S7-300PLC在九羊高炉喷煤的应用.doc

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1、S7-300PLC在九羊高炉喷煤的应用摘要：高炉喷吹煤粉是一项正在迅速发展的新技术，一套可靠的自动控制对于连续、稳定的喷吹起着关键的作用。针对某钢铁公司炼铁喷煤现状，遵循先进性与实用性相结合的原则，设计了一套高炉喷煤系统。介绍了该系统如何利用西门子PLCS7-300实现喷煤的过程控制、数据采集、喷吹量调节等自动控制。 关键词：过程控制数据采集高炉喷煤 引言 由于能源价格的上涨，使得吨铁成本上升，九羊公司内部挖潜改造、降低成本的空间已到极限，为了完成公司制定的产量目标和成本目标，必须采取新的措施来增产降耗，高炉喷煤配合富氧，则可大幅度地提高生铁产量、降低生铁成本，喷煤技

2、术改造对我公司的发展具有非常重要的意义。 高炉喷吹煤粉是世界炼铁正在迅速发展的一项重大技术，其目的是在高炉冶炼过程中，扩大高炉燃料来源，从风口向高炉喷吹煤粉，以价格低的煤粉替代价格昂贵的冶金焦，改善高炉的操作条件；增加高炉的调剂手段；最终达到节焦增产的目的。 在当前能源紧张的形势下，必须采取措施大力节约和替代焦炭。炼铁生产降低焦炭的途径很多：如改进原料质量、提高风温、改善操作、降低铁水含硅量、加强管理等。但从效果上看扩大高炉喷吹煤粉，以煤代焦乃是降低焦炭消耗的最有效措施。因此，扩大高炉喷煤是当务之急，符合钢铁工业长远规划。 1山东九羊钢铁公司炼铁喷煤现状 山东九羊钢铁

3、公司铁厂现有128m3、350m3、420m3三座高炉,按年生产日为355天，则年产铁为110万吨。九羊高炉喷煤设计按混合喷吹无烟煤、并罐喷吹系统设计，并联罐的优点：①罐系统出现故障，可三个罐轮流喷煤；②倒罐较易实现自动控制；③厂房低，投资小；并联罐的缺点：①倒罐瞬间中断喷吹；②输粉切断阀开关频繁，寿命短。 2设计原则 九羊高炉制煤、喷煤自动检测控制系统的设计遵循先进性与实用性相结合的原则，充分考虑到满足设备控制要求，完善测量功能，在检测元件选型方面适应制煤、喷煤工艺气粉混合测量和煤粉易燃爆的特点，具有测量准确、维护量小、防爆、使用寿命长等优点。高炉喷煤系统主要由制粉

4、系统和喷煤系统两部分组成。两部分可以单独运行，互不影响。 3控制原理和硬件结构 3.1硬件配置 该工程采用S7-300系列可编程控制器，SIEMENS系统是具有快速处理能力的专用计算机系统，是模块化、可扩展的体系结构，是用于工业和制造过程实时控制，具有体积小、内存大、处理速度快、组态灵活和便利用户支持的特点，在支持新技术的同时，提高了性能价格比。 3.2软件配置 运用STEP7V5.2软件对PLC系统组态编程，STEP7V5.2既可以进行复杂的仪控，又可以进行常规的电气控制。 画面监控软件选用WinCC6.0软件，该软件操作简单，能够动态显示工艺过程参数，并可设置重要

5、参数的历史趋势、实时趋势、报警等。 3.3控制系统的通信网络 该网络结构包括两套PLC系统：制粉系统、高炉喷煤系统。每个控制系统通过以太网进行数据传输和现场设备的控制。在喷煤控制室，设4台上位机，其中原煤储运、烟气炉、制粉共用一台上位机；128高炉、350高炉、420高炉喷吹各一台上位机，各上位机、PLC之间通过交换机互联。该网络结构可以为将来联网做准备，交换机预留光纤口，通过光线实现数据的透明化，具有不可比拟的优越性。其网络结构如图1所示。4工艺及控制功能介绍 4.1原煤储运系统 该系统包括受料斗A、受料斗B、振动给煤机A、振动给煤机B、电磁除铁器、转运皮带机、大倾

6、角皮带机、振动筛，主要负责向原煤仓上煤，操作人员根据原煤仓需煤量的情况开启设备：依次启动振动筛、大倾角皮带机、转运皮带机、电磁除铁器、振动给煤机A或振动给煤机B,设备停止顺序与启动顺序相反。 4.2烟气炉系统 4.2.1工艺介绍 该系统为制粉系统提供干燥原煤和输送煤粉的干燥气，干燥气为烟气炉燃烧煤气产生的热气体。为了保证磨煤系统所需的一次风量31000～53800Nm3/h，入口温度180～250℃的混合干燥气。热空气，经一台主引风机吸送至磨煤机用以干燥原煤和输送煤粉。为了保证磨煤系统所需的一定温度、一定流量的一次混合干燥气，使出口温度处于规定值内，并通过磨煤机出口温

7、度变化情况进一步控制和调节磨煤机入口的一次风调节阀、掺冷风调节阀的开度。 4.2.2控制功能 ①当高炉煤气压力高于高定值或低于低定值时，由操作人员计算机手动调节阀门开度； ②冷空气调节系统，根据中速磨所需热风的温度的高低混兑冷空气，由操作人员计算机调节阀门开度。 4.3制粉系统 4.3.1工艺介绍 制粉系统主要包括埋刮板机系统、磨煤机系统、稀油站系统、液压站系统、主引风机系统、布袋收粉器系统。其中埋刮板机可以从上位机控制，也可以从设备带来的PC控制。 4.3.2控制功能介绍 ①入磨一次风量调节：由操作人员根据实际观察的结果，手动调节相应阀的开度。 ②