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煉鋼電氣控制系統(tǒng)
煉鋼電氣控制系統(tǒng)【1】
摘 要：煉鋼電氣控制系統(tǒng)是煉鋼中必不可少的一部分，如何保證煉鋼電氣控制系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中穩(wěn)定運(yùn)行是急需解決的問題，基于此，本文對于煉鋼電氣控制系統(tǒng)所存在的問題，提出了相應(yīng)的解決策略。
關(guān)鍵詞：煉鋼;電氣控制系統(tǒng);PLC
根據(jù)電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行原理來講，PLC控制程序負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)它的自動(dòng)性，使用DP現(xiàn)場總線與控制部件相連，再進(jìn)行調(diào)整這些部件，使它們能夠進(jìn)行良好的配合。
大部分情況下，這些相連的部件會(huì)被分散到不同位置，從而形成我們所說的分布式控制系統(tǒng)，這種方式的控制系統(tǒng)不僅可以將信號快速傳遞，而且也可以進(jìn)行采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)連鎖的控制。
1 煉鋼電氣控制系統(tǒng)的主要作用
轉(zhuǎn)爐控制系統(tǒng)的構(gòu)成部件主要有：1)電氣;2)儀表;3)計(jì)算機(jī)。
在這三種部件相互配合、協(xié)作下，轉(zhuǎn)爐控制系統(tǒng)開始運(yùn)作。
我們所說的自動(dòng)控制系統(tǒng)是由三大主要部件構(gòu)成的一個(gè)相對復(fù)雜的系統(tǒng)，該系統(tǒng)首先要具備一個(gè)可以進(jìn)行自動(dòng)提示現(xiàn)場的信號以及配套的驅(qū)動(dòng)，其次，采集完數(shù)據(jù)之后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之前，要有自動(dòng)調(diào)控和處理邏輯的設(shè)備 ，這就需要借助自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)運(yùn)行。
既需要在監(jiān)控生產(chǎn)過程中進(jìn)行作業(yè)管理，采用計(jì)算模型形式，處理相關(guān)數(shù)據(jù)。
其中，第一個(gè)部分稱為電氣系統(tǒng)，后兩個(gè)部分也就是控制系統(tǒng)。
在進(jìn)行煉鋼過程中，它所采用的原理是根據(jù)軟件程序進(jìn)行控制，同時(shí)需要運(yùn)用以太網(wǎng)起到監(jiān)控的作用。
其實(shí)從各方面上來講，這個(gè)系統(tǒng)要求很高，一定要降低故障率。
2 煉鋼電氣控制系統(tǒng)中存在的主要問題
2.1 現(xiàn)場通訊總線太長
我們投入使用的轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)有一個(gè)通病，即：連接現(xiàn)場的通訊總線過長。
這一弊端主要凸顯在通訊總線上需要設(shè)置大量的設(shè)備站點(diǎn)。
如果位于通訊總線上的某一個(gè)設(shè)備站點(diǎn)出現(xiàn)故障，那么隨之而來的問題將會(huì)嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)的正常運(yùn)作，甚至有可能導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓不能正常運(yùn)行。
2.2 底吹系統(tǒng)模式單一
目前，在工業(yè)建設(shè)過程中，對鋼的需求量是越來越大，傳統(tǒng)的自控控制模式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代鋼材生產(chǎn)的需求，因此需要充分運(yùn)用現(xiàn)代自控控制模式。
從當(dāng)前生產(chǎn)和工藝的發(fā)展趨勢來看，一味使用傳統(tǒng)單一的自動(dòng)控制模式就會(huì)出現(xiàn)支管堵塞的問題，從而影響到底吹系統(tǒng)的工作質(zhì)量，不僅如此，底吹系統(tǒng)效果差還會(huì)直接影響氬氣的使用效率，會(huì)造成一些不必要的浪費(fèi)。
倘若沒有正確設(shè)定氬氣的出口量，則會(huì)造成鋼液不純的問題。
2.3 氮封系統(tǒng)中存在的問題
氮封系統(tǒng)的運(yùn)行原理比較簡單，首先該是形成密封系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是依托轉(zhuǎn)爐口上部的活動(dòng)煙罩與加料而形成的，其次，設(shè)備在切斷閥門時(shí)主要是依靠儲(chǔ)存氮?dú)獾拿芊庋b置進(jìn)行的。
在實(shí)際工作中，可能氮?dú)馀c氧氣間進(jìn)行切換可以起到一定的作用的，但在等結(jié)果時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)練爐口是朝上的，煙氣也會(huì)快速生氣，那么會(huì)損壞料斗液壓缸，因此，氮?dú)庀囊惨恢碧幱谏仙隣顟B(tài)中。
2.4 監(jiān)控系統(tǒng)的問題
煉鋼電氣控制系統(tǒng)在運(yùn)作的過程中需要不間斷的進(jìn)行監(jiān)控。
為保證監(jiān)控的質(zhì)量，通常情況下會(huì)采用核心氧槍來完成這一工作。
這一監(jiān)控工作所需的設(shè)備有電機(jī)驅(qū)動(dòng)(一般來說會(huì)投入4臺(tái)設(shè)備)和變頻器，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)開始運(yùn)作時(shí)，變頻器設(shè)備的轉(zhuǎn)矩也隨之同步運(yùn)作，這樣一來，就使得煉鋼過程中的情況全部實(shí)時(shí)顯示到主機(jī)上。
為不斷完善監(jiān)控系統(tǒng)，首先要與PLC進(jìn)行對接，將采集的數(shù)據(jù)放到PLC上，在進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和保存信息，主要目的是為了監(jiān)控電機(jī)工作畫面，將所有信息展示到眼前。
3 改進(jìn)煉鋼電氣控制系統(tǒng)的具體措施
3.1 完善氧槍系統(tǒng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)
目前，氧槍系統(tǒng)中存在著很多不完善的地方，這些不完善的地方會(huì)影響到生產(chǎn)的安全，因此建立健全的氧槍系統(tǒng)，對于保證工作人員的生命起到重要的作用。
轉(zhuǎn)爐在運(yùn)作過程中的幅度大小會(huì)直接影響到氧槍的張力，同理，當(dāng)氧槍的張力發(fā)生變化時(shí)，轉(zhuǎn)爐運(yùn)轉(zhuǎn)的幅度必然發(fā)生了變化。
根據(jù)這一規(guī)律，我們可以通過觀察并分析張力的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來不斷調(diào)整。
在對氧氣系統(tǒng)進(jìn)行檢查時(shí)，一定要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定要求進(jìn)行。
如果氧槍張力出現(xiàn)異常情況，需要自動(dòng)封鎖氧槍變頻系統(tǒng)，這樣可對機(jī)器起到一定保護(hù)作用。
在氧槍的下吹作用下，控制氣缸的閥門，這樣可以進(jìn)一步解決在操作中所遇到卡軌問題。
3.2 改造底吹系統(tǒng)
底吹系統(tǒng)也是非常重要的，PLC上面整個(gè)部件都起到非常關(guān)鍵的作用。
其中主要可分為四種模式，工作者可依據(jù)冶煉時(shí)段或者氣體的不同，自主切換到一種最佳模式中。
可能有的模式要借助吹氮?dú)獠拍軐?shí)現(xiàn)與氬氣切換，也有時(shí)候會(huì)在整個(gè)工作過程中只需要單一的某種氣體。
值得注意的是，上述兩種模式都需要在倒渣或出鋼時(shí)進(jìn)行吹氮?dú)獠僮鳎@時(shí)候的氮?dú)饬髁坎粦?yīng)過高。
如何控制氮?dú)獾牧髁渴莻�(gè)難題，綜合考慮不同時(shí)期吹氮?dú)獾男枨�、操作員的工作經(jīng)驗(yàn)來選擇吹氮?dú)獾奈恢茫@樣便于簡化和整改流量，符合生產(chǎn)的要求，同時(shí)也避免資源浪費(fèi)。
3.3 設(shè)置氮封系統(tǒng)
在工作者的反復(fù)試驗(yàn)情況下，對爐口的煙罩進(jìn)行改造，改造成為壓縮空氣，然后進(jìn)行密封，在這樣的情況下，可減少氮?dú)獾南暮褪褂谩?/p>
在進(jìn)行改善氣流時(shí)，需要保持溜管始終處于干燥狀態(tài)中。
同時(shí)，還需要將氧封與氮封連接槍位的地方進(jìn)行改造，在依據(jù)爐口情況進(jìn)行判斷，是否運(yùn)用PLC程序進(jìn)行控制閥門，這樣不但可以對設(shè)備起到很好的保護(hù)作用，而且也可以節(jié)約氣體，進(jìn)一步提高氮?dú)馐褂寐省?/p>
在設(shè)置氮封系統(tǒng)中，需要嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)立要求進(jìn)行。
3.4 建立自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)
為解決現(xiàn)場通訊總線太長的問題，可以采用先進(jìn)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和相關(guān)總控制線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)"集中管理，分散控制"的目的。
同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況，在適當(dāng)?shù)那闆r下，建立自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。
在工作中，調(diào)試人員都負(fù)責(zé)著自己應(yīng)負(fù)責(zé)的那部分工作，最后所需要的6個(gè)PLC程序也是由每一個(gè)單獨(dú)負(fù)責(zé)一部分組合而成的。
但這一工作模式會(huì)產(chǎn)生一個(gè)弊端，當(dāng)PLC開展信息聯(lián)絡(luò)時(shí)，這六個(gè)PLC程序當(dāng)中的某個(gè)程序會(huì)影響到系統(tǒng)的整體性能，使之無法統(tǒng)一到一個(gè)大的項(xiàng)目中來，這樣依賴就特別容易發(fā)生信息丟失的情況。
可以在監(jiān)控站上安裝所需要的軟件，達(dá)到整合PLC程序目的，形成一個(gè)較大的系統(tǒng)，既優(yōu)化了系統(tǒng)，也提高了管理效率。
4 結(jié)語
在多年的實(shí)踐過程中，電氣煉鋼自動(dòng)系統(tǒng)得到不斷完善。
目前通訊網(wǎng)絡(luò)與PLC設(shè)備的設(shè)計(jì)是非常安全和穩(wěn)定的，隨著自動(dòng)化技術(shù)的廣泛運(yùn)用，相信電氣煉鋼自動(dòng)系統(tǒng)也會(huì)得到更好的改進(jìn)。
參考文獻(xiàn)：
[1]吳曉峰等.PLC在萊鋼轉(zhuǎn)爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].冶金自動(dòng)化，2010(05)：55-57.
電廠電氣控制系統(tǒng)【2】
【摘要】隨著電力行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步及分散控制系統(tǒng)(DCS)在電廠中的廣泛應(yīng)用，電氣控制水平也不斷提高，本文對電氣現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(EFCS)的監(jiān)控對象、特點(diǎn)及其配置進(jìn)行了論述。
分布式電氣控制系統(tǒng)相比一般的電氣控制系統(tǒng)更為可靠、靈活、開放、便于維護(hù)，適合目前工業(yè)生產(chǎn)制造中的應(yīng)用。
分析了現(xiàn)場總線技術(shù)在火電廠電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，闡明了采用現(xiàn)場總線的通信方案并具有與DCS通信以充分交換信息的FECS技術(shù)正在成為火電廠電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢。
【關(guān)鍵詞】現(xiàn)場總線;電氣控制系統(tǒng)
一、引言
伴隨計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)也逐步走向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化與現(xiàn)場化。
現(xiàn)場總線技術(shù)是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，它主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。
分散控制系統(tǒng)(DCS)因能充分體現(xiàn)分散控制與集中操作管理的思想，并以先進(jìn)的技術(shù)、豐富的控制功能、友好的人機(jī)界面和愈來愈可靠的工作性能等優(yōu)勢，近年來占據(jù)了大、中型火力發(fā)電機(jī)組機(jī)爐主控的自動(dòng)化領(lǐng)域。
對于電氣系統(tǒng)，將其納入DCS進(jìn)行監(jiān)控，有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)、爐、電一體化控制而成為一種趨勢。
二、基于現(xiàn)場總線的電氣控制系統(tǒng)主要特點(diǎn)
基于現(xiàn)場總線的電氣控制系統(tǒng)可從現(xiàn)場電氣智動(dòng)化水平的不斷提高，對電廠的生產(chǎn)運(yùn)行管理提出能設(shè)備獲取大量豐富信息，能夠更好地滿足電廠自了更高的要求。
現(xiàn)場總線是數(shù)字化通信網(wǎng)絡(luò)，它不單純?nèi)〈?—20mA信號，還可實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備狀態(tài)、故障、參數(shù)信息傳送。
系統(tǒng)除完成遠(yuǎn)程控制，還可完成遠(yuǎn)程參數(shù)化工作。
1.電氣參數(shù)變化快
電氣模擬量一般為電流、電壓、功率、頻率等參數(shù)，數(shù)字量主要為開關(guān)狀態(tài)、保護(hù)動(dòng)作等信號，這些參數(shù)變化快，對計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的采樣速度要求高。
2.電氣設(shè)備的智能化程度高
電氣系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)-變壓器組保護(hù)、起動(dòng)-備用變壓器保護(hù)、自動(dòng)同期裝置、廠用電切換裝置、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器等保護(hù)或自動(dòng)裝置均為微機(jī)型，6kV開關(guān)站保護(hù)為微機(jī)綜合保護(hù)，380V開關(guān)站采用智能開關(guān)和微機(jī)型電動(dòng)機(jī)控制器，所有的電氣設(shè)備均實(shí)現(xiàn)了智能化，能方便地與各種計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用通信方式進(jìn)行雙向通信。
另外，電氣設(shè)備的控制一般均為開關(guān)量控制，控制邏輯十分簡單，一般無調(diào)節(jié)或其它控制要求，電氣設(shè)備的控制邏輯簡單。
3.電氣設(shè)備的控制頻度較低
除在機(jī)組起、停過程中，部分電氣設(shè)備要進(jìn)行一些倒閘或切換操作外，在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)電氣設(shè)備一般不需要操作。
在事故情況下，大多由繼電保護(hù)或自動(dòng)裝置動(dòng)作來切除故障或進(jìn)行用電源切換。
且電氣設(shè)備具有良好的可控性，這是因?yàn)殡姎獾目刂茖ο笠话憔鶠閿嗦菲�、空氣開關(guān)或接觸器，其操作靈活，動(dòng)作可靠，與電廠其它受控設(shè)備相比，具有良好的可控性。
4.電氣設(shè)備的安裝環(huán)境較好且布置相對集中
電氣設(shè)備大多集中布置在電氣繼電器室和各電氣配電設(shè)備間內(nèi)，設(shè)備布置相對比較集中，且安裝環(huán)境極少有水汽或粉塵的污染，為控制設(shè)備就地布置提供了有利條件。
5.開放式、互操作性、互換性、可集成性
6.系統(tǒng)可靠性高、可維護(hù)性好。
7.提高電廠的自動(dòng)化和信息化水平、減少電廠的運(yùn)行維護(hù)工作量。
8.降低了系統(tǒng)及工程成本。
三、電氣現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(EFCS系統(tǒng))
1.EFCS系統(tǒng)組成
(1)間隔層。
該層主要是為了促進(jìn)各種專業(yè)化功能的智能裝置的完成和完善，包括：廠用電中壓6kV/10kV系統(tǒng)系列保護(hù)測控裝置、廠用電低壓4o0V系統(tǒng)系列智能控制器及測控裝置、廠用電源快速切換裝置、低壓備用電源自投裝置、自動(dòng)準(zhǔn)同期控制裝置、小電流接地選線裝置、直流接地選線裝置等。
通過各種職能軟件的開發(fā)促進(jìn)系統(tǒng)的可操作性，有CPU、A/D、RAM、EEPROM、現(xiàn)場總線或以太網(wǎng)對外通信接口等。
(2)通信管理層。
這一層主要是網(wǎng)絡(luò)和通信的安全管理，完成上述的各種智能裝置、DCS系統(tǒng)、電氣后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)、發(fā)電廠其他智能設(shè)備、發(fā)電廠其他系統(tǒng)的通信。
主要的通信方式還是以工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線，如PROFIBUS、CAN等，現(xiàn)代通信管理裝置已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了不同現(xiàn)場總線接口標(biāo)準(zhǔn)的互聯(lián)以及不同通信之間的轉(zhuǎn)換。
(3)站控層。
改成包括后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件和各種專業(yè)應(yīng)用軟件，硬件有服務(wù)器、工作站等。
應(yīng)用軟件包括SCADA(數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控)、廠用電抄表、錄波分析、電動(dòng)機(jī)故障診斷等各種高級軟件或者基礎(chǔ)軟件，以及后臺(tái)系統(tǒng)與發(fā)電廠其他管理系統(tǒng)(如MIS系統(tǒng))間的通信接口軟件。
2.EFCS系統(tǒng)方案
在EFCS系統(tǒng)方案中，小型電動(dòng)機(jī)采用“全通信”監(jiān)控方式進(jìn)DCS系統(tǒng)，大型電動(dòng)機(jī)及其他電氣設(shè)備采用“通信+硬接線”監(jiān)控方式。