高线加热炉自控方案

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1、高线加热炉自控系统技术方案2007年5月目录1.概述12.自动化系统配置23.燃烧控制系统74.汽化冷却系统95.换向控制系统106.附件13一、概述信阳钢铁公司高速线材生产线加热炉基础自动化控制系统的配置按较先进水平设计，做到电仪基础自动化控制系统一体化。其主要特点包括：n先进的硬件和控制设备；n合理的系统划分；n灵活、可靠和具有高度可操作性的控制应用软件；n非常友好的人机接口画面（包括直观性、可视性、可操作性）。系统配置的设计原则：n系统硬件设备（包括系统软件）和控制应用软件满足加热炉的各种工艺控制要求；n数据通讯网络及人机操作接口兼容性强；n操作监视集中化，使电仪系统

2、人机界面统一化、共享化；n系统软件及编程软件组态简单，编程方便，自诊断功能强；n人机接口HMI监控系统软件具有中文环境；基础自动化系统包括仪表控制系统和换向控制系统。仪表控制系统的范围包括加热炉本体和水冷却系统的检测和控制项目，按照功能划分为燃烧控制系统、汽化冷却系统、辅助系统等三部分。系统完成对加热炉生产过程中各种参量、数据的采集，输入输出信号的变换、处理、显示、记录、累积、运算、联锁报警、回路控制、逻辑控制等功能；采用HMI人机接口屏幕显示的方式，显示各监视、控制所必须的各种操作、监视画面；操作人员通过HMI人机接口上的总貌画面、流程画面、趋势记录、报警、操作等画面的观

3、察分析，使用计算机键盘、鼠标进行操作；报表及报警可通过打印机打印。换向控制系统的主要功能包括整个换向系统的状态显示、操作、报警联锁等。二、自动化系统配置1.概述线材热连轧生产工艺流程的特点是：工序环节多、逻辑控制复杂、工作环境恶劣、设备要求可靠性高、在线调整干预性强。故应采用按工艺环节划分，分散控制，并通过网络系统对主要生产工艺实现集中监控。根据本次方案中线材连轧生产工艺的一些特点，在满足工艺控制要求的前提下，自动化控制系统选择应当遵循经济实用,技术先进可靠的原则。根据以往的工程经验，我们选取最适合于工厂实时控制的，并且在当今国内外应用率最高的S7系列PLC系统，构成PRO

4、FIBUS-DP网和MPI网，组成两层分布式通讯网络系统，分别用于现场控制和过程管理与监控。整个自动化系统由三级控制系统和两层通讯网络构成。三级控制系统由人机接口（HMI）、基础自动化系统（PLC）和过程自动化系统构成，分别完成各自的控制功能。1.控制站PLC和人机接口HMI的设置及功能仪表控制系统设置一套控制站PLC和一套人机接口工作站HMI。其中控制站PLC完成信号采集、逻辑判断、运算处理、驱动外设等功能，人机接口工作站HMI功能是显示生产过程数据、操作方式的选择、调整燃烧系统的操作、故障报警、事件记录、历史数据的储存及查询等。换向控制系统与仪表控制系统共用一套PLC和

5、HMI。PLC完成信号采集、逻辑判断、运算处理、驱动外设等功能。在HMI上完成换向时间的设定，各换向阀的状态显示，操作方式的选择，手动状态下对各换向阀的操作，各阀的故障报警和报警记录等。另外，将风机的部分控制及检测信号也接入仪表控制站PLC。1.控制站PLC的主要功能：n各介质及空间的温度检测；n各介质的压力检测；n炉膛压力测量；n煤气流量的检测及调节控制；n助燃空气流量的检测及调节控制；n空燃比的控制；n炉膛压力控制；n炉内各段的温度控制；n煤气切断阀的控制及安全联锁；n烟气氧量采集；n水冷却系统相关信号的检测、控制；n换向阀状态采集；n换向阀的控制；n故障信号的报警、联

6、锁。1.人机接口HMI的主要功能：n炉内各段工作状况的显示（炉内各参数）；n燃烧系统的操作方式选择；n空燃比的显示；n手动方式下各调节阀阀位的设定；n半自动方式下各段空煤气流量的设定；n全自动方式下各段温度的设定；n故障报警显示、打印及储存；n各换向阀的状态显示；n各段换向时间的确定；n各段换向方式的选择；n手动方式下对各换向阀的操作；n报警信息的显示、记录。2.主要报警在工艺测量参数超限或重要检测设备发生故障时，控制系统将以声光形式发出报警，并在操作站上显示出报警的内容，提醒操作人员注意，及时采取适当的措施排除故障，主要的报警项目如下：n煤气压力低限报警；n空气压力低限报

7、警；n仪表压缩空气压力低限报警；n烟气温度高限报警；n换向阀故障报警；n各电气故障报警。3.网络通信自动化系统通讯网络分为两层：第一层：控制站PLC和人机接口工作站HMI之间采用MPI通讯方式。第二层：控制站PLC和远程站ET200之间采用PROFIBUS通讯。图1通信网络PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通讯与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通讯控制从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。PROFIBUS-DP网，是一种高速低