S7300PLC在九羊高炉喷煤的应用.doc

深圳稻草人自动化培训 S7-300 PLC在九羊高炉喷煤的应用 摘 要：高炉喷吹煤粉是一项正在迅速发展的新技术，一套可靠的自动控制对于连续、稳定的喷吹起着关键的作用。针对某钢铁公司炼铁喷煤现状，遵循先进性与实用性相结合的原则，设计了一套高炉喷煤系统。介绍了该系统如何利用西门子PLCS7-300 实现喷煤的过程控制、数据采集、喷吹量调节等自动控制。?关键词：过程控制 数据采集高炉喷煤?引言? 由于能源价格的上涨，使得吨铁成本上升，九羊公司内部挖潜改造、降低成本的空间已到极限，为了完成公司制定的产量目标和成本目标，必须采取新的措施来增产降耗，高炉喷煤配合富氧，则可大幅度地提高生铁产量、降低生铁成本，喷煤技术改造对我公司的发展具有非常重要的意义。? 高炉喷吹煤粉是世界炼铁正在迅速发展的一项重大技术，其目的??在高炉冶炼过程中，扩大高炉燃料来源，从风口向高炉喷吹煤粉，以价格低的煤粉替代价格昂贵的冶金焦，改善高炉的操作条件；增加高炉的调剂手段；最终达到节焦增产的目的。? 在当前能源紧张的形势下，必须采取措施大力节约和替代焦炭。炼铁生产降低焦炭的途径很多：如改进原料质量、提高风温、改善操作、降低铁水含硅量、加强管理等。但从效果上看扩大高炉喷吹煤粉，以煤代焦乃是降低焦炭消耗的最有效措施。因此，扩大高炉喷煤是当务之急，符合钢铁工业长远规划。?1 山东九羊钢铁公司炼铁喷煤现状? 山东九羊钢铁公司铁厂现有128 m3、350 m3、420 m3三座高炉,按年生产日为355 天，则年产铁为110 万吨。九羊高炉喷煤设计按混合喷吹无烟煤、并罐喷吹系统设计，并联罐的优点：①罐系统出现故障，可三个罐轮流喷煤；②倒罐较易实现自动控制；③厂房低，投资小；并联罐的缺点：①倒罐瞬间中断喷吹；②输粉切断阀开关频繁，寿命短。?2 设计原则? 九羊高炉制煤、喷煤自动检测控制系统的设计遵循先进性与实用性相结合的原则，充分考虑到满足设备控制要求，完善测量功能，在检测元件选型方面适应制煤、喷煤工艺气粉混合测量和煤粉易燃爆的特点，具有测量准确、维护量小、防爆、使用寿命长等优点。高炉喷煤系统主要由制粉系统和喷煤系统两部分组成。两部分可以单独运行，互不影响。?3 控制原理和硬件结构?3.1 硬件配置? 该工程采用S7-300 系列可编程控制器，SIEMENS 系统是具有快速处理能力的专用计算机系统，是模块化、可扩展的体系结构，是用于工业和制造过程实时控制，具有体积小、内存大、处理速度快、组态灵活和便利用户支持的特点，在支持新技术的同时，提高了性能价格比。?3.2 软件配置? 运用STEP7 V5.2 软件对PLC 系统组态编程，STEP7 V5.2 既可以进行复杂的仪控，又可以进行常规的电气控制。? 画面监控软件选用WinC C 6.0 软件，该软件操作简单，能够动态显示工艺过程参数，并可设置重要参数的历史趋势、实时趋势、报警等。?3.3 控制系统的通信网络? 该网络结构包括两套PLC 系统：制粉系统、高炉喷煤系统。每个控制系统通过以太网进行数据传输和现场设备的控制。在喷煤控制室，设4 台上位机，其中原煤储运、烟气炉、制粉共用一台上位机；128 高炉、350 高炉、420 高炉喷吹各一台上位机，各上位机、PLC 之间通过交换机互联。该网络结构可以为将来联网做准备，交换机预留光纤口，通过光线实现数据的透明化，具有不可比拟的优越性。其网络结构如图1 所示。 4 工艺及控制功能介绍?4.1 原煤储运系统? 该系统包括受料斗A、受料斗B、振动给煤机A、振动给煤机B、电磁除铁器、转运皮带机、大倾角皮带机、振动筛，主要负责向原煤仓上煤，操作人员根据原煤仓需煤量的情况开启设备：依次启动振动筛、大倾角皮带机、转运皮带机、电磁除铁器、振动给煤机A 或振动给煤机B,设备停止顺序与启动顺序相反。?4.2 烟气炉系统?4.2.1 工艺介绍? 该系统为制粉系统提供干燥原煤和输送煤粉的干燥气，干燥气为烟气炉燃烧煤气产生的热气体。为了保证磨煤系统所需的一次风量31 000～53 800 Nm3/h，入口温度180～250℃的混合干燥气。热空气，经一台主引风机吸送至磨煤机用以干燥原煤和输送煤粉。为了保证磨煤系统所需的一定温度、一定流量的一次混合干燥气，使出口温度处于规定值内，并通过磨煤机出口温度变化情况进一步控制和调节磨煤机入口的一次风调节阀、掺冷风调节阀的开度。?4.2.2 控制功能?① 当高炉煤气压力高于高定值或低于低定值时，由操作人员计算机手动调节阀门开度；?② 冷空气调节系统，根据中速磨所需热风的温度的高低混兑冷空气，由操作人员计算机调节阀门开