作者：李付民  邯鄲鋼鐵集團公司自動(dòng)化部工程技術(shù)中心    河北邯鄲

[摘要]  文章從工程概況、控制工藝要求、控制設計、應用說(shuō)明、使用效果等方面詳細介紹了宇電產(chǎn)品在450m3高爐生產(chǎn)中的應用。實(shí)踐證明，宇電操作器/伺服放大器為高爐穩產(chǎn)高產(chǎn)提供了良好的自動(dòng)化保障。
[關(guān)鍵詞]  450m3高爐  爐頂壓力控制  熱風(fēng)溫度控制

工程概況
    某鋼廠(chǎng)450m3高爐于2005年10月開(kāi)始建設，2006年6月底正式投產(chǎn)出鐵，年產(chǎn)生鐵45萬(wàn)噸，利用系數 3.0。經(jīng)過(guò)技術(shù)論證，從系統綜合性?xún)r(jià)比考慮，高爐及熱風(fēng)爐基礎自動(dòng)化控制系統選用了施耐德公司的QUANTUM 系列PLC產(chǎn)品，主要儀表選用了廈門(mén)宇電具有二合一功能的AI-708J操作器/伺服放大器。

控制工藝要求
爐頂壓力控制
    功能：保持高爐爐頂壓力的穩定是高爐生產(chǎn)操作的一項首要工作。穩定爐頂壓力能起到穩定煤氣流，促進(jìn)高爐順行的作用。因此，在操作中要及時(shí)調整頂壓調節閥閥位，使其能將頂壓調穩，避免頂壓上下尖峰波動(dòng)，從而避免爐況波動(dòng)。450m3高爐的爐頂壓力一般穩定在90±5 KPa。
    選型：這是高爐生產(chǎn)中zui重要的調節閥，由于此閥調節頻繁，管道壓力高，因此對閥的控制質(zhì)量要求zui高。頂壓調節閥一般由三個(gè)閥門(mén)并聯(lián)組成閥組聯(lián)動(dòng)使用。該閥組中一般有一個(gè)管徑相對較小的閥門(mén)，以實(shí)現靈活控制。
    控制方式：頂壓三組閥常采用兩閥手動(dòng)開(kāi)至某一固定角度，第三個(gè)閥門(mén)投入自動(dòng)控制。控制信號走向是：PLC－AO輸出模板－3路4~20mA信號－AI-708J－調節閥門(mén)。爐頂壓力調節閥工藝圖見(jiàn)圖1：
                    
閥1
                                    
閥2       
高爐除塵后                  煤氣管網(wǎng)
閥3     
                                                 
圖 1
熱風(fēng)溫度控制
    功能：通過(guò)自動(dòng)調節混風(fēng)閥開(kāi)度將適當配比的冷風(fēng)摻入熱風(fēng)管道中，控制送往高爐熱風(fēng)圍管的熱風(fēng)溫度在1100±20℃內。28個(gè)風(fēng)口將熱風(fēng)送入高爐內。
    選型：選用220VAC供電的電動(dòng)連續調節閥。
    控制方式：由于調節較為頻繁，必須投入自動(dòng)控制。PLC－AO輸出模板－4~20mA信號－AI-708J－調節閥門(mén)。一般采用單回路PID控制。

控制設計
    AI-708J操作器特點(diǎn)：（1）、集成手操器和伺服放大器功能，與PLC系統很好配合。（2）、可以實(shí)現手自動(dòng)的雙向無(wú)擾動(dòng)切換，特別是手自動(dòng)切換緩變功能使得控制更加平穩、方便，簡(jiǎn)化了PLC控制程序的編寫(xiě)。(3)、功能豐富齊全，面板顯示一目了然。（4）、采用模塊化結構設計，駁接信號類(lèi)型多。（5）、質(zhì)量穩定，運行可靠。（6）、抗干擾性能符合電磁兼容（EMC）的要求。（7）、方便的參數鎖功能。根據實(shí)際情況，經(jīng)常需要現場(chǎng)崗位人員對部分參數進(jìn)行修改及調整，而目前大多數儀表是對所有參數都上鎖，AI-708J操作器/伺服放大器只有被定義的參數或程序設置才能顯示，其它參數不能顯示和修改，這樣極大地提高了參數修改的速度，又避免了重要參數被誤修改，受到了崗位人員的極大歡迎。（8）、使用操作簡(jiǎn)單方便，隨設備的說(shuō)明書(shū)介紹詳細實(shí)用。
2、PLC、電動(dòng)調節閥與AI-708J操作器/伺服放大器的電氣接線(xiàn)圖見(jiàn)圖2：

圖 2
應用說(shuō)明
1、高爐生產(chǎn)主畫(huà)面見(jiàn)圖3：

圖3
2、操作器應用：本高爐共使用AI-708J操作器/伺服放大器4臺，其中爐頂壓力控制3臺，熱風(fēng)溫度控制1臺，具體見(jiàn)高爐生產(chǎn)主畫(huà)面。
3、頂壓、熱風(fēng)溫度控制操作說(shuō)明：
（1）、通過(guò)上位機控制頂壓或熱風(fēng)時(shí)，必須將操作器通過(guò)A/M按鈕置于“自動(dòng)”位置。否則將操作器置于“手動(dòng)”位置，通過(guò)“向上三角形”    或“向下三角形”     來(lái)調節閥門(mén)的開(kāi)度。
（2）、閥門(mén)自動(dòng)控制時(shí)：在上位機操作面板窗口將“手自動(dòng)切換”按鈕置于“自動(dòng)”狀態(tài)，在“自動(dòng)時(shí)設定頂壓（熱風(fēng)溫度）”輸入框內設定生產(chǎn)需要的爐頂壓力或熱風(fēng)溫度值，則PLC將進(jìn)入PID自動(dòng)調節程序，通過(guò)與閥位反饋信號比較后動(dòng)態(tài)輸出4~20mA信號給AI-708J，再輸出給電動(dòng)調節閥。
（3）、閥門(mén)上位機手動(dòng)時(shí)：在上位機操作面板窗口將“手自動(dòng)切換”按鈕置于“手動(dòng)”狀態(tài)，此時(shí)“自動(dòng)時(shí)設定頂壓（熱風(fēng)溫度）”輸入框內數據不起作用，在“手動(dòng)時(shí)設定閥位輸出”輸入框內輸入需要的閥門(mén)開(kāi)度值，則PLC的PID自動(dòng)調節程序停止執行，輸出4~20mA信號給AI-708J，再輸出給電動(dòng)調節閥。

使用效果
    高爐投產(chǎn)后，由于自動(dòng)化控制設備提供了良好的外部保障，各項控制性能*符合生產(chǎn)
工藝要求，特別是AI-708J操作器/伺服放大器的穩定可靠運行保證了高爐操作的重要參數―――爐頂壓力和熱風(fēng)溫度的穩定調節，使得高爐開(kāi)爐15日內就迅速達產(chǎn)達效，利用系數達到3.0，順利實(shí)現了設計目標。