重钢冷轧厂罩式炉改造

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1、重钢冷轧厂1-12#退火炉控制系统升级科技攻关重钢电子公司系统部2006年11月25日概述重钢冷轧厂退火炉是从美国EBF工厂引进的成套二手设备,共包括24座全氢罩式退火炉.由于原有控制计算机系统老化和大量模块损坏，且该PLC已停产买不到备件，一直不能投入使用。严重的制约了冷轧厂的生产，升级改造势在必行。退火工艺简介将钢卷置于炉台上罩上内罩，并夹紧用氮气将内罩内的空气置换出来退火工艺简介用加热罩罩住内罩用天然气进行加热,同时向内罩内注入氢气用来对钢卷进行热交换,既达到了钢卷的加热,又不使钢卷被氧化.退火工艺简介加热完成后,用冷却罩对炉台进行冷

2、却冷却的方式分为两种:风冷和水冷.一般而言,内罩内的温度在200度以上用风冷,200度以下用水冷达到出炉温度后钢卷即可出炉.一个完整的退火周期为40-50小时系统构成全氢罩式退火炉控制系统包括1个主PLC柜（1个主PLC和1个TP270）、6个炉台控制柜（2个从PLC和2个TP270/柜）、6个加热罩控制柜和12个现场控制柜，主PLC和12个从PLC之间由工业以太网连接，实现快速通讯，此为控制级网络；系统构成从PLC通过PROPIEBUS-DP1连接一个TP270就地操作面板，通过PROPIEBUS-DP2远程连接到炉台ET200I/O箱和

3、加热罩ET200I/O箱，实现现场信号采集和控制信号输出，此为现场级网络。系统构成主PLC系统：完成公用设施（液压站等）和退火表（曲线）的管理和控制。主PLC和炉台从PLC之间有应答联络和优先级排队，以管理和控制液压站、排放线1（空气）和排放线2（氢气）、冷却水站。系统构成从PLC控制系统：每一座炉台都有一套独立的从PLC控制系统；现场信号采集和控制信号输出由炉台和加热罩远程I/O（ET 200）实现，炉台安全联锁和加热控制由从PLC完成。系统构成主PLC和从PLC的就地操作由各自的TP270操作面板实现。系统构成监控系统（PCS）：用一台

4、CITECTI/O服务器（连接到PLC级的工业以太网），经以太网通讯连接一台操作站，结合监控应用软件组成12座退火炉的集中过程监控系统。项目创新性系统程序控制及安全联锁控制——在对原有国外软件解密、消化和退火工艺研究的基础上，编制了一套全新的控制应用软件。并对点火系统、外部安全联锁线路和PLC及PCS系统结构进行了全面升级。项目创新性温度设定程序——自适应在线温度设定模型。原有温度设定程序对不同钢卷的不同退火表在加热过程中的温度设定适应性较差，为提高温度控制的准确性，设计了有自适应功能的在线温度设定模型。项目创新性加热罩和装料区温度控制——

5、脉冲式加热模糊温度控制器。原系统采用简单的整数PID控制器，为调试参数的整定带来了很大困难，为提高控制精度和节能效果研究设计了脉冲式加热模糊温度控制器。技术难度对控制系统及控制软件的设计要求很高。除了对温度控制的精度要求高外,对生产的安全要求更高。技术难度资料不全,特别是下层PLC控制系统的相关资料更是缺乏。原S5PLC加热控制程序被加密。在设计过程中缺乏工艺支撑。项目实施控制系统全部重新设计，包含电气、仪表原理设计；加热罩点火系统PFS 630替换为PFS 778模板；12个阀架中有6个阀架上（由炉台控制柜控制）的电磁阀和检测仪表全部国产

6、化，其他阀架的仪表部分国产化；根据工艺要求进行带加热罩冷却，解决<0.8mm的钢带在退火时易粘钢的问题项目实施编制：S7PLC控制应用软件TP270操作面板监控软件PCS监控应用软件项目实施由于在运行过程中需要拔插加热罩ET200I/O箱，以吊入或移开加热罩，为了保证PROPIEBUS-DP总线通讯正常运行（方便工人操作，仅拔插加热罩控制线缆插头），对西门子PROPIEBUS-DP总线进行了技术改进。技术指标温度控制精度<±5℃(初始加温阶段)，加温、保温阶段（95%以上）控制精度<±3℃，温度控制范围0-850℃，即温度控制精度<0.3-

7、0.5％；有效点火次数：<3次；故障诊断和安全联锁成功率：100％PLC自动运行率：100%经济效益直接投资节约：500万-360万=140万（人民币），由奥地利EBNER公司帮助实施需500万，本项目实际投资360万为重钢电子公司创造经济效益180万（人民币）投运后每年可创造经济效益：480万推广应用价值该系统控制软件是在对世界上现有退火工艺进行研究的基础上编制的，比国外原配的软件具有更加完善的功能，取得了良好的控制精度和节能效果。推广应用价值采用模糊控制技术设计在线退火设定模型和温度控制器，编制基于S7-300PLC的退火炉系统控制软件

8、和监控管理软件，形成具有自主知识产权的退火炉控制技术。可以彻底打破外公司的垄断，具有新颖性。推广应用价值该控制系统和应用软件是针对西门子S7-300PLC设计的，对采用其它PLC