蓄熱式步進(jìn)加熱爐自動化控制系統(tǒng)-方案書

蓄熱式步進(jìn)梁加熱爐自動控制系統(tǒng)平方情況書內(nèi)容1系統(tǒng)概述-1-2系統(tǒng)控制功能描述-2-2.1加熱爐體系統(tǒng)-2-2.2蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)-3-2.3警報法規(guī)-3-2.4屏幕設(shè)置-4-2.5主圖像-4-2.6操作模式描述-5-2.7操作權(quán)限描述-5-3加熱爐爐體系統(tǒng)-6-3.1電氣控制-6-3.1.1燃燒風(fēng)扇的控制-6-3.1.2氣體側(cè)引風(fēng)機(jī)的控制-6-3.1.3空氣側(cè)引風(fēng)機(jī)的控制-6-3.1.4點(diǎn)火風(fēng)扇的控制-7-3.1.5氣頭電動蝶閥的控制-7-3.1.6空氣冷卻管電動閥-7-3.1.7液壓站-7-3.1.8鋼裝載機(jī)的控制-7-3.1.9攻絲機(jī)的控制-8-3.1.10充電門升降裝置的控制-8-3.1.11卸料門提升裝置的控制-8-3.1.12步進(jìn)梁的控制-9-3.2儀表控制-10-3.2.1蓄熱式燃燒器的燃燒控制-10-3.2.2爐溫調(diào)節(jié)-11-3.2.3空燃比控制和調(diào)節(jié)-11-3.2.4爐膛壓力調(diào)節(jié)-11-4蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)-12-4.1電氣控制-12-4.1.1循環(huán)泵的控制-12-4.1.2給水泵的控制-12-4.1.3軟水泵的控制-12-4.2儀表控制-12-4.2.1汽包水位調(diào)整-12-4.2.2汽包壓力控制-13-4.2.3除氧器水位調(diào)節(jié)-13-4.2.4除氧器壓力控制-13-4.2.5軟水箱水位調(diào)節(jié)-13-1系統(tǒng)概述1系統(tǒng)概述蓄熱式加熱爐項(xiàng)目的自動控制系統(tǒng)包括以下子項(xiàng)目：(1)加熱爐爐體系統(tǒng)；(2)汽化冷卻系統(tǒng)；自動控制系統(tǒng)采用西門子系列產(chǎn)品，形成儀表和電氣一體化的基本自動控制水平。本項(xiàng)目為儀表設(shè)置一套可編程控制器控制系統(tǒng)，為加熱爐爐體自動化控制系統(tǒng)的電氣設(shè)備設(shè)置一套可編程控制器控制系統(tǒng)。兩套系統(tǒng)都通過開關(guān)與上位機(jī)相連。自動控制系統(tǒng)由開發(fā)工程師站(EWS)、操作員站(人機(jī)界面)、控制站、幾個遠(yuǎn)程輸入/輸出站、打印機(jī)等組成。電氣可編程控制器采用西門子S7-400系列產(chǎn)品。- 1 -2系統(tǒng)控制功能描述2系統(tǒng)控制功能描述本項(xiàng)目為每臺儀表設(shè)置一套控制系統(tǒng)，為加熱爐本體系統(tǒng)的每臺電氣系統(tǒng)設(shè)置一套控制系統(tǒng)。其中，自動化儀表專業(yè)控制系統(tǒng)由一個中央處理器控制主站、七個遠(yuǎn)程輸入/輸出站和Profibus-DP現(xiàn)場總線組成，電氣專業(yè)控制系統(tǒng)由一個中央處理器控制主站、四個遠(yuǎn)程輸入/輸出站(暫定)和Profibus-DP現(xiàn)場總線組成。2.1加熱爐體系統(tǒng)助燃風(fēng)機(jī)的控制和聯(lián)鎖；氣體側(cè)引風(fēng)機(jī)的控制和聯(lián)鎖；空氣側(cè)引風(fēng)機(jī)的控制和聯(lián)鎖；點(diǎn)火風(fēng)扇的控制和聯(lián)鎖；燃?xì)庵鞴艿离妱拥y的控制：空冷管道電動閥控制：步進(jìn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行控制；裝載機(jī)的控制和聯(lián)鎖；攻絲機(jī)的控制和聯(lián)鎖；加料爐門的控制；出料爐門的控制；燃?xì)庵鞴艿勒{(diào)節(jié)閥前壓力檢測和快速切斷；爐前煤氣總管的壓力檢測和調(diào)節(jié)；爐前空氣總管的壓力檢測和調(diào)節(jié)；爐前空氣側(cè)排氣歧管的壓力檢測和調(diào)節(jié)；爐前氣體側(cè)主排氣管的壓力檢測和調(diào)整；蓄熱式燃燒器的燃燒控制；爐膛各段溫度調(diào)節(jié)；調(diào)整各段升溫和降溫的比例；控制和調(diào)節(jié)各段的空燃比；爐膛各段壓力調(diào)節(jié)；2.2汽化冷卻系統(tǒng)汽化冷卻循環(huán)泵的控制和聯(lián)鎖；汽化冷卻給水泵的控制和聯(lián)鎖；汽化冷卻軟水泵的控制和聯(lián)鎖；汽包水位、給水流量、蒸汽流量三沖量調(diào)節(jié)；滾筒壓力調(diào)節(jié)；除氧器壓力調(diào)節(jié)；除氧器水位調(diào)節(jié)；軟水箱的水位檢測和調(diào)節(jié)；2.3警報規(guī)定設(shè)備故障報告：由人機(jī)界面監(jiān)控系統(tǒng)平臺完成；設(shè)備故障報警：分為兩級：輕度故障和重度故障。燈故障發(fā)出燈閃爍信號，嚴(yán)重故障發(fā)出閃爍信號并發(fā)出警告聲。數(shù)據(jù)設(shè)置錯誤提示：當(dāng)發(fā)出數(shù)據(jù)設(shè)置超限等不正確情況時設(shè)備故障報告畫面：根據(jù)人機(jī)界面操作系統(tǒng)平臺設(shè)計(包括顯示故障和歷史故障等。)。2.5主圖像總圖加熱爐爐體系統(tǒng)工藝流程圖汽化冷卻系統(tǒng)工藝流程圖工藝系統(tǒng)中主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)畫面重要檢測數(shù)據(jù)的條形圖圖片歷史趨勢圖主控制回路調(diào)節(jié)和操作屏幕、操作幫助屏幕過程參數(shù)報警屏幕2.6運(yùn)行模式描述當(dāng)系統(tǒng)正常生產(chǎn)時，主要操作在主控室的人機(jī)界面上進(jìn)行。所有電氣設(shè)備的控制都可以通過點(diǎn)擊計算機(jī)上的鼠標(biāo)來操作。同時，在每臺電氣設(shè)備旁邊，有一個機(jī)側(cè)操作箱，配有自動和手動選擇。機(jī)器側(cè)操作僅在設(shè)備調(diào)試和故障時使用。2.7運(yùn)營權(quán)限描述現(xiàn)場操作箱有操作權(quán)限選擇開關(guān)，現(xiàn)場有優(yōu)先操作權(quán)限?？刂剖胰藱C(jī)界面操作站是正常生產(chǎn)過程中的主要在線監(jiān)控設(shè)備。- 13 -3加熱爐爐體系統(tǒng)3加熱爐爐體系統(tǒng)3.1電氣控制3.1.1助燃風(fēng)機(jī)控制控制模式：本地；集中式手冊啟動控制條件：滿足啟動關(guān)系后，點(diǎn)擊啟動按鈕。停止控制條件：當(dāng)滿足停止條件時，點(diǎn)擊停止按鈕。聯(lián)鎖控制要求：如果風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)系統(tǒng)故障，將自動停機(jī)。3.1.2氣體側(cè)引風(fēng)機(jī)的控制控制模式：本地；集中式手冊啟動控制條件：滿足啟動關(guān)系后，點(diǎn)擊啟動按鈕。停止控制條件：當(dāng)滿足停止條件時，點(diǎn)擊停止按鈕。聯(lián)鎖控制要求：如果風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)系統(tǒng)故障，將自動停機(jī)。3.1.3空氣側(cè)引風(fēng)機(jī)的控制控制模式：本地；集中式手冊啟動控制條件：滿足啟動關(guān)系后，點(diǎn)擊啟動按鈕。停止控制條件：當(dāng)滿足停止條件時，點(diǎn)擊停止按鈕。聯(lián)鎖控制要求：如果風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)系統(tǒng)故障，將自動停機(jī)。3.1.4點(diǎn)火風(fēng)扇的控制控制模式：本地；集中式手冊啟動控制條件：滿足啟動關(guān)系后，點(diǎn)擊啟動按鈕。停止控制條件：當(dāng)滿足停止條件時，點(diǎn)擊停止按鈕。3.1.5氣體監(jiān)控器中電動蝶閥的控制控制模式：本地；集中式手冊啟動控制條件：滿足啟動關(guān)系后，點(diǎn)擊啟動按鈕。停止控制條件：當(dāng)滿足停止條件時，點(diǎn)擊停止按鈕。3.1.6空冷管道電動閥控制模式：本地；集中式手冊啟動控制條件：滿足啟動關(guān)系后，點(diǎn)擊啟動按鈕。停止控制條件：當(dāng)滿足停止條件時，點(diǎn)擊停止按鈕。3.1.7液壓站根據(jù)金子田正與淄博萬方的控制邊界劃分文件，金子田正負(fù)責(zé)液壓站的控制。金紫田正需要提供液壓站的正常信號。3.1.8裝載機(jī)的控制裝坯機(jī)主要由托料桿、托料桿平移機(jī)構(gòu)、托料桿升降機(jī)構(gòu)等組成。在滿足允許空白載荷的條件下，應(yīng)按以下順序進(jìn)行控制向前推鋼(向前推)向前和向后推升高(支撐鋼)前進(jìn)(進(jìn)鋼)降低(出鋼)后退鋼裝載機(jī)返回到其原始位置以完成鋼裝載過程。當(dāng)裝鋼機(jī)到達(dá)中間和后部位置時，發(fā)出關(guān)閉裝鋼門的命令。3.1.9攻絲機(jī)的控制該攻絲機(jī)主要由托料桿、托料桿平移機(jī)構(gòu)、托料桿升降機(jī)構(gòu)等組成。運(yùn)行動作：前進(jìn)：首先，出鋼爐門打開一半，出鋼機(jī)的托料桿開始從原來的位置快速入爐，接近坯料時減速，最后停在目標(biāo)位置。上升：出鋼機(jī)升降電機(jī)移動，托料桿上升將坯料支撐在固定梁上，同時出鋼爐門全開。背：出鋼機(jī)背對背，將握桿上的坯料運(yùn)出爐外當(dāng)接收到出鋼門開啟指令時(出鋼機(jī)發(fā)出鋼支撐指令和出鋼門開啟指令時)，爐門開始上升；當(dāng)接收到叩門關(guān)閉命令時(叩門機(jī)在完成叩門過程并返回到原始位置時到達(dá)中間和后部位置時發(fā)出叩門關(guān)閉命令)，門開始下降。3.1.12步進(jìn)梁控制動作描述步進(jìn)梁的操作模式如下：(1)正循環(huán)：步進(jìn)梁開始從原始位置(后下位置)上升前進(jìn)下降后退返回到原始位置，完成正循環(huán)以進(jìn)一步推進(jìn)坯料。這是通常的操作模式。(2)反向循環(huán)：步進(jìn)梁開始從原始位置(后下位置)向前移動向上向后向下回到原始位置，完成一個反向循環(huán)，使坯料后退。這是故障情況下使用的手動操作模式。步進(jìn)梁的運(yùn)動控制步進(jìn)梁的基本運(yùn)動分為升降運(yùn)動和水平運(yùn)動，運(yùn)動速度由液壓系統(tǒng)比例閥控制，步進(jìn)梁的運(yùn)動極限位置和運(yùn)動速度變化點(diǎn)(位置)分別由升降缸內(nèi)置的線性位移傳感器和移動缸內(nèi)置的線性位移傳感器確定。3.2儀表控制加熱爐分三段控制，即預(yù)熱段、加熱段和均熱段。3.2.1蓄熱式燃燒器的燃燒控制每個蓄熱式燃燒器由四個快切閥(空氣快切閥、氣體快切閥、空氣側(cè)排煙快切閥和氣體側(cè)排煙快切閥)控制改變方向。每個快切閥配有一個氣缸，每個氣缸都有開啟和關(guān)閉限制。為保證同步，氣、氣快速切斷閥共用一個電磁閥，氣、氣側(cè)排煙快速切斷閥共用一個電磁閥，氣、氣側(cè)排煙快速切斷閥設(shè)有溫度控制開關(guān)，排煙溫度過高時自動切斷。時間換向和手動換向有兩種模式。反轉(zhuǎn)過程：(1)啟動狀態(tài)，所有快切閥關(guān)閉，相關(guān)信號到位；壓力缸驅(qū)動，(2)燃燒循環(huán)燃燒狀態(tài)：確認(rèn)排氣快關(guān)閥關(guān)閉。打開空氣和氣體燃燒電磁閥?？諝夂蜌怏w快速切斷閥同時打開?？焖偾袛嚅y通常有1秒的接通位置信號。如果超過2秒鐘沒有接通位置信號，將發(fā)出警報。燃燒關(guān)閉：關(guān)閉空氣和氣體電磁閥?？諝夂蜌怏w快速切斷閥同時關(guān)閉?？焖偾袛嚅y通常具有1的接通信號。如果接通信號超過2s并且沒有接通信號，將發(fā)出警報。這時，排氣快關(guān)閥也關(guān)閉了。(3)排煙循環(huán)排煙狀態(tài)：確認(rèn)燃燒快關(guān)閥關(guān)閉。打開空氣和氣體排放電磁閥?？諝夂蜌怏w排放快速切斷閥同時打開?？烨虚y的開關(guān)時間一般為1秒。通常，有一個接通位置信號。如果開關(guān)時間超過2s，并且沒有接通位置信號，將發(fā)出警報。排煙關(guān)閉：關(guān)閉空氣和氣體排煙電磁閥?？諝夂蜔煔馀欧趴礻P(guān)閥同時關(guān)閉?？焖偾袛嚅y的切換時間通常為1秒。通常，有一個on-position信號。如果開關(guān)時間超過2s并且沒有on-position信號，將發(fā)出警報。這時，燃燒快速切斷閥也關(guān)閉了。時間換向：正常換向是時間換向，換向周期分為四段：燃燒時間、燃燒停止時間、排煙時間和排煙停止時間。每次都可以由系統(tǒng)手動設(shè)置。在換相期間調(diào)試期間確認(rèn)。強(qiáng)制換向：當(dāng)操作員或系統(tǒng)未完成換向周期時，強(qiáng)制換向結(jié)束。3.2.2爐溫調(diào)節(jié)它由各部分的氣體流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。3.2.3空燃比控制和調(diào)整它由各部分的空氣流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。根據(jù)各段的氣體流量，調(diào)整各段的空氣流量調(diào)節(jié)閥，使空氣量與氣體量相匹配。3.2.4爐膛壓力調(diào)節(jié)通過每個燃燒器的排氣調(diào)節(jié)爐膛壓力。4氣化冷卻系統(tǒng)4 vapo控制模式：本地；集中式手冊啟動控制條件：滿足啟動聯(lián)鎖關(guān)系后，點(diǎn)擊啟動按鈕停止控制條件：滿足停止聯(lián)鎖關(guān)系或停止條件后，點(diǎn)擊停止按鈕。4.2儀表控制4.2.1汽包水位調(diào)整汽包水位由汽包給水流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，通過三個脈沖自動調(diào)節(jié)汽包水位，使給水流量隨負(fù)荷變化而適當(dāng)調(diào)節(jié)。4.2.2汽包壓