Resumen : En combinación con la situación actual del sistema de control de instrumentos de automatización eléctrica de alto horno 680M3 de Qinhuangdao Baigong Iron and Steel Co., Ltd, el documento expone enfáticamente la aplicación razonable de los módulos de expansión PLC de la serie UniMAT UN200 y UN300 en el sistema de carga, sistema de estufa de aire caliente, sistema de eliminación de polvo de bolsas, sistema de carga y distribución de alto horno, sistema de detección de instrumentos de cuerpo y sala de sopladores. Sistema, sistema de estación de bombeo y monitoreo de pantalla, función de software y otros casos exitosos. Este documento presenta principalmente el esquema de diseño de cuatro conjuntos de sistema PLC, como la estación principal de PLC de alimentación, la estación principal de PLC de cuerpo principal, la estación principal de PLC de aire caliente y la estación principal de PLC de bolsas.
I. Concepto general de diseño del sistema
De acuerdo con la tecnología de alto horno, se adopta de manera razonable la idea general de bajo costo y alto rendimiento. El sistema de automatización adopta la estructura abierta de integración de tres potencias, lo que crea condiciones para la futura expansión del sistema y conserva la capacidad de interfaz de la computadora regional y la computadora de gestión de toda la fábrica.
De acuerdo con las características de descentralización del sistema de alto horno, se adopta la estructura de red maestro-esclavo: la subestación está conectada al sistema de estación maestra a través de la línea de red, lo que reduce el consumo de cable, facilita el mantenimiento y reduce en gran medida el costo. Por ejemplo, UniMAT IM153-1 se puede utilizar como una sola estación esclava y se puede instalar cerca de la sala de distribución del equipo de alto horno. El retroceso de la bolsa de tela está diseñado por matriz. La estructura es simple y se reduce la cantidad de puntos de módulo utilizados.
El sistema utiliza un PLC de mil millones de dimensiones como estación de control básica para completar el control y la supervisión de los equipos de proceso en el sitio; la operación superior utiliza una computadora de control industrial de mil millones de dimensiones como estación operativa para llevar a cabo el diálogo hombre-máquina, la supervisión en tiempo real del funcionamiento de los equipos en el sitio y varios parámetros de los instrumentos. Para garantizar el funcionamiento normal de la producción en diversas circunstancias, el sistema es principalmente automático y la computadora superior está reservada para cada una de ellas.
En principio, la selección del dispositivo de automatización adopta la nueva tecnología y el equipo en el nivel de detección actual y considera que la estructura del sistema de control es simple, práctica y confiable, lo que cumple plenamente con los requisitos tecnológicos. Reduzca la inversión asegurando la calidad del producto y asegurando que el sistema cumpla con los requisitos del proceso y el rendimiento en su conjunto.
2. configuración del sistema
Este sistema puede proporcionar servicio para la operación del alto horno y hacer que los equipos controlados operen de manera conveniente y centralizada en la computadora del edificio de control principal, y registrar la operación de estos equipos de manera veraz.
1) Sistema de monitoreo automático:
Se adoptó la estructura de red A1
La computadora superior adopta Ethernet industrial, que cumple completamente con el requisito de transmisión de gran cantidad de datos entre computadoras superiores; el bus de campo PROFIBUS-DP se utiliza entre el PLC y la estación remota para cumplir con el tiempo real y la confiabilidad de la transmisión de datos de campo; el diagrama de bloques de red es el siguiente:
Hay principalmente seis computadoras de control industrial como estaciones de operación, que son aire caliente, bolsa, operador calificado, instrumento principal, alimentación de canal de mineral, equipo superior del horno y pueden reservarse entre sí.
El PLC tiene cuatro conjuntos de sistema PLC principal de la serie Siemens 400, estación principal de PLC de alimentación, estación principal de PLC de cuerpo principal, estación principal de PLC de aire caliente, estación principal de PLC de bolsa de tela, debajo del respectivo módulo de expansión para completar el control del sistema y la adquisición de datos. Se completa el intercambio de datos entre la red PROFIBUS-DP y la estación de operación.
B. componentes de hardware y software
PLC selecciona la estructura modular de alto rendimiento y bajo coste de UniMAT 200+300.
Consola de operación de computadora: consola de superficie de acero inoxidable
El software de programación selecciona STEP7 V5.4 y el software de configuración selecciona WINCC 6 SP3.
3. Sistema de control de estufa caliente
El alto horno está equipado con tres estufas de aire caliente, que son las principales responsables de la combustión, el almacenamiento de calor, el calentamiento del aire frío y el aire caliente que ingresa al alto horno. Debido a que una estufa de aire caliente es un intercambio de calor intermitente y el alto horno necesita aire caliente continuo, las tres estufas de aire caliente funcionan periódicamente, incluidos los tres procesos de combustión, estufa de aire caliente y aire caliente.
El sistema de control de secuencia de la estufa de aire caliente tiene los siguientes modos de funcionamiento: automático, semiautomático, modo manual CRT, operación de caja lateral
Introducción al estado de funcionamiento de la estufa de aire caliente
Una estufa de aire caliente se puede convertir de "soplar" a "arder lentamente" a "quemar" o de "quemar" a "arder lentamente" a "soplar".
"Suministro de aire" significa que la estufa caliente está presurizada y tanto la válvula de aire frío como la válvula de aire caliente están abiertas. Todas las demás válvulas están cerradas (excepto las válvulas de cierre de aire mezclado y las válvulas del intercambiador de calor).
"Combustión" significa que la estufa caliente se descomprime, la válvula de aire frío, la válvula de aire caliente y la válvula de carga de aire frío se cierran, la válvula de ecualización de presión de gases de escape se abre y el aire y el gas que favorecen la combustión se introducen en la estufa caliente.
"Asfixia" significa que todas las válvulas de la estufa caliente están cerradas, pero el control de presión todavía está en funcionamiento y una estufa caliente está lista para ser cargada o igualada en cualquier momento.
Sistema de funcionamiento de la estufa de aire caliente:
En condiciones normales, la estufa de aire caliente adopta el sistema de suministro de aire paralelo o el sistema de dos quemadores y uno de alimentación, y el funcionamiento anormal es el sistema de uno quemador y uno de alimentación.
Cada estufa de aire caliente puede cambiar automáticamente entre los tres estados de "estufa", "suministro de aire" y "combustión". Cada interruptor de válvula está controlado por un programa PLC. Después de emitir la orden de cambio de estufa, el equipo de la estufa de aire caliente realiza la acción de enclavamiento de acuerdo con la secuencia de requisitos tecnológicos.
4. Sistema de control de purificación de tipo seco para gas de alto horno
La instalación de desempolvado de gas de alto horno es la instalación auxiliar del alto horno. Su propósito es purificar el gas de alto horno y mejorar la calidad del gas. Después de que el gas de alto horno es desempolvado por el colector de polvo por gravedad, ingresa a la parte inferior de la caja principal de la bolsa de tela. Cuando el gas pasa a través de la bolsa de tela, el polvo transportado por el gas es interceptado por la bolsa de tela, y el gas filtrado y purificado se transporta a la estufa de aire caliente o la red de tuberías de gas a través del grupo de válvulas de alta presión para que los usuarios lo utilicen. El polvo filtrado por el filtro de mangas se lava mediante una válvula de pulso y cae en el contenedor de almacenamiento de cenizas; se abre la válvula de descarga, se descarga mediante un raspador y se envía al contenedor de cenizas alto mediante un elevador de cangilones.
1) Este conjunto de instalaciones ha diseñado tres tipos de métodos de soplado inverso: soplado inverso por tiempo (tiempo establecido), soplado inverso por presión (la diferencia de presión es mayor que el valor establecido) y soplado inverso manual.
2) El sistema de eliminación de polvo consta de dos procesos de control: soplado hacia atrás y descarga de polvo, todos los cuales pueden controlarse de forma manual, semiautomática y automática.
El modo de retroceso automático es: retroceso con presión diferencial y retroceso sincronizado. El retroceso diferencial se produce cuando la presión diferencial de la caja es superior al valor de presión diferencial establecido (3 KPA). El retroceso automático comienza cuando el tiempo sincronizado alcanza el tiempo de retroceso establecido.
A. Cuando la diferencia de presión de la tubería principal de gas limpio estéril alcanza los 6 ~ 8 Kpa (se puede configurar), se realiza el anti-golpe. Al mismo tiempo, se selecciona la opción de soplado temporizado y la bolsa de tela se sopla hacia atrás durante el mismo período.
B. El tiempo de soplado hacia atrás de la cámara es de 10 a 20 segundos (ajustable). La secuencia de soplado hacia atrás es N1, N2, N3... N10. Las boquillas del tambor de aire también se accionan secuencialmente n1, n2, n3... N14 hasta que se hayan soplado hacia atrás las 10 cámaras y el proceso de soplado hacia atrás haya terminado.
C. Soplado inverso de la caja mediante retroceso fuera de línea. Cuando la diferencia de presión total del gas residual limpio alcanza un valor establecido de 6 kPa, primero se cierran las válvulas de mariposa de entrada y salida del cuerpo de la caja de trabajo y luego se realiza el soplado inverso. Inmediatamente después del retroceso, se abren las válvulas de mariposa de entrada y salida y se realiza el soplado inverso de la siguiente caja a su vez.
D. cada bolsa tiene un jitter de 2 veces por vez (ajustable).
E. La operación automática de descarga de cenizas es: sincronización de la descarga de cenizas. Establezca el tiempo de descarga, inicie automáticamente el elevador de cangilones de descarga, la máquina de placa colgante, de acuerdo con los requisitos técnicos para abrir la caja de descarga seleccionada en el equipo (válvula de descarga ascendente, válvula de descarga descendente, alimentador de impulsor, válvula de pulso del dispositivo de extracción del tapón del cangilón de cenizas), generalmente se establece 3/24, completando automáticamente la operación de descarga.
Secuencia de acción de la parte inferior del almacén intermedio:
Cuando se descarga la parte superior del gabinete N1, se descarga el contenedor intermedio. Primero se abre el equipo común, es decir, el transportador de raspador del elevador de cangilones con vibrador de tubo inclinado. Abra después de completar: Alimentador eléctrico de la caja N1 Válvula de bola eléctrica inferior de la caja N1 Vibrador de pared del contenedor intermedio de la caja N1. Después de un retraso de 30 segundos, cierre la parte inferior del almacén intermedio.
El pedido es: el vibrador de pared del almacén en el almacén de Guanzhong, la parte inferior de la caja N1, la válvula de bola eléctrica, el alimentador eléctrico.
Después de que se descargue la parte inferior de la caja N1, se descargará la parte inferior de la caja N2 con la caja N1. A continuación, se descargarán las cajas N3, N4, N5... y la caja N8.
Cuando se descarga la parte inferior de la caja N10, se cierra el equipo público. El orden es:
Transportador rascador, elevador de cangilones y vibrador de tubo inclinado.
2) La secuencia de operación de la parte inferior del contenedor de cenizas alto es toda operación del lado de la máquina, y el resto del equipo está controlado por PLC. :
Apertura: máquina humidificadora de descarga de cenizas, válvula de bola eléctrica, vibrador de pared de silo.
Cierre: vibrador de pared a válvula de bola eléctrica a humidificador y máquina de eliminación de cenizas.
5. Sistema de carga para alto horno
La parte de carga del alto horno consta de dos partes: la artesa de pesaje del mineral y la parte superior del horno. Las dos partes están conectadas por el carro de carga. La función de carga se completa mediante la acción coordinada de la artesa de mineral, el carro de carga y el equipo de la parte superior del horno según la configuración tecnológica.
Todo tipo de materiales se tamizan mediante una criba vibratoria y luego se cargan directamente en el cubo de pesaje. Luego, se carga un cubo de pesaje en el camión. El polvo debajo de la criba se transporta al silo mediante una cinta trituradora, a la espera de que salga el camión. El contenedor es impulsado por el polipasto principal para transportar el mineral al equipo de carga superior y llegar al espacio de estacionamiento después de 2 etapas de cambio de velocidad. La calidad de cada contenedor se cambia en cualquier momento de acuerdo con los requisitos de la fórmula, y la operación de pesaje y carga se completa automáticamente.
1) Composición del equipo
El alto horno de 680 M3 está equipado con tanques de almacenamiento de doble fila, que almacenan sinter, pellets, coque y minerales varios respectivamente. Cuatro tanques de coque, seis tanques de sinterización, cuatro pellets y cuatro minerales varios están dispuestos en pares debajo de los tanques. La parte superior del horno consta de tolva, válvula de cierre, válvula de sellado superior, válvula de sellado inferior, válvula de flujo de material, mecanismo giratorio, mecanismo de inclinación, tanque de material, válvula de ecualización de presión, equipo de ecualización y liberación de presión.
2) Sistema de control del ciclo de alimentación, el más comúnmente utilizado para los dos sistemas siguientes.
Valor de dos vehículos: OC o CO
Valor de cuatro vehículos: OO CC o CC OO
Descripción: O representa sinter, pellets y minerales varios; C representa coque.
Se combinan varios sistemas de carga diferentes para formar un ciclo de lotes, una alimentación de ciclo continuo, para satisfacer los requisitos de producción continua del alto horno.
3) Requisitos de control: De acuerdo con los requisitos tecnológicos, visualizar y controlar los parámetros tecnológicos relevantes del sistema de equipo de canaleta, carga y parte superior del horno, y registrar la tendencia de los parámetros relevantes. Incluye 14 registros de pesaje electrónicos, medición del nivel de material, control y visualización de TRT y varias señales de alto horno y TRT.
Detección de temperatura del sistema de enfriamiento de agua: cuando la diferencia de temperatura entre la entrada y la salida de la caja de engranajes del canal es mayor a 5, se emite una señal de alarma, lo que indica al personal pertinente que verifique el flujo de agua y la temperatura superior del alto horno; cuando la diferencia de temperatura es mayor a 50, verifique inmediatamente el sistema de enfriamiento de agua.
Cuando la diferencia entre la presión del tanque y la presión atmosférica es inferior a 20 KPa, se envía la señal de enclavamiento y un profesional de energía eléctrica abre la válvula de sellado superior; cuando la diferencia entre la presión del tanque y la presión superior del horno es inferior a 20 KPa, se envía la señal de enclavamiento y se abre la válvula de sellado inferior.
6. La caja hermética se enfría con una válvula de control de flujo de nitrógeno para controlar la apertura.
Sistema de control de instrumentación del cuerpo del alto horno
El alto horno de arriba hacia abajo consta de cinco partes: garganta, cuerpo del horno, panza del horno, solera, cimentación del horno y sistema de agua relacionado. Todos los puntos de medición están conectados al colector de datos y se transmiten a la computadora superior a través de comunicaciones.
Las principales tareas de detección y control del proceso del alto horno son: recopilar datos de temperatura, presión, flujo y otros, ajustar y controlar el grupo de válvulas reductoras de presión, monitorear las reacciones del horno y proteger el cuerpo y el equipo del horno.
1) control de agua en la parte superior del horno
Cuando la temperatura del tubo ascendente de gas sea demasiado alta, sonará una alarma y se abrirá la parte superior.
2) control de presión de gas superior
El sistema de control de presión del gas superior del alto horno regula la apertura del grupo de válvulas reductoras de presión después del filtro de mangas para mantener la estabilidad de la presión del gas superior.
3) Detección de fugas y medición de temperatura de drenaje.
Para proteger la seguridad del horno, la detección de fugas es un elemento de prueba muy importante. Midiendo la diferencia de flujo de entrada y salida del agua de enfriamiento en la tobera, midiendo la temperatura del drenaje de la tobera, se puede verificar si la tobera está intacta.
Siete, introducción de imagen
El sistema de pantalla es la interfaz hombre-máquina entre el operador y el sistema de control. El operador opera el equipo y monitorea su funcionamiento a través de la pantalla. El sistema de pantalla puede configurar los datos, cambiar el modo de funcionamiento y mostrar el estado normal del equipo e información de alarma al operador.
El contenido principal de la pantalla CRT es el siguiente:
(1) Imagen del sistema: aire caliente, bolsa de tela, canal de mina, parte superior del horno, instrumento del cuerpo, horno de operación del cabezal del horno, instrumento de la parte superior del horno, etc.
(2) Pantalla de configuración de control: configuración de ingredientes, ángulo del conducto del techo y configuración de parámetros de apertura del flujo de material.
(3) Pantalla de monitoreo de fallas: visualización en tiempo real de señales de falla, lo que indica a los operadores que tomen las medidas correspondientes.
(4) registro de alarmas: registra la alarma de falla de cada equipo y medidor.
(5) registro de informe: registro en tiempo real de los parámetros de producción.
Se presenta la siguiente imagen principal.
7. Pantalla de carga:
Incluyendo todo el equipo superior del horno y del álamo, que son principalmente carro de alimentación, sonda izquierda y derecha, válvula de émbolo, densidad superior, densidad inferior, dispositivo de distribución giratorio, válvula de ecualización de presión, válvula de liberación, etc. La conversión manual y automática se puede realizar en producción en cualquier momento, todo tipo de operación y fallas tienen diferentes colores para mostrar, características 1, el punto de inflexión del automóvil, el nivel de descarga y otro espacio de estacionamiento del punto de desaceleración se pueden ajustar de acuerdo con la producción 2, el ángulo y la velocidad de la tela giratoria se pueden configurar directamente a través de la pantalla, para cumplir con el proceso de producción de varios modos de tela 3, en el mantenimiento o bajo la capacitación de nuevos empleados, la producción de simulación también se puede realizar configurando varios datos en la imagen.
El instrumento situado en la parte superior del alto horno es muy importante para garantizar el equipamiento normal de la parte superior del horno.
2) imagen de la ranura de la mina
Incluye principalmente la operación de la cinta, la tolva, la pantalla vibratoria, la parada, la indicación de fallas y la operación. El peso de varios materiales se puede configurar de antemano en esta pantalla, y la alimentación automática se puede completar ajustando la tabla periódica de acuerdo con los requisitos de varios lotes debajo del cabezal del horno. También puede transferir el control individual a la operación de campo mediante un interruptor del lado de la máquina. Hay instrucciones manuales (verde) y automáticas (violeta) en la pantalla. También hay subgráficos de la tabla periódica. Como sigue:
Ajuste la receta y genere la receta automáticamente. De la siguiente manera:
Pantalla de registro de informe de producción, control de costos de producción en tiempo real, como sigue:
3) Pantalla de estufa de aire caliente
Esta pantalla puede realizar el funcionamiento del ventilador de apoyo a la combustión, el grupo de válvulas reguladoras de presión, la válvula reguladora de apoyo a la combustión, la válvula de aire mezclador, la válvula de aire frío, la válvula de aire caliente, la válvula de liberación, la válvula de ecualización de presión de aire frío, la válvula reguladora de gas, la válvula reguladora de aire, la válvula de cierre de aire, la válvula de cierre de gas y varias válvulas de proceso y mostrar los parámetros del instrumento. Puede realizar automáticamente todas las etapas de conversión de la estufa de aire caliente para lograr el suministro de aire, el estofado y la quema automáticos. Varias válvulas en la pantalla se pueden operar puntualmente, las válvulas reguladoras se ajustan automáticamente ingresando valores predeterminados o haciendo clic en la barra de desplazamiento. Figura:
4) rejilla para polvo de bolsa
Incluye válvula de pulso, válvula de descarga de cenizas hacia arriba y hacia abajo, válvula de liberación, pistola superior, pistola inferior, transportador de cenizas, elevador de cangilones, válvula de mariposa de entrada y salida y válvula ciega de entrada y salida, y muestra el estado de funcionamiento del equipo y los parámetros de varios instrumentos. Con un clic del mouse, cada válvula puede hacer aparecer automáticamente el menú de control, válvula de pulso para visualización dinámica, se puede encontrar en cualquier momento debido a la acción frecuente y daño a la válvula solenoide. El tiempo de pulso y la selección de casilla se pueden configurar según los requisitos.
Purga automáticamente en condiciones automáticas y comienza desde el 1 hasta el 8. Si hay un problema en una casilla, saltará automáticamente a la casilla para ejecutarse hacia abajo. La imagen es la siguiente:
5) La clave para la producción y la alta producción del alto horno es ajustar la condición del horno de manera razonable a través de los parámetros de la pantalla.
6) Aspecto del instrumento de control. El instrumento de control de temperatura se utiliza para controlar si el revestimiento del alto horno es normal, principalmente la temperatura y la presión del agua. 
8. Observaciones finales
Cada acción y estado del sistema de control automático del alto horno está controlado por un PLC, que no solo cumple con los requisitos de una gran cantidad de prensas, interruptores y puntos de detección de posición requeridos por el modo de control centralizado, el modo de control del lado de la máquina y el modo de control bidireccional de cada equipo, sino que también elige un método de configuración razonable de acuerdo con los diferentes requisitos tecnológicos. La estructura maestro-esclavo de la red, la estructura matricial del soplado de bolsas, etc., y la LAN industrial del PLC pueden estar compuestas por componentes de interfaz y computadoras para realizar la comunicación en red y el control de la red. El sistema de control de instrumentos de automatización eléctrica del alto horno se puede integrar cómodamente en la línea de producción de la industria del hierro y el acero.
