宣钢六号高炉上料控制系统改造———宣钢六号高炉上料控制系统改

　
  摘要：随着高炉工艺的发展，宣钢六号高炉上料自动控制系统存在的问题日益严重，高炉顺产、稳产得不到保证。所以，硬件的改造升级、程序的优化以及增加新的工艺程序成为必然。
关键字：上料  Industrial IT  AC-800F 网络  程序

  一、前言
       2008年6月，对宣钢六号高炉进行了大修。之前，自控系统均采用ABB公司Industrial IT  Freelance 2000系统，用于执行工业过程控制的控制器为PS即常规过程控制器，组态软件为DigiTool，操作员站软件即监控软件为Digivis , 版本为Industrial IT V6.2。操作系统为Windows 2000。由于常规过程控制器PS不冗余，且下挂模件有的不具备带电插拔功能，一旦出现故障，对生产造成极大的影响。同时，无论是组态软件，还是操作员站的监控软件，由于版本较低，一些新工艺不能很好实现。因此，对控制系统改造及控制程序升级势在必行。

  二、系统构成及特点
       改造后，采用ABB公司的Industrial IT  AC-800F工业用集散过程控制系统（DCS）,硬件系统全部更换。软件方面，操作系统为Windows XP,组态软件和监控软件升级为Industrial IT V8.1，分别为CBF和Dgivis。所有的上料程序进行优化、改进。系统配置图络如图
   
          改造后的上料系统，AC－800F是ABB集团自动化总部推出的一种具世界领先水平的全能综合型开放系统，该系统融传统的DCS和PLC优点于一体并支持多种国际现场总线标准。它既具备DCS的复杂模拟回路调节能力、友好的人机界面（HMI）及方便的工程软件。又同时具有与高档PLC指标相当的高速逻辑和顺序控制性能。系统既可以连接常规I/O，又可连接Profibus、FF、CAN、MODBUS等各种现场总线设备。控制器AC－800F为冗余配置，从AC800F现场控制器的Profibus模件（FI830）出来的Profibus DP线经过了冗余连接模件 (RLM01)，与S800I/O站的CI840进行连接，Profibus DP现场总线采用了冗余方式，通讯方式采用冗余的光纤双环通讯，保证了数据通讯的可靠性。

  三、 改造方案的实施
　　上料控制系统包括三部分:
1、 炉顶设备的控制。
　　1.1炉顶设备
炉顶设备包括受料斗，料罐，上密封阀，1＃、2＃放散阀，1＃、2＃均压阀，料流阀，下密封阀，倾动，1＃、2＃探尺。
1.2炉顶控制
       炉顶工艺流程分两部分，一部分是炉料从受料斗到料罐，另一部分是由料罐到高炉。炉料从受料斗到料罐，满足放料条件后，开放散阀，放散阀开后延时6秒，开上密、开截料阀、关放散依次进行，将受料斗中的炉料放入料罐。等受料斗的炉料全部进入料罐，受料斗是否为空，可由两个条件来辨定，一是截料阀开到极限位延时20秒，一是受料斗的重量，如果重量小于1.0t，就为空。放空之后，关截料阀，关上密阀。此时第一部分流程结束，第二部分开始。从料罐到高炉，也是满足相应的放料条件后，提探尺，探尺提到零位后，开下密阀，转回转，开料流。此时炉料开如进入高炉，料罐空放后，大开料流关均压阀，料流大开一下，关料流，关下密，停回转，回转停，完成炉顶放料的一个循环。
1.3炉顶布料过程
        炉顶布料在程序中将焦、矿分开。当通过料罐射源检测到料罐料种为矿时，就用矿焦设定的布料角度和相应圈数，料罐料种为焦时，就用焦设定的布料角度和相应圈数。采用多环布料，每一种料都要从第一环第一个角度开始检测，布完相应的圈数后，到第二环，仍然从第一个角度开始，布设定的圈数，依此类推，直到走完设定的圈数为止。多环不同角度布料使无料钟炉顶遵循了布料要发展中心、抑制边缘的原则，确保炉料和煤气流的正常分布，充分起到了无料钟炉顶的上部调剂作用。

  
2、主卷扬控制。
        采用双料车上料，主卷扬由1＃、2＃直流变频，卷扬机有自动与手动两种操作方式，自动控制设备及手动操作台均在槽下。主卷扬与槽下供料及炉顶装料设备，按程序自动控制并安全联锁，形成高炉上料自动控制系统。卷扬机设有自动保护装置以确保设备安全运行。
主卷扬为1＃、2＃绞车，只有槽下允许启车和炉顶发出允许命令后，主卷扬才可上行，中间设有减速位，经过高、中、低速运行。在上行过程中，任何一个与主卷扬相关的条件不满足，发生报警，都要紧急停车。
3、槽下设备的控制。
3．1槽下设备
        槽下为南北矿仓16个矿仓供料，对称分布，可随机进行选择，16个矿仓对应7个称斗。焦炭仓2个，对应2个焦斗。烧结矿经给料机和振动筛筛分后，进行入称斗，完成一次称重，接到开门指令后打开闸门卸料，经主皮带运行至中间斗进行二次称量，满足放料条件后，装入主卷扬。焦炭通过给料机、振动筛筛分后，一次称量，满足条件后，直接入主卷扬。槽下有一条主皮带，4条返矿皮带。
3.2槽下设备控制
       筛料的控制。筛料主要由筛料程序来完成。首先在料单中进行设定，有料仓、重量、料种。根据设定情况，先启动振动筛，延时后启给料机，振动筛振动使料进入称量斗。给料机由变频器控制，通过调整变频速度来控制下料速度，同时还设有流量，即停筛后余振下料量。当下料量加上流量等于设定重量时，停振动筛，给料机。为保证筛料的准确性，还进行补偿计算，自动补偿。
放料的控制。放料即称量斗自动开门，将称量斗中的料放入主皮带。放料程序包括：装序拆分程序，放料子程序，放料主程序。
        装序拆分程序。将在料单中送入的装序进行分解，判定本料序有几个循环，每个循环由几车焦、矿组成，找出本批装法，运行本批装法，得出结论，主卷扬该上矿还是焦。如果是矿，开中间斗闸门，如果是焦，开焦斗闸门。例如：料单中送入装序为：3SS!JJ!+2S!JJ!，首先要拆为3SS!JJ!和2S!JJ!，再由3SS!JJ!得出装法为SS!JJ!，还要走3个循环，本批装法有四车，分别为S ，S， J，J。走完之后，同样，再运行装法2S!JJ!。S代表矿，J代表焦，!代表开上密位置。
放料子程序。即料由称斗放入中间斗的情况，为一车矿的选料，即装法中的一个S。
        七个称斗可根据要求任意选择，一车可以是一种或多种料经皮带入中间斗。同时，选择七个称斗的放料顺序，即开闸门顺序，可设为“正装”或“倒装”。称量斗闸门按选择顺序，一个称斗开门放空并关门后，下一个称量斗动作。七个称斗的任意选择，在装料方法中实现。称斗选择方式见下图。
  
        装料主程序。装料主程序完成一批料的矿运行，如SS!JJ!或S!JJ!中的S，可以根据车数进行选择，不同车数有不同的矿的配料，如第一种装法中和两车矿可以选择不同的称斗产，在装料方法设定中实现，这种不同的配料方式我们设定为20种，即有20个处方，足以满足生产要求。

  四、 结束语
       上料自动控制系统改造投产以来，完全满足炼铁工艺的要求，运行稳定，操作简单方便，提高了高炉的利用系数，取得了显着的经济效益。