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基于现场总线概念的高炉自动化控制方案

小麻籽  发表于 2009/10/4 15:51:00      1188 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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在现在的高炉自动化控制中往往采用分布式I/O结构。这种方案存在着现场布线多,施工量大,调试周期长的特点,鉴于高炉自动化的设备特点,采用现场总线控制和分布式I/O结构组建现场控制方案,更适合高炉自动化的控制。
高炉自动化主要有高炉本体仪表、炉定设备、框槽配料、布袋、热风炉、高架上料等系统组成。在以上系统中框槽配料、煤气净化(布袋)、热风炉中,都是由特定的功能设备组成,他们统一在高炉生产的总体框架下,同时他们又相对独立,每个分单元都是个完整的小系统。下面是详细地说明:
热风炉系统:高炉热风炉系统主要有若干(一般3~4)个热风炉单体和总管设备、公共设备组成,实现高炉的热风供给。在热风炉系统中,每个单体都是个完整独立的功能单元,都能够实现烧炉、送风的任务,同时各个热风炉无论是仪表还是电气设备配置相同;
煤气净化(布袋)系统:该系统有若干布袋和总管设备组成,完成高炉煤气的精华以及往热风炉供应干净的煤气。其中组成中的各个布袋单体都是个完整独立的功能单元,都能够实现净化、反吹、出灰、送气的任务,同时各个布袋无论是仪表还是电气设备配置相同;
框槽配料系统:这一系统由输料皮带、液压站、供料设备组组成,实现高炉配料供料的功能。其中供料设备组由料仓、下料给料机、下料振筛、计量仓、下料液压闸门除尘阀门构成,完成独立的物料筛分、计量任务、供料功能、工程除尘。同时功能设备配置相同。
正是因为以上三个系统的这些特点,为高炉上料的现场总线加分布式I/O结构提供了应用前提。系统控制结构如下;
系统总的自动化配置结构仍然保留现有的结构,采用三个CPU,分被控制高炉本体、高炉供料、热风布袋系统。同时对于每个系统针对实际情况,采用完全分布式I/O结构和现场总线加分布式I/O结构。其中高炉本体采用分布式I/O结构、高炉供料中的炉定设备控制部分(含液压站)采用分布式I/O结构、高炉供料中的框槽配料部分采用现场总线方式、热风炉和布袋采用现场总线方式。具体配置如下:
框槽配料:和炉定设备共用一个主站CUP,并按照仓组数量设置相应的PLC子站。各个子站通过通讯和主站CPU进行通讯实现数据交换。主站完成各个仓组的计量设置、配料指令发布;各子站中实现:振料、计量、下料、除尘的功能;同时接受主站的控制指令:计量相关设置值、配料启动指令,同时做出相应的应答。各子站分别设置独立的控制箱,箱内集成PLC控制系统、低压控制系统、仪表计量系统。各控制箱放置在现场。同时皮带组单独作个子站。
煤气净化(布袋)系统:和热风炉系统使用同一个主站CPU,并设布袋单体PLC系统、公共阀门系统、出灰系统子站。子站间通过通讯和主站CPU进行数据交换。主站仅完成根据生产工艺的指令发布工作如:完成工艺参数的设置发布、布袋协作指令发布(如箱体间的送气切换)、各布袋分项功能指令发布(如反吹、卸灰)、公共阀门的送气功能指令发布、卸灰系统设备的工作指令。各个单体PLC系统独立的完成布袋箱体的净化、送气、反吹、出灰功能。各个子系统根据主站的指令做出应答,完成具体的控制。各子站分别设置独立的控制箱,箱内集成PLC控制系统、低压控制系统、仪表计量系统。各控制箱放置在现场。
热风系统:和煤气净化系统使用同一个主站CPU,并设热风炉单体PLC系统、公共阀门系统、助燃风、液压系统子站。子站间通过通讯和主站CPU进行数据交换。主站仅完成根据生产工艺的指令发布工作如:完成工艺参数的设置发布、热风炉协作指令发布(如送风切换)、各热风炉分项功能指令发布(如烧炉、闷炉、吹扫)、助燃风机启动切换、液压系统的起挺切换。各个单体PLC系统独立的完成布袋箱体的净化、送气、反吹、出灰功能。各个子系统根据主站的指令做出应答,完成具体的控制。各子站分别设置独立的控制箱,箱内集成PLC控制系统、低压控制系统、仪表计量系统。各控制箱放置在现场。
特点:
采用这个方案的有以下特点:
因为该方案特点是每个功能装置分别作为独立的系统,并采用单独的柜体,因此具有以下优点:
1:减少工程总投资:
此方案下,各控制柜之间和控制室只有两根线:一根动力线、一根通讯线。因此可以节省大量的资金。
1)节省安装材料费:在此方案下,和常规设计相比,原来从控制室到现场元件的电线电缆变成了现场到现场,距离大大缩短,因此省去了大量的电线电缆。在线槽和电缆方面可以大大减少投资。
电缆:无论是动力电缆还是控制电缆,可以节约将近50%左右,甚至更多。
桥架:无论是从控制室和现场,不必再安装大截面桥架或是线槽,可以统一为200小线槽,而且敷设米数也大大降低。同时减少相应的安装附件和耗材,从而节省大量的资金。
2)节省安装费用:在此方案下,因为桥架和电缆用量的大幅减少,随之带来安装、布线、校线的工作量大大的降低,因此施工工时短用人少,同项相比可减少60%左右的工时。可有效的提前投产时间,用时间创造更大的效益。
3)节省控制室空间:因为控制的分散性,使得系统不再需要大空间的控制室。在控制室内的设备有大量的控制柜变成2个(总电源柜一台、分项电源分配柜一台)。从而在土建上大大降低基础设施投资。
2:分散的控制方式同时带来技术工作的便利
1)调试方便
因为控制的分散性,使得系统中能够划分成更小的单元来进行调试。从而更加灵活机动。
2)抗干扰性增强
因为避免了远程布线、采用通讯方式,减少了信号电缆干扰。同时通讯方式的采用更进一步降低了干扰的影响。
3)控制风险小,可靠性高
因为控制分散化,使得因单个设备或器件故障造成整个系统停机的几率大大减小,提高了系统的可靠性,可充分的保证系统的连续运转。同时因为主站cpu的工作量大大的降低,减轻了工作压力,使得器件运行时更可靠。
4)易于维护检修
因为分散控制,使得控制组建可以在系统运行下分别进行检修和维护,而不必安排在高炉停产大修的时候。
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