冶鋼熱處理連續(xù)退火爐改造方案

1、冶鋼熱處理連續(xù)退火爐改造方案初稿二六年三月目 錄概述1一、改造方案設(shè)計(jì) 11.1熱處理退火爐改造方框圖21.2改造測(cè)量點(diǎn)統(tǒng)計(jì)3二.DCS集散系統(tǒng)控制方案42.1重慶重慶川儀控制系統(tǒng)有限公司控制方案42.2浙江中控技術(shù)有限公司控制方案9三.外圍設(shè)備改造方案113.11連續(xù)退火爐113.1.1外圍設(shè)備說明113.1.2方框圖123.22連續(xù)退火爐133.2.1外圍設(shè)備說明133.2.2方框圖143.3其它退火爐153.3.1外圍設(shè)備說明153.3.2方框圖173.4煤氣凈化站183.4.1外圍設(shè)備說明183.4.2方框圖20四.附錄21附1：連續(xù)退火爐蝶閥直徑明細(xì)表22附2：熱處理廠測(cè)量網(wǎng)絡(luò)分布圖

2、23概述冶鋼熱處理廠1、2連續(xù)退火爐燃燒控制系統(tǒng)是八十年代重慶自動(dòng)化研究所安裝的286計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，目前已全部癱瘓多年，生產(chǎn)僅僅靠人工手動(dòng)控制，112段溫度波動(dòng)在規(guī)定設(shè)定值的10，生產(chǎn)出的鋼材質(zhì)量極不穩(wěn)定，而且煤氣與空氣配比控制不是很理想，造成煤氣未完全燃燒而被排放，能源浪費(fèi)很大，為了新冶鋼早日實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量型轉(zhuǎn)向質(zhì)量型；質(zhì)量型轉(zhuǎn)向穩(wěn)定型；穩(wěn)定型轉(zhuǎn)向品牌型；通過品牌轉(zhuǎn)向自主創(chuàng)新型；以自主創(chuàng)新型轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)化服務(wù)型；向高、精、尖發(fā)展先進(jìn)企業(yè)的目標(biāo)，達(dá)到集約化的目的，建議實(shí)施以1、2連續(xù)退火爐燃燒控制系統(tǒng)為中心，安裝一套DCS集散系統(tǒng)，改造分二步進(jìn)行，第一部完成1、2連續(xù)退火爐燃燒控制系統(tǒng)，第二部可輻射廠

3、房內(nèi)所有的18罩式退火爐、13退火爐、14高溫爐、15、16氮基爐、煤氣凈化站及能源計(jì)量系統(tǒng)等所有生產(chǎn)設(shè)施。因煤氣凈化站點(diǎn)離連續(xù)退火爐控制室有200米距離，若微弱信號(hào)衰減較大，準(zhǔn)備采用MOX轉(zhuǎn)換器，光纖電纜傳輸方式，來保證信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性，最后在連續(xù)退火爐控制站提供數(shù)據(jù)能上新冶鋼內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，并向有關(guān)單位進(jìn)行OPC發(fā)布。讓熱處理廠全部測(cè)量信息達(dá)到共享和遠(yuǎn)程控制，隨著自動(dòng)化程度的提高，從人力、物力計(jì)算，生產(chǎn)成本可大幅度下降，產(chǎn)品質(zhì)量控制可得到保證。改造方案設(shè)計(jì)：1.1熱處理退火爐改造方框圖見第2頁第1頁1.2改造測(cè)量點(diǎn)統(tǒng)計(jì)：熱處理區(qū)域測(cè)量點(diǎn)規(guī)格統(tǒng)計(jì)序號(hào)項(xiàng)目輸入信號(hào)輸入點(diǎn)數(shù)輸出信號(hào)輸出點(diǎn)數(shù)11連續(xù)

4、爐420mA25420mA配24V.DC5mV12開關(guān)4420mA26開關(guān)4小計(jì)463022連續(xù)爐420mA25420mA配24V.DC5mV12開關(guān)4420mA26開關(guān)4小計(jì)46303其它退火爐420mA22420mA配24V.DC7小計(jì)294凈化站420mA22420mA1小計(jì)221熱處理改造測(cè)量點(diǎn)規(guī)格統(tǒng)計(jì)序號(hào)輸入信號(hào)輸入點(diǎn)數(shù)輸出信號(hào)輸出點(diǎn)數(shù)1420mA942420mA配24V.DC173mV244開關(guān)85420mA536開關(guān)8合計(jì)14361第3頁二.DCS集散系統(tǒng)控制方案2.1重慶重慶川儀控制系統(tǒng)有限公司控制方案冶鋼熱處理爐（退火爐）項(xiàng)目控制方案1、針對(duì)爐子的情況，燃燒控制采用經(jīng)典的雙交

5、叉限幅燃燒控制?？刂扑脺囟仍谒狞c(diǎn)檢測(cè)溫度中，優(yōu)化選取。也可與用戶一道研究使用“虛擬熱值儀”技術(shù)，經(jīng)過運(yùn)算得到在線熱量值，作為PID實(shí)時(shí)控制的修正參數(shù)，以達(dá)到最佳控制。（控制流程圖略）2、在系統(tǒng)操作站上選擇爐內(nèi)加工產(chǎn)品。將產(chǎn)品的控制參數(shù)、溫控曲線發(fā)往控制站，控制站將根據(jù)新的溫控曲線進(jìn)行控制。系統(tǒng)可組態(tài)生成產(chǎn)品的溫控曲線64條。溫控曲線控制圖如下： SEONSEONRMPTBLPID time 爐溫SEON是當(dāng)在操作站點(diǎn)擊開始時(shí)，輸出為ON，啟動(dòng)控溫曲線開始工作。斜波發(fā)生器RMP與折線表TBL一起工作輸出設(shè)定好的溫控曲線。將該曲線引入雙交叉燃燒系統(tǒng)中的溫控PID的SP端，作為溫度設(shè)定值。系統(tǒng)將按

6、此曲線進(jìn)行控制。在更換鋼種時(shí)，只需在操作站上選擇鋼種，系統(tǒng)自動(dòng)按新鋼種參數(shù)進(jìn)行控制。標(biāo)準(zhǔn)控溫曲線可達(dá)100條。第4頁3、系統(tǒng)在一個(gè)坐標(biāo)系內(nèi)顯示出設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫控曲線和實(shí)際的溫度曲線。4、處理由于噴嘴切換引起的煤氣、空氣流量等參數(shù)的擾動(dòng)的考慮。當(dāng)燃燒噴嘴切換時(shí)，將回引起空氣、煤氣流量等參數(shù)不穩(wěn)定，將會(huì)引起燃燒系統(tǒng)的擾動(dòng)。為了克服這個(gè)擾動(dòng)，考慮采取下述兩種方法。方法一如下所示：PSWRSDON煤氣流量 煤氣流量PID測(cè)量端PSWRSDON 切換信號(hào) timetime切換信號(hào)為當(dāng)燃燒噴嘴切換時(shí)給出，將共引入RS觸發(fā)器的觸發(fā)端，使RS觸發(fā)器輸入為ON。將此ON31至2點(diǎn)選擇的選擇端，使PSW輸出保持。即

7、煤氣流量輸出保持切換瞬間的值不變。當(dāng)RS觸發(fā)器輸出的ON保持了time時(shí)間后，DON將輸出為ON，將使RS觸發(fā)器輸出為OFF。Time的長度即是切換時(shí)擾動(dòng)的時(shí)間，此時(shí)間應(yīng)在調(diào)試中確定。若煤氣流量切換到擾動(dòng)結(jié)束有變化時(shí)（較大的變化），可考慮方法二，如下所示：DONMAVPSWRSDONMAVPSWRS time 第5頁在切換時(shí)不是一直輸出切換前的煤氣流量值，而是輸出經(jīng)過移動(dòng)平均處理后的值，經(jīng)過移動(dòng)平均的處理擾動(dòng)的影響降到極低。于系統(tǒng)可靠性的考慮系統(tǒng)采用冗余配置，控制站與網(wǎng)絡(luò)冗余，同時(shí)I/O模塊可熱插拔。可大大提高系統(tǒng)的可靠性。第6頁DCS系統(tǒng)配置清單及報(bào)價(jià)明細(xì)1、系統(tǒng)配置1.1、輸入輸出點(diǎn)數(shù)匯總

8、：序號(hào)信 號(hào) 類 型系統(tǒng)要求I/O點(diǎn)數(shù)余量I/O點(diǎn)數(shù)配置點(diǎn)數(shù)1模擬量輸入（八通道420mA）204242模擬量輸入（八通道420mA二線制）1410243熱偶/熱阻輸入（八通道可混合輸入）244284模擬量輸出（四通道15 V與420mA）524565數(shù)字量輸入214166數(shù)字量輸出2687合 計(jì)114421561.2 控制柜硬件設(shè)備清單：序號(hào)名 稱型 號(hào)數(shù)量生產(chǎn)廠家1控制機(jī)柜80060021001川儀十八廠2控制站FCS2000-CS1川儀十八廠3電源SFY-2110K2川儀十八廠4模擬量輸入（八通道420mA二線制）FCS-11173川儀十八廠5熱偶/熱阻輸入（八通道可混合輸入）FCS-1

9、1354川儀十八廠6模擬量輸出（四通道15 V與420mA）FCS-112714川儀十八廠7模擬量輸入（八通道420mA）FCS-11163川儀十八廠8數(shù)字量輸入（十六通道）FCS-11471川儀十八廠9數(shù)字輸出（八通道）FCS-11581川儀十八廠第7頁1.3操作站硬件設(shè)備清單：序號(hào)名 稱型 號(hào)數(shù)量生產(chǎn)廠家1主機(jī)PIV2.4G/RAM512M/80G硬盤/50X光驅(qū)/3.5”軟驅(qū)/網(wǎng)卡 2DELL2顯示器19”液晶彩色顯示器2三星3交換機(jī)16口S10241D-LINK4操作臺(tái)76016001150mm（高寬深）1重慶川儀5使用說明書1重慶重慶川儀控制系統(tǒng)有限公司1.4 軟件設(shè)備清單序號(hào)名稱型

10、號(hào)單位數(shù)量生產(chǎn)廠家1數(shù)據(jù)描述編輯器Picman.exe套1重慶重慶川儀控制系統(tǒng)有限公司2通道庫編輯器Chb.exe套1重慶重慶川儀控制系統(tǒng)有限公司3模板編輯Htmpled.exe套1重慶重慶川儀控制系統(tǒng)有限公司4監(jiān)控器PicRT.exe套1重慶重慶川儀控制系統(tǒng)有限公司5文檔（報(bào)表服務(wù)）Docserv.exe套1重慶重慶川儀控制系統(tǒng)有限公司本配置預(yù)估價(jià)為人民幣：貳拾捌萬元整第8頁2.2浙江中控技術(shù)有限公司控制方案浙大中控SUPCON JX-300X DCS配置用戶名稱：湖北新冶綱有限公司項(xiàng)目名稱：熱處理連續(xù)退火爐改造系統(tǒng)規(guī)模序號(hào)信號(hào)類型I/O點(diǎn)數(shù)20%余量總點(diǎn)數(shù)1模擬量輸入（AI）420mA10

11、1 25 126 熱電阻24 8 32 2420mA輸出52 12 64 3開關(guān)量輸入（DI）8 8 16 4開關(guān)量輸出（DO）16 8 24 總點(diǎn)數(shù)：244點(diǎn)系統(tǒng)配置控制站硬件序號(hào)名稱卡件號(hào)數(shù)量單位1機(jī)柜XP2021 個(gè)2I/O機(jī)籠XP2114 個(gè)3數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡XP2338 塊4主控制卡XP2432 塊5電源XP251-14 個(gè)6電源箱機(jī)籠XP2511 個(gè)7電流信號(hào)輸入卡XP31321 塊8熱阻信號(hào)輸入卡XP3168 塊9模擬量輸出卡XP32216 塊107路觸點(diǎn)型開關(guān)量輸入卡XP3632 塊117路晶體管觸點(diǎn)開關(guān)量輸出卡XP3623 塊12電源指示卡XP2216 塊13I/O槽位保護(hù)卡XP0

12、0014 塊14I/O端子板（不冗余）XP52026 塊第9頁操作站硬件序號(hào)名稱部件號(hào)數(shù)量單位1DELL整機(jī)（P4/2.8G/256M/80G）SC4201套1DELL19液晶顯示器E193FP1個(gè)1平面式操作臺(tái)XP072-11張2集線器SWITCHXP425-12套3Scnet網(wǎng)卡XP0232塊4操作員鍵盤XP0321個(gè)5打印機(jī)臺(tái)XP071D1張6打印機(jī)EPSON1600K3H1臺(tái)操作站配置為：美國DELL SC420服務(wù)器（P4/2.8G/256M/80G），DELL19液晶顯示器操作站軟件序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量單位1實(shí)時(shí)監(jiān)控XP1111套2工程師站組態(tài)軟件XP1351套3中文Windows 2

13、000授權(quán)標(biāo)準(zhǔn)版1套外配設(shè)備序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量單位1繼電器柜XP2041 個(gè)2和泉繼電器RM2S-U DC2424個(gè)3西門子電源24V/5A 2只4空開C65N5只5端子（威得米勒）SAK2.5EN150個(gè)6山特UPSC3KS/1H1個(gè)浙江中控技術(shù)有限公司 2006-3-17第10頁外圍設(shè)備改造方案1連續(xù)退火爐外圍設(shè)備說明1連續(xù)退火爐利舊測(cè)量設(shè)備序號(hào)測(cè)量地點(diǎn)介質(zhì)設(shè)備名稱技術(shù)參數(shù)數(shù)量1調(diào)節(jié)前煤氣壓力壓力壓力變送器0-15KPa 4-20mA12調(diào)節(jié)后煤氣壓力壓力壓力變送器0-15KPa 4-20mA13空氣壓力壓力壓力變送器0-15KPa 4-20mA14煤氣流量煤量孔板15煤氣流量煤量差壓變送器

14、0-100H2o 4-20mA16輥軸調(diào)節(jié)調(diào)速變頻器 4-20mA17第112段溫度熱電偶K 0-1100128第112段空氣調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)蝶閥 0-90129第112段煤氣調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)蝶閥 0-90121連續(xù)退火爐新增測(cè)量設(shè)備序號(hào)測(cè)量地點(diǎn)介質(zhì)設(shè)備名稱技術(shù)參數(shù)數(shù)量1輥軸調(diào)節(jié)速度測(cè)量儀 4-20mA2調(diào)節(jié)后煤氣壓力壓力電動(dòng)執(zhí)行器 4-20mA 0-9013第112段空氣調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)電動(dòng)執(zhí)行器 4-20mA 0-90124第112段煤氣調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)電動(dòng)執(zhí)行器 4-20mA 0-90125集散系統(tǒng)調(diào)節(jié)DCS1套方框圖見第12頁第11頁2連續(xù)退火爐外圍設(shè)備說明2連續(xù)退火爐利舊測(cè)量設(shè)備序號(hào)測(cè)量地點(diǎn)介質(zhì)設(shè)備名稱技術(shù)參數(shù)數(shù)量

15、1調(diào)節(jié)前煤氣壓力壓力壓力變送器0-15KPa 4-20mA12調(diào)節(jié)后煤氣壓力壓力壓力變送器0-15KPa 4-20mA13空氣壓力壓力壓力變送器0-15KPa 4-20mA14煤氣流量煤量孔板15煤氣流量煤量差壓變送器0-100H2o 4-20mA16輥軸調(diào)節(jié)調(diào)速變頻器 4-20mA17第112段溫度熱電偶K 0-1100128第112段空氣調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)蝶閥 0-90129第112段煤氣調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)蝶閥 0-90122連續(xù)退火爐新增測(cè)量設(shè)備序號(hào)測(cè)量地點(diǎn)介質(zhì)設(shè)備名稱技術(shù)參數(shù)數(shù)量1輥軸調(diào)節(jié)速度測(cè)量儀 4-20mA2調(diào)節(jié)后煤氣壓力壓力電動(dòng)執(zhí)行器 4-20mA 0-9013第112段空氣調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)電動(dòng)執(zhí)行器 4

16、-20mA 0-90124第112段煤氣調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)電動(dòng)執(zhí)行器 4-20mA 0-9012方框圖見第14頁第13頁其它退火爐外圍設(shè)備說明其它退火爐新增測(cè)量設(shè)備序號(hào)測(cè)量地點(diǎn)介質(zhì)設(shè)備名稱技術(shù)參數(shù)數(shù)量114#高溫爐南中北溫度溫度溫度變送器S0-1600 4-20mA3215氮基爐前上下后溫度溫度溫度變送器K0-1100 4-20mA4第15頁其它退火爐利舊測(cè)量設(shè)備序號(hào)測(cè)量地點(diǎn)介質(zhì)設(shè)備名稱技術(shù)參數(shù)數(shù)量118#罩式退火爐溫度溫度變送器K0-1100 4-20mA8213#退火爐溫度溫度變送器K0-1100 4-20mA1316氮基爐前上下后溫度溫度溫度變送器K0-1100 4-20mA4413#退火爐煤氣流

17、量煤量孔板1513#退火爐煤氣流量煤量差壓變送器0-2.45KPa 4-20mA1614#高溫爐煤氣流量煤量孔板1714#高溫爐煤氣流量煤量差壓變送器0-3.92KPa 4-20mA18罩式退火爐煤氣流量煤量孔板19罩式退火爐煤氣流量煤量差壓變送器0-1.6KPa 4-20mA110總煤氣壓力壓力壓力變送器0-25KPa 4-20mA 111總煤氣壓力壓力配電器4-20mA 4-20mA112總煤氣壓力壓力壓力數(shù)顯儀4-20mA 0-25KPa113氮基爐煤氣壓力壓力壓力變送器0-25KPa 4-20mA114氮基爐煤氣壓力壓力配電器4-20mA 4-20mA115氮基爐煤氣壓力壓力壓力數(shù)顯儀

18、4-20mA 0-25KPa116氮基爐煤氣壓力其它語音報(bào)警器10KPa低壓報(bào)警117氮基爐煤氣流量煤量孔板118氮基爐煤氣流量煤量差壓變送器0-1.57KPa 4-20mA119直流供電其它電源箱24V.DC.1A120西蒸汽流量蒸量孔板121西蒸汽流量蒸量Smar變送器0-13.44KPa 0-4t/h122總空氣流量空量孔板123總空氣流量空量差壓變送器0-10KPa 4-20mA124氮?dú)饬髁康靠装?25氮?dú)饬髁康坎顗鹤兯推?-1KPa 4-20mA1方框圖見第17頁第16頁煤氣凈化站煤氣凈化站是發(fā)生爐煤氣脫焦的配套系統(tǒng)，目前為2座連續(xù)退火爐使用，隨著焦化工程的上馬，根據(jù)公司煤氣管

19、網(wǎng)安排，待投產(chǎn)后，連續(xù)爐改燒焦化煤氣，其它退火爐改燒高爐混合煤氣經(jīng)過煤氣凈化站脫焦后的煤氣，因煤氣凈化站點(diǎn)離連續(xù)退火爐控制室有200米距離，微弱信號(hào)衰減較大，準(zhǔn)備采用MOX轉(zhuǎn)換器，光纖電纜傳輸方式，來保證信號(hào)的穩(wěn)定和可靠性。外圍設(shè)備說明煤氣凈化站新增測(cè)量設(shè)備序號(hào)測(cè)量地點(diǎn)介質(zhì)設(shè)備名稱技術(shù)參數(shù)數(shù)量1蒸汽溫度溫度溫度變送器Pt100 0-3004-20mA 12煤氣進(jìn)口溫度溫度溫度變送器Pt100 0-1004-20mA 13東、西電輔后溫度溫度溫度變送器Pt100 0-1004-20mA 24東、西絕緣箱溫度溫度溫度變送器Pt100 0-1004-20mA 2513#干箱東、西溫度溫度溫度變送器P

20、t100 0-1004-20mA 6第18頁煤氣凈化站利舊測(cè)量設(shè)備序號(hào)測(cè)量地點(diǎn)介質(zhì)設(shè)備名稱技術(shù)參數(shù)數(shù)量1總煤氣壓力壓力壓力變送器0-25KPa 4-20mA12總煤氣壓力壓力配電器4-20mA 1-5V13總煤氣壓力壓力壓力數(shù)顯儀4-20mA 0-25KPa14煤氣進(jìn)口壓力壓力Smar變送器0-25KPa 4-20mA15煤氣進(jìn)口壓力壓力配電器4-20mA 1-5V16煤氣進(jìn)口壓力壓力壓力數(shù)顯儀4.5KPa報(bào)警 25KPa17煤氣進(jìn)口壓力調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)氣動(dòng)薄膜閥0.02-0.1KPa0-100%18煤氣出口壓力壓力壓力變送器0-10KPa 4-20mA19煤氣出口壓力壓力壓力數(shù)顯儀3.8KPa報(bào)警

21、10KPa110東、西電輔后煤氣壓力壓力壓力變送器0-20KPa 4-20mA211東、西電輔后煤氣壓力壓力配電器4-20mA 1-5V212東、西電輔后煤氣壓力壓力壓力數(shù)顯儀4-20mA 0-20KPa213進(jìn)口煤氣流量煤量孔板114進(jìn)口煤氣流量煤量差壓變送器0-2.45KPa 4-20mA115進(jìn)口煤氣流量煤量配電器4-20mA 1-5V116進(jìn)口煤氣流量煤量開方器1-5V 4-20mA 117進(jìn)口煤氣流量煤量流量顯示儀1-5V 0-1000字/h118生產(chǎn)水壓力壓力壓力變送器0-1MPa 4-20mA119生產(chǎn)水壓力壓力壓力數(shù)顯儀4-20mA 0-1MPa120蒸汽壓力壓力壓力變送器0-

22、1MPa 4-20mA121蒸汽壓力壓力配電器4-20mA 1-5V122蒸汽壓力壓力壓力數(shù)顯儀4-20mA 0-1MPa122蒸汽流量蒸量孔板123蒸汽流量蒸量差壓變送器0-33.33KPa 4-20mA124蒸汽流量蒸量配電器4-20mA 1-5V125蒸汽流量蒸量開方器1-5V 4-20mA 126蒸汽流量蒸量流量顯示儀4-20mA 0-100%127煤氣低壓報(bào)警其它閃光報(bào)警器8路128直流供電其它電源箱24V.DC.5A1方框圖見第20頁第19頁附錄總體方案由四部分組成，在初部建立控制站時(shí)，機(jī)柜、機(jī)籠同步建設(shè)，充分預(yù)留總體方案后二部分的I/O板位置二期， 將控制系統(tǒng)以I/O單元的形式分散到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，且冗余I/O控制總線，確?，F(xiàn)場(chǎng)控制信息的安全、快速傳