的一定供风流量和压力 , 避免高炉出现: “坐料”和“灌渣” , 可以缩短事故处理时间 ,尽快恢复生产 , 降低工人的作业强度。plc 自动拨风的工作原理将两座高炉的供风母管上建设一道dn800的联通管道，特设两台电动阀门和一台双向快速拨风阀 , 拨风阀一般使用气动阀 , 采用氮气作为动作气源, 氮气压力一般在 0.50.8mpa 。当其中一台在线运行机组出现故障停机而造成突然断风时, 此时可通过 plc 自动控制系统实现气动阀的快速启动 , 在最短时间将一定压力的风量补充给故障风机对应的高炉送风母管。从而有效防止因风压不足造成的高炉“灌渣”。plc 自动拨风方案的实现高炉管网系

3、统改造方案为实现两座高炉的相互拨风，新增dn800电动阀门两台（电动阀为拨风专用高 品质全金属密封双向蝶阀，最大承受压力1.0mpa,最高温度300c，完全满足拨风系 统的需要 ), 双向气动调节阀一台 ( 气动调节阀为拨风专用高品质全金属密封双向蝶阀，最大承受压力1.0mpa,最高温度350c，气动调节阀完全打开时间0 3s,完全满足 拨风系统的需要)，新敷设dn800管道30米，作为1# 2#高炉的互拨送风调节管 道。管网改造方案如下图 :拨风控制系统的设备配置拨风控制系统plc 选用西门子 s7-300 。 TOC o 1-5 h z 使用元器件清单如下:(1)plc 控制柜 1 套柜内

4、设备配置如下 :监控工业控制计算机1 台送风压力变送器(00.4mpa) 4 台拨风控制系统的上下位机控制方案控制系统上位机控制方案新兴铸管拨风系统设计crt 画面有四部分组成 : 系统主画面, 参数设置画面, 趋势画面和报警画面。系统主画面可以实时显示各风机、拨风阀组各阀门状态, 管道压力值实时显示 , 拨风系统就绪状态等, 画面中各动态变量均以黄色显示, 当系统拨风时, 画面还会显示几号风机向几号高炉拨风, 同时红色显示风机拨风方向。总之 , 整个拨风系统的全部信息都能够在主画面中实时体现出来, 对于操作者来说 , 不需要切换画面即可对整个系统情况一览无余。压力趋势画面用于监控三座高炉送风

5、总管和拨风阀氮气管道的压力值, 压力值以动态线性现实 , 可以方便直观的监控压力变化趋势。事件记录画面用于记录整个拨风系统的开关量变化情况。风机拨风参数设定画面拨风气动阀系统参数的设定 :气动阀设定开度不同的主要原因为两台风机的容量不同 ,av40 风机相对 av50风机压力和流量参数要小一些。同时此开度设计既保证了故障高炉的不灌渣得风量也避免了运行风机由于过载出现喘振的发生。本设计方案根据实际情况将2#风机向 1#风机送风气动阀开度设定为30%,1#风机向2#风机送风气动阀开度设定为40%。控制系统下位机控制方案 TOC o 1-5 h z 下位机系统必须实时监控以下数据并作出动作判断:1#

6、高炉供风母管允许拨风条件:母管上的风压大于0.18mpa;母管上的风量大于1400nm3/min;(3)2# 风机逆止阀关闭 ;(4)2# 风机防喘振阀打开;(5)2# 风机风管压力低于 0.16 mpa。2#高炉供风母管允许拨风条件:母管上的风压大于0.18mpa;母管上的风量大于1600nm3/min;(3)1# 风机逆止阀关闭 ;(4)1# 风机防喘振阀打开;(5)1# 风机风管压力低于 0.16 mpa。系统运行以后自动检测风机的运行参数, 当系统检测发现两台风机中的一台风压低于0.16mpa,并且风机逆止阀关闭，风机防喘振阀开启，即判断需要拨风，然后系 统检测运行风机风压不低于0.1

7、8mpa,风机流量满足供风条件，即可拨风。拨风的同 时在运行风机静叶自动或手动开启 , 满足供风量的同时保证机组不喘振。根据拨风工艺要求, 系统设计了 ups 电源系统对下位机供电。plc 自动拨风系统的操作几点说明在电动调节蝶阀的操作画面上可在阀位控制所对应的数据栏中输入所期望的阀位开度去控制蝶阀的开度, 也可通过点击下面的“开阀”、“关阀”按钮来逐步的调整蝶阀的开度。在气动快开阀的操作画面上可进行“开阀”“关阀”的操作, 但操作受到了关联限制 , 只有在拨风动作时或进入“试验开关”状态时方可对气动阀进行打开或关闭的操作。系统在自动拨风状态, 根据两台风机的状态及系统的状态决定拨风的时机。在参数中选择“进入拨风后压力自动调节” ( 按钮变红 ) 时 , 拨风完成后, 还会继续调整气动阀开度, 使得拨风的风压保持在预设值, 避免过度的拨风。拨风系统投入运行时首先应将两台电动调节蝶阀全开。, 先将两台电动阀慢慢拨风结束需要关闭拨风阀时, 将气动阀切到“手动” 关上 ( 在此过程中注意运行风机的工况变化随时停止关闭电动阀等待风机工况的允许再继续关闭电动阀 ) 。待电动阀完全关闭后 , 再去关闭气动快开阀 , 待气动阀关闭到位后 , 按“复位”键结束全部拨风过