邯钢6号高炉上料系统的改造工艺
日期：2007-11-15 0:32:58 来源：中国自动化网
点击： 作者：未知
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1、前言
邯钢6号高炉上料工艺是将烧结矿、焦碳、焦丁等炼铁原料首先通过振动筛、给料器、矿仓、皮带、矿中间斗等设备到料车，然后到达高炉炉顶，最后通过布料器、小钟、大钟等炉顶设备进入高炉炉体的。起工艺流程见图1。
高炉上料工艺的备料、运料及炉内部分均采用了工业PLC自控调节系统，控制着高炉槽下备料、料车行程、炉顶设备等众多设备相关的控制参数。因此，自控装置的好坏，控制操作方式的优劣，直接影响着高炉生产及操作人员的劳动强度。
图1 高炉上料工艺流程图
2、存在的问题
邯钢6高炉为有料钟，自从1996年投运以来运行已有七年之久，这期间尤其是近一年来，自控装置经常出现死机、元器件损坏、模块坏等问题，常迫使操作人员停工，甚至高炉休风，严重影响公司生产，原因是原控制系统采用的是西门子S5系统和模拟屏操作平台，这些都是最早期的自控系统和操作方式，依次故障不断，主要表现为：
2.1、操作平台为模拟屏的操作方式，各种数据的设定、修改、命令的执行都是通过操作台上的开关和按钮来进行，在程序设定时，容易乱，操作人员掌握起来比较困难，出现故障处理速度慢，因而影响生产，并且增加了工人的劳动强度。
2.2、各种元件老化，故障率太高，数码管和二极管损坏严重,数码管等备件严重不足，并且价格昂贵，货源紧张。
2.3、上料运行方式为半手动方式，随着高炉其它系统的改造，6号高炉的上料能力越来越不能满足要求。
3、改造措施及效果
为了提高6号高炉的上料能力，2002年12月份，针对以上存在的问题，在原系统的基础上对其进行了改进。
3.1、操作方式由原来的模拟屏半手动操作改造成微机完全自动操作，把原来的操作台开关、按钮换成现代化水平的计算机的键盘和鼠标，因而使操作变得简单方便。
3.2、编程软件继续使用德国的西门子S5系统，去掉原来的ET100U部分；上位机监控软件使用美国Intellution公司的Fix32绘图软件；这样原来的程序已经不能再使用，需要完全改动，所以重新编程，在编程的过程中打通S5系统和上位机Fix32的通讯以保证整个系统的完整性。新的监控系统的制作画面和数据设定均在中文WINDOWS NT平台环境之下，这样使得操作人员一目了然，易于理解和操作，也便于维护；监控画面还增加了探尺趋势图、矿仓趋势图和矿仓数据报表，有利于高炉工长和操作人员对生产的更为准确的监控。
3.3、为了满足现在高炉工艺的需要，使程序设定更加简便灵活，对PLC程序上作以下几点修改：
3.3.1、槽下主矿选矿改为5选1的程序，主矿排完料才能让6至9号杂矿仓排料，每车设定1个主矿和1个杂矿。
3.3.2、以前模拟屏上只能设定两批料，改为在监控画面上设定，任凭操作人员任意设定，并且随时可以修改。
3.3.3、把原来程序设定的两种程序A、B改为四种程序A、B、C、D，程序循环周期设定为12个周期位，至少要设定1位，到12自动返回。每个程序占一个周期位，每个程序装8车料。
3.4、硬件部分继续使用原西门子S5系列的电源、控制器（CPU）、接口、通讯等模板，去掉原来ET100U模块和模拟屏操作台，增加Scade01、Scade02、Scade03、Scade04四台工控计算机，它们通过网络连接器Switch与PLC控制柜相连。整个网络系统通过工业以太网连接，每台工控计算机都安装CP1413网卡，并通过其与CPU进行通讯。另外，在原有输入输出模板不变情况下，增加一块模拟量输入模板，用来显示仪表数据，主要是秤值。硬件系统的网络结构见图2。
图2 6号高炉硬件网络图
4、结论
邯钢6号高炉改造投运一年以来，系统运行稳定，各项技术指标合乎要求，在正常连锁的条件下，上料能力明显提高，误差明显降低，大幅度降低了操作人员的劳动强度，节省了生产费用，达到预期的效果，使高炉的利用系数明显提高了0.1到0.2，取得了可观的经济效益，改造非常成功。
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邯钢6号高炉上料工艺是将烧结矿、焦碳、焦丁等炼铁原料首先通过振动筛、给料器、矿仓、皮带、矿中间斗等设备到料车，然后到达高炉炉顶，最后通过布料器、小钟、大钟等炉顶设备进入高炉炉体的。起工艺流程见图1。
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高炉上料工艺的备料、运料及炉内部分均采用了工业PLC自控调节系统，控制着高炉槽下备料、料车行程、炉顶设备等众多设备相关的控制参数。因此，自控装置的好坏，控制操作方式的优劣，直接影响着高炉生产及操作人员的劳动强度。
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图1 高炉上料工艺流程图
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2、存在的问题
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邯钢6高炉为有料钟，自从1996年投运以来运行已有七年之久，这期间尤其是近一年来，自控装置经常出现死机、元器件损坏、模块坏等问题，常迫使操作人员停工，甚至高炉休风，严重影响公司生产，原因是原控制系统采用的是西门子S5系统和模拟屏操作平台，这些都是最早期的自控系统和操作方式，依次故障不断，主要表现为：
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2.1、操作平台为模拟屏的操作方式，各种数据的设定、修改、命令的执行都是通过操作台上的开关和按钮来进行，在程序设定时，容易乱，操作人员掌握起来比较困难，出现故障处理速度慢，因而影响生产，并且增加了工人的劳动强度。
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2.2、各种元件老化，故障率太高，数码管和二极管损坏严重,数码管等备件严重不足，并且价格昂贵，货源紧张。
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2.3、上料运行方式为半手动方式，随着高炉其它系统的改造，6号高炉的上料能力越来越不能满足要求。
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3、改造措施及效果
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为了提高6号高炉的上料能力，2002年12月份，针对以上存在的问题，在原系统的基础上对其进行了改进。
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3.1、操作方式由原来的模拟屏半手动操作改造成微机完全自动操作，把原来的操作台开关、按钮换成现代化水平的计算机的键盘和鼠标，因而使操作变得简单方便。
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3.2、编程软件继续使用德国的西门子S5系统，去掉原来的ET100U部分；上位机监控软件使用美国Intellution公司的Fix32绘图软件；这样原来的程序已经不能再使用，需要完全改动，所以重新编程，在编程的过程中打通S5系统和上位机Fix32的通讯以保证整个系统的完整性。新的监控系统的制作画面和数据设定均在中文WINDOWS NT平台环境之下，这样使得操作人员一目了然，易于理解和操作，也便于维护；监控画面还增加了探尺趋势图、矿仓趋势图和矿仓数据报表，有利于高炉工长和操作人员对生产的更为准确的监控。
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3.3、为了满足现在高炉工艺的需要，使程序设定更加简便灵活，对PLC程序上作以下几点修改：
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3.3.1、槽下主矿选矿改为5选1的程序，主矿排完料才能让6至9号杂矿仓排料，每车设定1个主矿和1个杂矿。
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3.3.2、以前模拟屏上只能设定两批料，改为在监控画面上设定，任凭操作人员任意设定，并且随时可以修改。
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3.3.3、把原来程序设定的两种程序A、B改为四种程序A、B、C、D，程序循环周期设定为12个周期位，至少要设定1位，到12自动返回。每个程序占一个周期位，每个程序装8车料。
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3.4、硬件部分继续使用原西门子S5系列的电源、控制器（CPU）、接口、通讯等模板，去掉原来ET100U模块和模拟屏操作台，增加Scade01、Scade02、Scade03、Scade04四台工控计算机，它们通过网络连接器Switch与PLC控制柜相连。整个网络系统通过工业以太网连接，每台工控计算机都安装CP1413网卡，并通过其与CPU进行通讯。另外，在原有输入输出模板不变情况下，增加一块模拟量输入模板，用来显示仪表数据，主要是秤值。硬件系统的网络结构见图2。
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图2 6号高炉硬件网络图
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4、结论
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