一、燒結和球團過程中的自動化:
• 燒結生產自動化控制
[1] 配料的控制
[2] 混合料添加水控制系統
[3] 礦槽料位的自動控制
[4] 布料厚度的控制
[5] 機速的控制
[6] 點火爐燃燒控制系統
[7] 燒結終點(BTP)控制系統
• 球團生產過程自動化控制潤
[1] 磨配料自動控制
[2] 磨礦粒度自動控制
[3] 造球原料水分和造球機自動控制
[4] 干燥自動控制
[5] 鏈篦機—— 回轉窯自動控制
[6] 冷卻機自動控制
二、解決方案
GE Fanuc 在燒結和球團應用上有豐富的經驗。在這些應用中,工藝設備繁多、分布較廣并有復雜的控制邏輯和大量的數據采集。GE Fanuc 的自動化平臺作為控制系統的核心,有卓越的可靠性和穩定性,并且編程簡單、維護容易。同時,GE Fanuc 開放的多層次網絡保證了現場靈活的分布控制。GE Fanuc 自動化產品同時也大量參與過程控制,如:原料接受準備系統、原料配混系統、燒冷系統、成品篩分系統、主抽風機系統、全廠物料及能源介質計量、除塵器系統(主電除塵器、機尾電除塵器、配料電除塵器、整粒電除塵器、熔劑電除塵器)、余熱利用系統及其它輔助設施的過程檢測與自動控制。
三、燒結工藝流程圖
四、客戶需求五、解決方案
基于GE FANUC 公司過程控制系統集成、統一、靈活和開放的控制設計思想,并結合3# 燒結機基礎自動化控制系統的特點和要求,設計了基礎自動化控制系統配置,詳見基礎自動化控制系統配置示意圖。PLC可編程序控制器選用系列90-30 型產品,采用分布式I /O結構。以系列90-30 為中心,向上,通過工業以太網與HMI 人機接口系統通訊;向下,采用GENUIS 網與VersaMax I/O站進行狀態監控和數據交換。HMI 人機接口系統采用CIMPLICITYHMI 軟件編制,并通過WebView選件實現廠級局域網站點登錄訪問功能。
六、系統構成
[1] PLC的配置
本控制系統選用的是系列90-30 PLC 的可編程序控制器。該產品不僅質量高、而且性能可靠。系統已在國內外諸多工業現場長期、穩定運行。系統組件的設計符合真正的工業等級,滿足國內、國際的安全標準。
系統易配置、易接線、易維護、隔離性好,結構堅固,抗腐蝕,可適應惡劣的工業環境。所有部件均可帶電插拔、更換。提供了先進的功能特性,易于組態便于安裝。
本控制系統的分布式I /O 選用GE Fanuc 的VersaMaxI /O 產品。該產品在局部水平建立控制,真正實現了用分散的處理器就地實時控制,同時保留主處理器的資源,用于數據管理和監控。分布式控制是一種有效的,節省資金的解決方案,可減少現場總線網絡的開銷,增加主機的應用性能。
由于燒結機的控制設備比較分散,而且彼此間的距離較遠,因此從站是根據所控制的設備所在依據地域來劃分的;由于電磁站從站所控制的設備較多,一個機架不能滿足需求時,根據經濟實用原則,添加兩塊擴展機架。
[2] HMI人機接口系統
本控制系統的HMI 由兩臺操作員工作站(P933/128M/40G/19寸純平彩顯/邏輯球鼠標)構成,各自獨立地對整個系統進行監控。兩臺操作員工作站均可獨立完成正常生產所需的監控及操作,以便于任意一臺出現故障時,不影響生產。
HMI 系統采用基于Microsoft Windows NT 和Windows98 的CIMPLICIT Y HMI 軟件編制。CIMPLICIT 運行在Windows NT/98的平臺上,通過各種串行的、網絡的通訊方式采集控制器中的資料,并利用計算機的強大圖形功能動態地顯示生產資料。采用CIMPL ICI T Y HMI 軟件的WebView 選件實現廠級局域網站點登錄訪問功能。
[3] 通訊網絡
采用快速工業以太網和GENUIS 總線構成了3#燒結機基礎自動化控制系統的通訊網絡。操作員工作站和PLC主站之間的通訊采用快速工業以太網。VersaMax I /O通過Genius 現場總線與90-30 建立通訊鏈路。采用屏蔽雙絞線,通過多點連接將每個從站接入,構成總線型網絡拓補結構。因此一個站設備出現故障,并不影響整個總線的通訊。
• 系統功能
[1] 電控部分
電控部分為順序控制,采用VersaPro軟件用梯形圖進行編程。實現以下功能:
• 單機控制:在機旁操作箱上對單臺設備進行操作,并在HMI 上進行監控。只完成單臺設備單獨啟動,不進行聯動控制。
• 單系統集中控制:在HMI 上對某個系統進行操作,只完成單個系統的聯動控制。
• 全系統集中控制:在HMI 上對整個系統進行操作,實現整個系統的自動控制。
• 聯動功能:從畫面按啟動按鈕,所有設備的起動順序起動。按停止按鈕,所有設備的停止順序和起動順序相反。一旦聯動的設備有故障,從這設備開始按起動的方向一直停到圓盤給料機電子稱小皮帶機。中間停機延時一秒。
• 實際的工藝要求:正常生產時一般要求6、7系統連鎖,而5系統因有大礦槽,在正常生產時如有故障,6、7系統連鎖停,而5系統可以正常運行。
[2] 儀控部分
儀控部分主要實時顯示與燒結工藝有關儀倥信號(如壓力、流量、溫度等),并且通過畫面操作對點火溫度、風箱負壓進行控制。
• 點火溫度控制:點火溫度控制是通過控制煤氣和空氣的流量來實現的。采用串級雙交叉控制和非串級雙交叉控制的控制方法。串級雙交叉控制是一種非常先進的控制方法,是以維持合適的空氣,煤氣比值為手段,達到燃燒時始終維持低過剩空氣系數,從而保證了較高的熱效率,同時減少了排煙對環境的污染。串級雙交叉控制以點火溫度調節為主回路,以煤氣流量和空氣流量為副回路的串級調節回路。串級雙交叉控制分為自動控制和手動控制;非串級雙交叉控制分為PID手動、PID自動和遠程手動控制。
• 煤氣切斷閥控制:當煤氣或空氣的壓力低時自動關閥。分手動控制和自動控制。
• 風箱負壓控制:1#、2#、13#、14#風箱有調節閥,需要調節風箱負壓。分為PID手動、PID自動和遠程手動控制。
• 上位機畫面
上位機畫面是在HMI 中完成的。到達任何一幅畫面的按鍵操作不超過兩次,畫面彈出的時間不超過1 秒。主要包括工藝流程,趨勢曲線,參數報表,棒圖顯示,報警,設備狀態,回路調節等窗口。