450m3高炉炼铁综合自动化控制系统
设计理念:
【1】高可靠性方案:本高炉控制系统中实现了“三电一体化”,“三电”(仪表自动控制系统、电气自动控制系统及计算机控制系统)都采用统一的软、硬件系统,即西门子公司最先进的混合控制PCS7系统;高可靠性突出表现在冗余配置方面:管理网冗余(100M工业光纤以太网为双环网拓扑结构)、操作站冗余、供电电源冗余、模块可带电拔插(方便日后不停产扩展系统,提高系统可用性及可靠性)、输入信号冗余(冗余输入的热电偶、热电阻、变送器信号接入不同的AI模块);控制网络详尽设计,所有光纤、DP电缆等通讯线都设计有明确的标识,都必须现场走通讯线专用的不锈钢电缆桥架,尽一切可能确保通讯网络安全可靠;另外,特别考虑到万一联网通讯失败时为保证全工艺段的基本持续自动可靠运行,本方案也设计实施有系统间必要的硬件连锁、I-O接口等信号。
【2】主要工艺集成: 450m3高炉炼铁各个主要的工艺段的自动控制系统全部集成在同一个控制网络系统中,实现了高炉本体、槽下上料、热风炉、干法除尘等各个工艺段自动控制子系统自己内部全自动控制,以及子系统间全工艺连锁全闭环控制,高炉炼铁全工艺段生产控制稳定、可靠、敏捷、灵活。
技术进步:
【1】采用变频控制:高炉的料车主卷扬、探料尺、炉顶的旋转布料溜槽的倾动角α及旋转角β等关键设备的控制都采用进口高可靠性的变频器进行优化设计控制,为高炉稳产、高产、安全高效运行奠定了坚实的设备基础。尤其料车主卷扬的变频控制、高精度定位控制、综合保护控制系统的设计堪称完美:料车主卷扬的变频控制采用两套完全独立的变频控制系统,重载变频器功率选大两个等级,涂层电路板,制动单元选足够大到即使空车上行而重车带料下行的极端运行条件下能保证不超速、不跳闸;料车定位控制除传统主令控制器控制外,还特别设计有采用绝对值编码器(Profibus-DP接口多圈绝对值型编码器,单转8192拍,共4096转)的高精度定位控制方式检测料车运行的真实绝对位置,输出的位置信号传输至PCS7控制站的Profibus-DP通讯接口转换成数字信号,这就可实现料车定位的数字化控制,定位精度高(±1cm)且调整、调试简单,只须通过键盘就可更改定位点,另外通过键盘还可设定定位的最大、最小值,这样就可避免料车冲顶的严重设备事故;料车主卷扬的综合保护设计有:紧急停车、车上行方向超极限保护、松绳故障保护、抱闸供电异常保护、制动系统故障保护、超速故障保护、运行方向错误保护、减速频率错误故障保护、过电流保护等,杜绝了料车所有可能故障的发生,确保了料车的完全可靠运行,具有极大的推广应用价值。