引言
2000年以来，我厂先后建成了三座2600M3高炉，在中大型高炉工程施工建设运行上,其中在高炉自动控制系统的硬件设计、软件设计及软件调试方面, 更是通过不断的工程实践, 积累了一定的经验。把这些经验加以总结, 有助于今后的高炉自动控制系统构建工作。
1 工艺概况及自动控制系统
高炉生产主体工艺系统包括: 高炉矿、焦槽,上料(料车上料或皮带机上料) , 炉顶(无料钟炉顶或钟式炉顶) , 高炉本体, 出铁场, 粗煤气除尘煤气清洗(文氏管或比肖夫法) , 炉顶煤气余压发电( TRT) , 热风炉, 炉渣处理, 煤粉制备及喷吹等。高炉生产主要的辅助工艺系统包括: 高炉除尘系统,鼓风站,空压站,锅炉房,水处理系统,碾泥机,铸铁机,检、化验设施,生活福利设施等。
一般地, 高炉生产主体工艺系统与主要的辅助工艺系统分别由不同的控制系统进行控制。主体工艺系统采用三电(电气, 仪表, 计算机) 控制一体化程度较高的分布式控制系统进行集中控制、监视和操作; 主要的辅助工艺系统则视工艺过程控制的难易程度,选用独立的PLC(DCS) 或继电器(模拟仪表) 系统进行控制、监视和操作。主体工艺自动控制系统与辅助工艺PLC(DCS)或继电器(模拟仪表) 系统之间通过数据通信接口或I/ O 模件接线方式进行通信。本文仅对高炉生产主体工艺自动控制系统的各个设计阶段、内容,进行总结和介绍。
2 自动控制系统的组成及应用功能层次
高炉自动控制系统通常由常规检测仪表、电气传动系统及以计算机为主体设备的分布式控制系统共同组成。自动控制系统在系统应用功能上由4 级组成。第1 级为现场检测和传动级, 主要对工艺生产现场进行检测和驱动; 第2 级为基础自动化级, 主要完成生产过程的数据采集和初步处理, 数据显示和记录, 数据设定, 生产操作,执行对生产过程的连续调节控制和逻辑顺序控制; 第3 级为过程监控级, 主要完成生产过程操作指导, 作业管理, 模型计算, 数据处理及存储;系统与装置第4 级为生产管理级, 主要进行全厂生产信息管理。控制系统采用高速数据总线通信, 并留有与其他生产及管理部门通信的接口。第1 级属于常规检测仪表及电气传动系统;第2～4 级属于分布式控制系统。
3 自动控制系统设计阶段及主要内容
高炉自动控制系统的设计阶段按设计顺序可以分为:
(1) 控制系统装备水平的确定阶段;
(2) 分布式控制系统综合评估阶段;
(3) 控制系统初步设计阶段;
(4) 控制系统基本设计阶段;
(5) 控制系统详细设计阶段;
(6) 控制系统软件调试阶段。
3. 1 控制系统装备水平的确定阶段
主要包括:
3.1.1确定自动控制系统的设计原则
一般地, 设计应本着技术成熟, 装备先进, 适用性强,可靠性高的原则进行。
3.1.2 确定分布式控制系统的基本组成
分布式控制系统主要由控制站单元、操作显示站单元以及数据通信总线组成。各站点单元由数据通信总线联结在一起组成控制系统, 并通过数据通信总线进行相互间的通信,实现系统内部的数据共享。
3.1.3 确定自动控制系统的应用功能层次, 并提出各个应用功能层次上对系统硬件和软件的基本要求
在进行应用功能层次划分时,现场检测、传动级和基础自动化级是必需的;至于过程监控级和信息管理级,则应根据工程项目的资金情况及用户的生产管理水平决定取舍。
3.1.4提出自动控制系统的合理控制范围及主要控制和管理功能
一般地, 高炉生产主体工艺系统宜纳入控制范围。
点通
