2.8米板材轧机加热炉控制系统

连接 。实施二数控制的部分原因是由于新建 了t钢包 备种堤符跟踪屏幕婀于眼踪炉壁板、『乜 、 【I 精炼炉，需要改进车间电力需求控制器。 杆和真空开关等主要-几各并自动其使用情况， 需求控制系统能在钢包炉卸料之前这殷时间里 用作车间预防维护的一部分。有些屏幕可用作信号 实现电炉能耗的爵优化，即操作人员可根据电能需 维护的标记，通知维修室更换或调试设备。电炉操 求屏幕上显示的钢包炉卸料时间在钢包炉卸料之前 作人员还使用其他屏幕，如电炉壁板温度屏幕，对 减少滞后 电炉的功率输人。需求屏幕 国像方式显 壁板温度进行监视。壁板过热或开温速度超过预定 示电炉和钢包炉的裁荷 ，载荷状态、出钢状态和利 值时发出警报。 用率总汇。24小时电力需求分布圉屏幕显示一天的 管理系统还可用作操作人员接 口，使用保护 口 电力 利用效率。维修室终端作为主要电力需求控制 令输人备种设定值 设定值可实时传人PLC。如果 器，通过数据总线来调节几个炉子的电力输人。 屏幕允许使用人员输人，操作员利用HOME键编辑 除需求屏幕外，管理系统还有车 间 监 视、 数 屏幕，然后用光标键选择变量。如熔炼状态屏幕捕 据／设备跟踪和 设定值控制等屏幕。 绘 电力利用设定值，在此设定点上，PLC自动进行 用于车间监视的屏幕有观察屏幕，在此屏幕 上 长／短电弧长度控制的转换。 显示两座电炉的关键数据，其中包括化学成分、废 本系统收集的数据可用来进行统计的过程控制 钢重量 、电炉操作方式、炉温和能源利用 等。如要 ，也可装人任何通用软件包，~lLotus1．2．3。 了解某一度电炉的洋细信息，可在该屏幕下方的项 这些数据还可用Lotus@Factory实时直接送给任一 目单上选择。 工作站进行分析。实t{SPC可按规定的速度、时间 数据跟踪可利用内装Paragon装置，该 装 置可 或触发事件 (如腽度测鼍 )收集过程变量。一旦检 对数据库变量 进行 跟 踪，这 些 变 量 包 括MW 、 涮出SPC规定的任一条件已经失控， 该系统就会报 MVar、功率因数、电流、 kWh和氧气利用率。 还 警。 预篓竺 种耋 兰展 聿摘译 ”， 些参数包括Mw 、 功率因数、熔弛媪度、 炉压和谰 ⋯ 。 ⋯ 。。‘ 节闸板位置等。 柏抒 扭妒 t《3) 虬』。 ” fb一 7 2．8米板材轧机加热炉控制系统 ‘ ~6-~- T臼)。7 为了提高燃料效率和钢坯质量。，使钢坯出炉温 度一致，美国卢肯钢铁公司为其建于六十年代的两 座加热炉配置了一套新的仪表及控制系统。其中的 监控计算机是分级系绕的一部分，它通过编程和参 数设定实现对加热炉的过程 控制和监控功能。 系统襄件 加热炉控制系统配置框图如图 l所示 。加热炉 计算机监控两个炉子的加热过程，井具有机载及 在 线存贮能 力，配有两个编程终端 以及报表打印机、 报警打印机、操作员接 口用彩显终端各一台。 加热炉计算机是局部网 (LAN)的一部分。局 部网将报 表归并到一个公共数据库里，使计算机之 间能够信息共享。通过此数据库，公司可存取任何 一 根钢坯的加热、轧制、热处理 等历史数据，以得 瑚有价值的最佳参数和故障排除记录。 加热炉本体的控制作为分级式控制系统的第一 56 级，实现加热炉各个区域的空燃比、炉睦压力、助 燃空气压力，热风放散和稀释生气等控制。它提供 模拟量输人 (如炉温和流量 )和数字量输人，并和 监控计算杌 (第二级)通过光纤链路通讯。当监控 计算机离线时，系统可实现加热 炉控制所需的全部 逻辑功能。 系统软件 加热过程的控制由钢坯跟踪和加热炉模型程序 完成。这些程序确定最佳设定值，并传送至第一级 控制系统以控制加热炉的韫度，实现对加热炉的综 合控制，如图 2所示。 通过轧机计算机和加热炉计算机之间的通讯， 实现钢坯跟踪，跟踪信息包括钢坯号、钢坯装人或 推出的排号、钢坯返回、$LIII温度，轧机故障等。 生产调度计算机把钢坯尺寸、钢号等原始数据 传送给加热炉计算机，每 当装人钢坏时，加热炉计 维普资讯 http://www.cqvip.com 牡 圈 第一级 加热妒 设定值 匦 ． — — J 1 ———— —— — _、二 广 -、、L 田 1 加热妒控制系统的雹置 圈 2 控制程序的执行顺序 算机便把来 自轧机计算机的钢坯 号与钢坯 信 皇作对 L 实时温度模型程序为一维模型，它精确地描述 了加热炉的热传送机理，在钢坯上采集的五点温度 每3O秒钟更新一次，模型和用辐射、传导，对流等热 传送方式连同炉温一起作为计算机的基本参数。每 个炉子沿炉长方向地安装了九支热 电偶进行温 度测量 ，由钢坯跟踪程序提供钢坯尺寸和钢坯特性。 此程序执行两个基本任务，一是将由程序计算出的 每根钢坯的温度存贮到磁盘上，这为通过加热炉的 钢坯提供加热过程的历史数据， 二是 当钢 坯推出 时，将最后的钢坯温度曲线传送给轧机计算机，为 轧制系统模型程序提供一个起点。 生产调度模型程序模拟加热炉内的钢坯加热， 井在保证质量要求的同时确定钢坯达到预期温度的 速度，此速度和轧机轧制速度相比较以确定加热炉 给轧机传送钢坯的间距，极限遍度用于设定值的计 算。如此，在保证质量的同时，加热炉可尽最大能 力描址轧机的需要。 设定值选择程序决定温度设定值， 肘考虑生 产宰、产品等级、产品尺寸、产品温度等方面的变 化，井控制两个有关质量的因素：钢坯表面温度及 温度梯度。 摄作 监控计算机的优点在于它能 够晌血来 自所响产 品的偏差，它不象操作员那样根据经验去设定参数 ， l 是连续地监视加热炉温度，井可按特睬情况确定 设定值。 系统响应两种娄型的延迟一延迟和非计脚 延迟，井可使 延迟过程中的燃料和用达到晨佳。 陈过程控制之外，加热炉计算机还提供一个过 程，工程技术人员和操作人员之间的接Ef，这项功 能是由报表和操作员接 口程序提供的。它使操作员 能够与系统对话并监视加热过程，还允许设置加热 炉舶工作方式 ，选择人工或计算机设定值，编辑加 热炉跟踪图，查看生产报表等。 性瞎 根据过去两年多燃料消耗的分析表明，此系统 可使。 1)燃料消耗下降l9 ，加热炉生产能力增加 lO ，炉时增加ll J 2)出炉温度一致} 3)质量提高，钢坯本身温度 由上至下、山裘 及里之差异减小，偏差由7．1~C下降到4．9。C。 (王奎生 摘译 自~Iron and Steel En．ginee1"*~ August，1990，P．29,--32) 57 维普资讯 http://www.cqvip.com