1、電爐除塵自動控制系統趙玉波（東北特鋼集團大連金牛股份第二煉鋼廠）王 萍（東北特殊鋼集團計控處）摘 要 本文主要介紹了電爐除塵控制系統的組成和調試過程。系統投運至今，運行穩定，收到很好的經濟效益和社會 效益。關鍵詞自動控制PLC 調試1引言大連金牛股份有限公司環保治理工 程一一電爐除塵項目，由日本新日鐵株 式會社和無錫東方環境研究所合作完成。 該項目采用爐蓋四孔直排和屋頂罩相結 合的除塵工藝，電爐產生的煙塵，絕大 部分通過直排系統，即經過電爐第四孔, 水冷滑套，燃燒沉降室，水冷管道，再 經增壓風機排出；另一小部分通過屋頂 罩排出，兩股煙塵在除塵器前匯合，經 除塵器凈化后由主風機排出。整個工藝過程

2、根據電爐工況采用自動控制，大大 降低了工人的勞動強度，徹底改變了冶 煉時廠房內的煙塵污染狀況，除塵效果 十分明顯。2自動控制系統的組成除塵自動控制系統共分三大部分， 分別由現場級（檢測儀表、傳感器和執 行裝置），基礎自動化（PLC）和上位機 組成。系統組態如圖1所示。：'r.-I :; ii.-! 4,以 L . IriduslrLal EtlUtTI。E圖1控制系統組態圖現場儀表主要檢測工藝過程參數和設 備運行狀態參數，PLC及分布式I/O通過 數據掃描采集信號并進行數據處理，然后根據控制要求向現場執行裝置發出控制信 號，完成控制功能。上位機一方面接收 PLC的輸入信號，另一方面根據

3、控制要求 向PLC發出控制指令，對工藝過程實現監控，同時實現過程數據管理功能。2.1 現場級該系統中需要檢測的工藝參數較多， 包括溫度、壓力、流量、轉速、振動等等, 其中參與控制的主要參數有風門閥入口溫 度，野風閥前煙氣溫度，除塵器差壓等， 另外還有一些設備運行狀態參數，主要是 監視和報警作用。系統工藝控制流程圖如 圖2所示。系統根據檢測到的工藝狀態參 數以及電爐工況模式，通過 PLC或現場操 作箱對現場的執行機構進行自動或手動控 制，如控制滑套、風門閥、二次閥、野風 閥等的開度，控制主風機和增壓風機組的 轉速以及除塵器清灰等動作.除 塵 器電爐主風機電機中液力偶合 器排氣筒圖2除塵系統工藝控

4、制流程圖2.2 基礎自動化該系統共有數字量信號180多個，模 擬量信號30多個，采用西門子 SIMATIC S7-300 可編程控制器(CPU3152DP), 由于現場信號比較分散，并且有些信號距離主站PLC柜較遠，故現場另設一個分布式I/O站，通過Profibus-DP總線與主站進行通訊，系 統PLC硬件配置如圖3所示。電源CPU接 口 模 塊通 訊模 塊通 訊模 塊DI模塊DI模塊DI/DO 模 塊DO模 塊通 訊模 塊A0模塊AI模塊AI模塊Do模塊Do模塊Do模塊接口模塊nD -Il SUDrf OTP、電源MJ 2模塊AI模 塊AI模 塊AI模 塊AO模 塊DI模 塊預留0#中央機架

5、1#中央機架分布式I/O站圖3 PLC硬件配置圖軟件部分采用西門子STEP7編程軟件, 模塊化編程。系統主要控制過程有以下方面：(1)主風機和增壓風機控制：根據電爐冶煉工況模式的不同，控 制風門閥和二次閥的開度，調節系統風 量。同時通過液力偶合器調節主風機和 增壓風機的轉速，達到節能降耗的效果。(2)滑套控制根據增壓風機風門閥前的煙氣溫度， 自動調節滑套的開度，以控制直排系統 風量和煙氣溫度，保護增壓風機風門閥 葉輪。(3)野風閥控制根據野風閥前煙氣溫度，控制野風 閥的開關，從而控制進入除塵器的煙氣 溫度，保護除塵器布袋不被高溫煙塵燒 壞。(4)除塵器消灰控制除塵器清灰系統分為定時和差壓控 制

6、清灰兩種，正常情況下，按照一定的 時間問隔依次對除塵器各倉進行離線清 灰。如果除塵器差壓過大時，則系統自 動縮短離線清灰間隔時間，以加快消灰 速度。(5)反吹氣源控制由于進入布袋的煙塵溫度較高，為 防止脈沖反吹時冷空氣遇熱凝露，使布 袋擰結。需對氣源進行凈化和加熱，使 反吹氣體保持在合適的溫度范圍內。2.3上位機系統上位機采用的是研華工控機，通過工業以太網與 PLC進行遠程通訊， 通訊介質采用光纖，由網卡、交換機、 光電轉換模塊、及 PLC通訊模塊組成。 同時，該系統可與車間內其它工藝控制 過程聯網，組成二級網絡，實現生產管 理。畫面監控采用西門子 WINCC組態 軟件編程，界面友好，操作人員

7、通過 HMI可監控整個生產過程，并具有數據 管理，報警和打印功能。3系統調試系統安裝完成后進行了調試，調試分 冷調試和熱調試。冷調試是在無負荷條件下 進行的，熱調試是系統通過冷調后，在 有負荷條件下進行的。整個調試過程硬 件部分和軟件部分同時進行。3.1 冷調試冷調分單體調試和系統調試。單體調 試是指對單個設備的運行調試，是系統調試的基礎。包括所有的傳感器元件、檢測儀表輸出、顯示是否正常，參數調 整是否 正確，電機、液力偶合器、風機、 閥門等 執行裝置，啟動、運行狀態是否 正常。在 PLC程序和HMI上監控它們的運行，出 現問題及時排除，為下一步系統聯調做好 準備。系統調試是在單體 調試結束后，所 有設備運行正常的條件下，對整個控制系 統進行的調試。包括 系統中所有控制、聯 鎖條件的調試，PLC控制程序的調試及HMI監控程序的調試等。3.2 熱調試在系統冷調試結束后，進入熱調試階 段，熱調試是在帶負荷的工況條件下，完成系統自動監控的調試。包括系統中一些 重要的控制參數的調整。比如在不 同的電 爐工況下，直排系統和屋頂罩的風量是不 同的，理論值和實際值總會有 些差異，這 就需要在實際生產工況下調整增壓風機和 主風機的轉速，使其既滿 足排塵的要求， 又節省能源。4結論目前，該系統已投運三個多月，除 塵效果良好