西门子工业自动化产品在某钢铁公司转炉工程中的应用

某钢铁公司新建转炉工程选用国际国内先进的工艺装备。转炉工程总投资5.02亿元、工期18个月，设计能力为年产钢200万吨。 此项工程是经国务院办公会批准，国家经贸委、国家计委列入国债项目予以实施的工程，其中转炉工程是迄今为止国内冶金行业最大的工程总承包项目，也是全国唯一一个由国内钢铁设计研究总院总承包的完整炼钢厂工程。

SIAS在此项工程中负责承担项目的电控产品供货、系统详细设计与集成、用户系统培训、柜体成套及现场调试与工程服务工作。

工艺及设备情况简介：
该工艺采用了"先进、可靠、成熟"的顶底复吹和高效连铸技术。
转炉本体:在整个转炉吹炼过程中，由于冶炼操作需要，转炉需要倾动到不同的角度，以便进行各项作业内容。
转炉倾动回转角度：+/-0-360度
转炉倾动回转速度：高速1.0r/min/低速0.2r/min
氧枪 :转炉氧气炼钢法与其他炼钢法相比，一个重要的特点就是氧气以高速射流形式穿入熔池金属液中，从而实现对金属液的冶炼过程。


吹炼
溅渣护炉
氧枪刮渣
换枪
氧枪紧急提升
液面高度设定
氧枪位置控制校准
氧枪升降速度设定
板坯连铸机:板坯连铸是炼钢车间比较重要的工序，完成从钢水到板坯材的制成工作。

钢水罐及中间罐车
结晶器振动装置
扇形段夹送辊（拉矫装置）
切割前辊道
切割下辊道
喷印辊道
方坯连铸机:方坯连铸与板坯连铸类似，同样也是炼钢车间比较重要的工序，完成从钢水到方坯材的制成工作。

钢水罐及中间罐车
结晶器振动装置
拉矫机装置
液压剪切装置或火焰切割机
后部输送辊道

控制方案简介及控制难点说明：
在本项目中，我们采用德国西门子公司的PLC、通讯、工控软件及传动控制产品组成高质量、高性能的整合的控制系统，完成整个项目的过程及拖动控制任务。其中，采用了五套S7-400型PLC、十五套S7-300型PLC、近百套MASTERDRIVER系列传动产品（功率范围从几KW到数百KW）。
上位监控系统由工业控制计算机配装工控软件，完成整个系统的过程数据采集、运行状态监视、系统设备控制及其他工业数据的采集、报表生成、打印、数据备份等工作。PLC系统与传动控制系统间采用的是西门子公司的PROFIBUS-DP总线通讯方式，完成控制信号及数据的高速传递与交换。同时，各子系统PLC与该子系统设备间有充分的信号线连接，当通讯系统出现故障时，子系统可独立运行，保证系统的安全性及可靠性。
系统主要的控制难点有以下几个方面：


四台转炉倾动电机的负荷平衡
氧枪提升时的钢绳松弛与抖动
板坯夹送辊电机的负荷平衡
方坯拉矫机的平衡出力
通讯网络的高速、高效数据传递

其中，四台转炉倾动电机的负荷平衡是该项目中技术难度最大的课题，要求必须做到高速响应、高控制精度、高安全可靠性能。与以往的同等级转炉项目不同，上述课题的传动控制装置全部采用的是西门子公司的全交流MASTERDRIVE 6SE70系列变频器产品，配合西门子公司的PLC、PROFIBUS-DP通讯网络构建起高性能的传动系统，充分发挥出西门子产品多功能、高性能的特点，较好地解决了技术难题，并将负荷分配控制精度提高到5%以上(用户提出的负荷分配考核指标为众所周知，在冶金行业的工程项目中，所采用的电气自动化产品范围之广、种类之多几乎函概了电气自动化产品的所有门类，其中包括低压电器产品、逻辑控制产品(PLC)、工控及软件产品、通讯网络产品、仪表类产品、传动控制产品、传感器类产品、电动执行结构等等，德国西门子公司在上述的各项产品门类中都有高性能产品可供用户选择，同时在产品兼容性、产品相互接口的适应性等方面有着无可比拟的优势。
现场控制站在与设备自带的PLC通讯时，采用Profibus_FMS的方式，其通讯介质为屏蔽双绞线，其通讯速率最大可达1.5Mbit/s。
10KV及各变电所的相关信号，通过智能继电保护装置及智能空气断路器、用PROFIBUS－DP的通讯方式与现场控制站交换数据，每个间隔保护及测量装置均作为现场控制站的从站。
现场控制站采用西门子S7 400 PLC，CPU采用4163DP高档CPU，具有运算速度快，资源丰富等优点。
计算机监控软件采用西门子WINCC，它具有画面显示、趋势曲线、报警处理、报表处理、数据管理、网上浏览等功能。
整个自控系统体现了西门子全厂一体化的先进自控理念，并且网络结构完全符合现场总线的国际标准。