蓄熱式步進加熱爐自動化控制系統(tǒng)-方案書

蓄熱式步進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)機的控制-6-3.1.3空氣側(cè)引風(fēng)機的控制-6-3.1.4點火風(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鋼裝載機的控制-7-3.1.9攻絲機的控制-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目的自動控制系統(tǒng)包括以下子項目：(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)與上位機相連。自動控制系統(tǒng)由開發(fā)工程師站(EWS)、操作員站(人機界面)、控制站、幾個遠程輸入/輸出站、打印機等組成。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)機的控制和聯(lián)鎖；氣體側(cè)引風(fēng)機的控制和聯(lián)鎖；空氣側(cè)引風(fēng)機的控制和聯(lián)鎖；點火風(fēng)扇的控制和聯(lián)鎖；燃氣主管道電動蝶閥的控制：空冷管道電動閥控制：步進機構(gòu)的運行控制；裝載機的控制和聯(lián)鎖；攻絲機的控制和聯(lián)鎖；加料爐門的控制；出料爐門的控制；燃氣主管道調(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界面上進行。所有電氣設(shè)備的控制都可以通過點擊計算機上的鼠標(biāo)來操作。同時，在每臺電氣設(shè)備旁邊，有一個機側(cè)操作箱，配有自動和手動選擇。機器側(cè)操作僅在設(shè)備調(diào)試和故障時使用。2.7運營權(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，點擊啟動按鈕。停止控制條件：當(dāng)滿足停止條件時，點擊停止按鈕。聯(lián)鎖控制要求：如果風(fēng)機運行過程中出現(xiàn)系統(tǒng)故障，將自動停機。3.1.2氣體側(cè)引風(fēng)機的控制控制模式：本地；集中式手冊啟動控制條件：滿足啟動關(guān)系后，點擊啟動按鈕。停止控制條件：當(dāng)滿足停止條件時，點擊停止按鈕。聯(lián)鎖控制要求：如果風(fēng)機運行過程中出現(xiàn)系統(tǒng)故障，將自動停機。3.1.3空氣側(cè)引風(fēng)機的控制控制模式：本地；集中式手冊啟動控制條件：滿足啟動關(guān)系后，點擊啟動按鈕。停止控制條件：當(dāng)滿足停止條件時，點擊停止按鈕。聯(lián)鎖控制要求：如果風(fēng)機運行過程中出現(xiàn)系統(tǒng)故障，將自動停機。3.1.4點火風(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，點擊啟動按鈕。停止控制條件：當(dāng)滿足停止條件時，點擊停止按鈕。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，點擊啟動按鈕。停止控制條件：當(dāng)滿足停止條件時，點擊停止按鈕。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，點擊啟動按鈕。停止控制條件：當(dāng)滿足停止條件時，點擊停止按鈕。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裝載機的控制裝坯機主要由托料桿、托料桿平移機構(gòu)、托料桿升降機構(gòu)等組成。在滿足允許空白載荷的條件下，應(yīng)按以下順序進行控制向前推鋼(向前推)向前和向后推升高(支撐鋼)前進(進鋼)降低(出鋼)后退鋼裝載機返回到其原始位置以完成鋼裝載過程。當(dāng)裝鋼機到達中間和后部位置時，發(fā)出關(guān)閉裝鋼門的命令。3.1.9攻絲機的控制該攻絲機主要由托料桿、托料桿平移機構(gòu)、托料桿升降機構(gòu)等組成。運行動作：前進：首先，出鋼爐門打開一半，出鋼機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：出鋼機升降電機移動，托料桿上升將坯料支撐在固定梁上，同時出鋼爐門全開。背：出鋼機背對背，將握桿上的坯料運出爐外當(dāng)接收到出鋼門開啟指令時(出鋼機發(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(叩門機在完成叩門過程并返回到原始位置時到達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步進梁控制動作描述步進梁的操作模式如下：(1)正循環(huán)：步進梁開始從原始位置(后下位置)上升前進下降后退返回到原始位置，完成正循環(huán)以進一步推進坯料。這是通常的操作模式。(2)反向循環(huán)：步進梁開始從原始位置(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。步進梁的運動控制步進梁的基本運動分為升降運動和水平運動，運動速度由液壓系統(tǒng)比例閥控制，步進梁的運動極限位置和運動速度變化點(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。強制換向：當(dāng)操作員或系統(tǒng)未完成換向周期時，強制換向結(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，使給水流量隨負荷變化而適當(dāng)調(diào)節(jié)。4.2.2汽包壓