摘 要：
本文簡(jiǎn)要介紹了高爐沖渣的工藝過(guò)程，并對(duì)SIMATIC WinAC控制系統(tǒng)的硬件配置、軟件組成和實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。
關(guān)鍵詞：
沖渣 WinAC 自動(dòng)控制

Abstract: The process of refuse of Blast Furnace refuse washing away is briefly introduced in this paper。Not only hardware configuration but also composition of software and function realized of SIMATIC WinAC control system are detailed described 。
Keyword: refuse washing away WinAC automatic control

引言
SIMATIC WinAC是西門(mén)子推出的基于PC的新一代自動(dòng)控制方案, 是一種“軟PLC”，即將控制調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)處理、人機(jī)界面、通訊網(wǎng)絡(luò)集成在一臺(tái)通用的PC上，通過(guò)Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線和ET200系列分布式I/O模塊相連。在SIMATIC WinAC控制系統(tǒng)中，取消了傳統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)中的中央控制單元（CPU），而以一臺(tái)高性能的工控機(jī)同時(shí)起到傳統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)中的中央控制單元（CPU）和上位機(jī)監(jiān)控站的作用，充分利用工控機(jī)的系統(tǒng)資源，從而使控制調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)接合更緊密、通訊更快速，尤其適用于對(duì)系統(tǒng)集成性、數(shù)據(jù)處理速度和穩(wěn)定性要求較高的場(chǎng)所。

一、高爐沖渣工藝簡(jiǎn)介及現(xiàn)狀
在高爐出鐵放渣時(shí)，冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的高溫熔融狀態(tài)爐渣在渣槽前端通過(guò)?；?chē)娝?，使?fàn)t渣充分急冷粒化后，被水沖到渣溝內(nèi)，渣水混合物通過(guò)渣溝匯入渣池中。經(jīng)過(guò)過(guò)濾冷卻后，渣被撈起吊走外運(yùn)，水過(guò)濾后進(jìn)入儲(chǔ)水池循環(huán)使用。每次出鐵放渣時(shí)都需要大水量沖刷，以及時(shí)把高溫熔融狀態(tài)爐渣沖走，防止高溫熔渣堆積將渣槽燒壞，影響正常的煉鐵生產(chǎn)。
萊鋼煉鐵廠2#750m3高爐原沖渣系統(tǒng)有沖渣水泵有3臺(tái)，兩用一備，每臺(tái)泵由215KW電機(jī)驅(qū)動(dòng)。原采用人工／手動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器來(lái)控制水量的控制方式, 靠電話聯(lián)系高爐主控室人員來(lái)決定何時(shí)開(kāi)始/停止沖渣。由于泵房操作人員無(wú)法知道實(shí)時(shí)的渣量大小，為了確保及時(shí)把高溫熔渣沖走，保護(hù)渣槽，就經(jīng)常在不出渣情況下使水泵始終保持在高速運(yùn)行，以大水量沖渣, 造成不必要的電能消耗和設(shè)備磨損，提高了生產(chǎn)運(yùn)行成本。針對(duì)這種情況，決定實(shí)施以計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制控制為內(nèi)容的技術(shù)改造。

二、控制系統(tǒng)選型及配置
由于沖渣系統(tǒng)運(yùn)行的正常與否將直接影響到整個(gè)煉鐵生產(chǎn)過(guò)程，因此沖渣控制系統(tǒng)必須具有快速數(shù)據(jù)處理、高運(yùn)行穩(wěn)定性的性能。經(jīng)過(guò)多方面比較，綜合考慮性能／價(jià)格比、備品備件等因素，我們決定選用西門(mén)子公司基于PC的WinAC控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)組成如下：
系統(tǒng)硬件：研華工控機(jī)，分布式I/O ET200M，Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線
系統(tǒng)軟件：WinAC軟控制器、監(jiān)控軟件WinCC、編程軟件Step 7
硬件配置圖如下：


為了提高可靠性，本控制系統(tǒng)中還設(shè)計(jì)了手動(dòng)備用調(diào)速系統(tǒng)，以保證在計(jì)算機(jī)故障時(shí)不影響沖渣。當(dāng)計(jì)算機(jī)故障時(shí)，切換裝置不需人工干預(yù)，自行切換到手動(dòng)備用調(diào)速系統(tǒng)，操作人員可以通過(guò)電位器調(diào)節(jié)變頻器轉(zhuǎn)速來(lái)維持正常的沖渣過(guò)程。

三、實(shí)現(xiàn)的功能
本控制系統(tǒng)使用WinAC軟控制器軟件、監(jiān)控軟件WinCC和編程軟件Step 7，完成了對(duì)沖渣過(guò)程各種工藝數(shù)據(jù)的設(shè)定、控制和畫(huà)面監(jiān)視，并具有進(jìn)行報(bào)警提示、報(bào)表生成、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)歸檔、歷史/實(shí)時(shí)趨勢(shì)顯示等功能。主要有：
1、 手動(dòng)操作：在監(jiān)控畫(huà)面上選擇手動(dòng)動(dòng)選項(xiàng)，即可在操作臺(tái)上手動(dòng)調(diào)節(jié)沖渣水泵轉(zhuǎn)速。若計(jì)算機(jī)系統(tǒng)故障，則自行切換至操作臺(tái)手動(dòng)。
2、自動(dòng)操作：在監(jiān)控畫(huà)面上選擇自動(dòng)選項(xiàng)，控制系統(tǒng)就根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)元件信號(hào)值判斷渣量多少，自動(dòng)調(diào)節(jié)沖渣水量。若系統(tǒng)檢測(cè)到現(xiàn)場(chǎng)一次元件故障，則報(bào)警并保持高速?zèng)_渣。
3、沖渣水量實(shí)時(shí)控制：根據(jù)安裝在沖渣水槽前方紅外測(cè)溫儀，不間斷地檢測(cè)渣溫以及渣溫的變化率，從而判斷渣量的多少。根據(jù)渣量的多少實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)沖渣水泵轉(zhuǎn)速，完成沖渣，避免水泵一直高速運(yùn)轉(zhuǎn)，減少電能消耗和設(shè)備磨損，延長(zhǎng)設(shè)備壽命?？刂圃韴D如下：


4、報(bào)警功能
當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)工藝參數(shù)超限后，畫(huà)面中出現(xiàn)紅色報(bào)警，提醒維護(hù)人員處理。當(dāng)參數(shù)恢復(fù)正常后，報(bào)警消失。
5、記錄功能
系統(tǒng)能給出消耗水量、電量、沖渣次數(shù)等工藝參數(shù)的班報(bào)表、日?qǐng)?bào)表等報(bào)表輸出，并形成時(shí)間的歷史數(shù)據(jù)記錄，以文件形式存放，以供查詢(xún)。

四、應(yīng)用效果
本系統(tǒng)自投入使用以來(lái)，運(yùn)行可靠，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)水、畫(huà)面監(jiān)控、報(bào)警、趨勢(shì)記錄等一系列功能，具有精度高、故障點(diǎn)查找方便、便于調(diào)度管理等優(yōu)點(diǎn)。它不但降低了電能消耗，而且延長(zhǎng)了設(shè)備壽命，每年僅減少電費(fèi)支出就達(dá)44萬(wàn)余元，帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


作者簡(jiǎn)介：
吳曉峰: 男,1963年出生，高級(jí)工程師, 安徽省肥東縣人，山東萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司自動(dòng)化部總工程師、副主任，1983年畢業(yè)于華東冶金學(xué)院，一直從事自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和管理工作，已有近20多篇技術(shù)論文在各類(lèi)國(guó)家級(jí)刊物上發(fā)表。
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