串级比例双交叉限幅控制在再加热炉温度控制中应用.pdfVIP

《冶金自动4匕)2011年s2 串级比例双交叉限幅控制在再加热炉 温度控制中的应用 周炜1，陆海鹏2，张超3，周爱参，陈东庆3 (1．宝山钢铁股份有限公司钢管条钢事业部，上海201900；2．宝山钢铁股份有限公司； 3．上海金自天正信息技术有限公司) 摘要：结合宝山钢铁股份有限公司钢管厂某机组再加热炉仪表改造项目，对串级比例双交叉限幅控制的控制思 想和控制算法做了详尽的分析，并以罗克韦尔公司的Control蚴xPLC系统为乎台，着重阐述了串级比例双交 叉限幅控制在再加热炉炉温燃烧控制系统中的应用。生产实际表明，整个炉温燃烧控制系统性能稳定，操作方 便，且能保证较高的热效率，减少对环境的污染。 关键词：串级比例双交叉限幅控制；燃烧控制；再加热炉；钢管 宝山钢铁股份有限公司钢管厂某机组的再加 1套冗余PLC、l台工程师站、4台操作站(其中l 热炉位于连轧机之后，张力减径机之前，是钢管热 台同时为L2服务器)、l台打印机及1台交换机组 连轧作业线上重要的加热、缓冲和调节热工设备。 成。系统网络分为控制网和监控网，控制网采用 通过加热，提高钢管的温度、塑性，降低变形抗力， 以满足进一步轧制的工艺要求。该机组原再加热 炉温控系统在1996年改造为美国LN公司的在冗余控制网上。系统配置如图l所示。 MAxl000分散控制系统(DCS)。原再加热炉温控 2炉温燃烧控制 系统由3对冗余DPU(控制单元)组成，用于负责 再加热炉分为六段燃烧控制，每1个燃烧控 仪表和电气设备的信号采集和功能控制。但是由 制区都设置3个软件控制器：炉温控制器、空气流 于设备在现场运行已将近15年，设备老化、破损 量控制器、煤气流量控制器。再加热炉燃烧控制 严重，且控制方式落后，存在很多问题，不再适用 包括：炉温双热电偶二选一；煤气发热值对煤气流 质量控制的要求…。 量的修正；热空气温度对空气流量的修正；炉温、 本次再加热炉控制系统改造后，再加热炉控 煤气流量、空气流量双交叉限幅串级比例控制；控 制系统由1套冗余PLC替代原DCS系统，燃烧控制回路的各种控制方式之间的无扰动切换等。 制系统采用串级比例双交叉限幅控制，其控制思 2．1热电偶选择 想是通过调节各段混合煤气流量、空气流量，进而 由于各区域炉内热电偶的双重化需要，各控 达到控制各段温度的目的心。J。它是以维持合适 制段设置2支热电偶。操作员可通过画面选择2 的空燃比为手段，来维持低过剩空气系数，从而保 支热电偶中的任意1支或高选、低选、选平均值作 证较高的热效率，同时减少了对环境的污染№。J。 为炉温控制回路的过程值。当1支热电偶断偶 本文着重介绍了串级比例双交叉限幅控制在宝钢 时，自动选择正常的热电偶的温度，并对故障热电 钢管厂某机组的再加热炉控制系统中的应用情 偶报警。当2支热电偶炉温偏差不小于40℃时产 况。 生偏差报警。当某温度控制回路的2支热电偶都 1控制系统 故障时，该回路自动切为软件手动。 再加热炉控制系统由1套冗余PLC替代原2．2煤气发热值对煤气流量的修正 DCS系统。改造后的再加热炉基础自动化系统由 经验修正公式为 牧稿日期：2011-05-30；修改稿收到日期：2011．06-09 作者简介：周炜(1973．)，男，江苏溧阳人。工程师，主要从事冶金自动化仪表方面的工作。 ·434· 《冶金自动4L)2011年s2 —