济钢120t转炉污水处理自动化控制系统
日期：2006-3-20 18:43:49 来源：本站整理
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1 前 言
2002年济南钢铁集团总公司（简称济钢）为进一步优化工艺和产品结构，建设了120t转炉。为节能降耗和改善环境，使转炉炼钢生产达到清洁化，对转炉烟气采用二文全湿末燃法（OG）净化。转炉烟气除尘污水量为1200m3/h，污水悬浮物含量在6000～10000mg/L。为节约用水，保护环境，建设了以高效斜管沉淀罐设备为核心的污水处理系统。
从烟气净化设施排出的污水经高架溜槽至磁凝聚器磁化处理后，进入粗颗粒分离机，分离出颗粒粒径60μm以上的固体颗粒，最后污水自流进入具有三级沉淀装置的高效斜管沉淀罐，对污水中的悬浮物进行沉降分离。能够有效地分离出水中粒径超过10μm的杂质,保证出水悬浮物含量低于50mg/L。澄清后的水由斜罐顶部溢流排出，再自流进入泵站内热水池，用水泵提升到冷却塔降温冷却后，自动流入冷水池，待水质稳定后再由加压泵加压，经自清洗过滤器过滤后供用户循环使用。高效斜管沉淀罐分离出的污泥浓缩后，经底部排泥管道上的泥浆浓度测量计检测浓度，自动排到带有搅拌装置的中心集泥池，由泥浆泵将泥浆送到浓缩池、再由污泥回收处理系统集中处理，回收利用。该系统工艺设备先进，自动化水平高，能够对转炉除尘污水进行高效处理，满足转炉除尘对水质的要求。
2 控制系统的硬件构成
控制系统硬件配置如图1所示。
图1 120t转炉污水处理自动化控制系统构成
2.1 PLC控制站
根据污水处理系统工艺设备整体分散、局部集中的分布特点，本控制系统设置了6个PLC控制站，均采用施耐德电气公司生产的适应分散控制系统的Modicon TSX Momentum系列工控产品，用于采集数据、控制现场设备。具体配置如下：
环泵站电气、仪表控制系统；
颗粒机及斜罐沉淀器等电气控制系统；
污泥脱水间及浓缩池等电气、仪表控制系统；
1#～3#加药机电气、仪表控制系统。
2.2 人机接口（HMI）
120t转炉污水自动化控制系统设1台Server/Client机，3台Client机。作为Client/Server的结构，该系统的客户端和服务器应用OPC（OLE for Process Control）协议进行通讯，集中控制室通过服务器采集各PLC控制站的数据，并负责分发至各工作站，来自各工作站的指令再通过服务器分派至各PLC控制站。
2.3 网络结构
整个控制系统大量使用先进的网络技术，以满足不同层次通讯需求。
每套PLC系统CPU模块集成了Ethernet网接口（传输速率10MB/s），通过10/100M交换机上挂Ethernet网，与上位机（Ethernet网卡）、其它PLC（Ethernet接口）、编程器等建立快速信息交换的Modbus TCP/IP Ethernet网络。
CPU模块通过Interbus通讯适配器与远程I/O模块以及PLC与现场操作箱通过Interbus分支接口实现了500K/s I/O Bus网络扩展方式。
PLC通过可选适配器与Altivar系列变频器配及现场仪表箱建立对等通讯的1MB/s MB+网络。
整个转炉浊环水处理自动化控制系统通过100M交换机与精炼连铸、转炉等组成上一级管理网。每个PLC由Ethernet通讯接口提供自己的网络链接Web页，用户可通过浏览器、HTML浏览本系统的运行状况和生产情况。
2.4 典型设备控制回路
大部分电气设备控制回路采用常规的自动开关-接触器-热继电器恒转速交流电动机传动方式。冲洗泵、粗颗粒分离机、螺旋输送机等设备采用施耐德Altivar系列变频器恒转矩控制。以冲洗泵变频器的控制回路为例，变频器通过外置的MB+接口与MB+网卡上挂1#PLC系统MB+网，通过Peer Cop协议，接收PLC发出的控制字，并将变频器状态及设备运转实际值发送到PLC进行处理及显示，控制回路见图2。
图2 冲洗泵变频控制原理
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
2002年济南钢铁集团总公司（简称济钢）为进一步优化工艺和产品结构，建设了120t转炉。为节能降耗和改善环境，使转炉炼钢生产达到清洁化，对转炉烟气采用二文全湿末燃法（OG）净化。转炉烟气除尘污水量为1200m3/h，污水悬浮物含量在6000～10000mg/L。为节约用水，保护环境，建设了以高效斜管沉淀罐设备为核心的污水处理系统。
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从烟气净化设施排出的污水经高架溜槽至磁凝聚器磁化处理后，进入粗颗粒分离机，分离出颗粒粒径60μm以上的固体颗粒，最后污水自流进入具有三级沉淀装置的高效斜管沉淀罐，对污水中的悬浮物进行沉降分离。能够有效地分离出水中粒径超过10μm的杂质,保证出水悬浮物含量低于50mg/L。澄清后的水由斜罐顶部溢流排出，再自流进入泵站内热水池，用水泵提升到冷却塔降温冷却后，自动流入冷水池，待水质稳定后再由加压泵加压，经自清洗过滤器过滤后供用户循环使用。高效斜管沉淀罐分离出的污泥浓缩后，经底部排泥管道上的泥浆浓度测量计检测浓度，自动排到带有搅拌装置的中心集泥池，由泥浆泵将泥浆送到浓缩池、再由污泥回收处理系统集中处理，回收利用。该系统工艺设备先进，自动化水平高，能够对转炉除尘污水进行高效处理，满足转炉除尘对水质的要求。
plcjs.技.术_网
2 控制系统的硬件构成
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控制系统硬件配置如图1所示。
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plcjs.技.术_网
图1 120t转炉污水处理自动化控制系统构成
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2.1 PLC控制站
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根据污水处理系统工艺设备整体分散、局部集中的分布特点，本控制系统设置了6个PLC控制站，均采用施耐德电气公司生产的适应分散控制系统的Modicon TSX Momentum系列工控产品，用于采集数据、控制现场设备。具体配置如下：
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环泵站电气、仪表控制系统；
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
颗粒机及斜罐沉淀器等电气控制系统；
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
污泥脱水间及浓缩池等电气、仪表控制系统；
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
1#～3#加药机电气、仪表控制系统。
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
2.2 人机接口（HMI）
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
120t转炉污水自动化控制系统设1台Server/Client机，3台Client机。作为Client/Server的结构，该系统的客户端和服务器应用OPC（OLE for Process Control）协议进行通讯，集中控制室通过服务器采集各PLC控制站的数据，并负责分发至各工作站，来自各工作站的指令再通过服务器分派至各PLC控制站。
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2.3 网络结构
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
整个控制系统大量使用先进的网络技术，以满足不同层次通讯需求。
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每套PLC系统CPU模块集成了Ethernet网接口（传输速率10MB/s），通过10/100M交换机上挂Ethernet网，与上位机（Ethernet网卡）、其它PLC（Ethernet接口）、编程器等建立快速信息交换的Modbus TCP/IP Ethernet网络。
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CPU模块通过Interbus通讯适配器与远程I/O模块以及PLC与现场操作箱通过Interbus分支接口实现了500K/s I/O Bus网络扩展方式。
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PLC通过可选适配器与Altivar系列变频器配及现场仪表箱建立对等通讯的1MB/s MB+网络。
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整个转炉浊环水处理自动化控制系统通过100M交换机与精炼连铸、转炉等组成上一级管理网。每个PLC由Ethernet通讯接口提供自己的网络链接Web页，用户可通过浏览器、HTML浏览本系统的运行状况和生产情况。
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2.4 典型设备控制回路
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大部分电气设备控制回路采用常规的自动开关-接触器-热继电器恒转速交流电动机传动方式。冲洗泵、粗颗粒分离机、螺旋输送机等设备采用施耐德Altivar系列变频器恒转矩控制。以冲洗泵变频器的控制回路为例，变频器通过外置的MB+接口与MB+网卡上挂1#PLC系统MB+网，通过Peer Cop协议，接收PLC发出的控制字，并将变频器状态及设备运转实际值发送到PLC进行处理及显示，控制回路见图2。
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图2 冲洗泵变频控制原理
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