|
摘要：介绍了高炉离心式鼓风机计算机控制系统的软、硬件设计。详细说明了计算机控制系统中的
项控制功能的实现方法。控制系统在包头钢铁集团公司投入实际运行 , 性能稳定 , 控制效果良好。 关键词: 离心式鼓风机 高炉 计算机控制系统
Abstract:The design of both software and hardware of the computer control system for the blast furnace centrifugal blower are int roduced. Meanwhile,the realizations of every control function in this computer control system are llust rated in details. The computer control system for the blast furnace centrifugal blower is put into operation in the Bao Tou Iron and Steel Group. A steady control system and satisfactory control effect are obtained finally.
Key words:Blast furnace Computer control system Centrifugal blower
一、引言
包头钢铁集团公司 6 号汽轮离心式鼓风机组是 1993 年引进的俄罗斯设备。机组原配控制系统为单回路仪表控制系统。由于原配的控制保护系统、电气、仪表、显示、记录部分的技术和设备比较落后 , 导致机组在投运后经常发生故障 , 风机跳车引起的高炉灌渣事故时有发生。而且机组经过近10年的运行 , 备品备件已耗尽 , 严重威胁着高炉的正常生产和安全运行。为此 , 在对机组进行充分研究的基础上重新设计实现了一套可以完成所有控制操作并具有高可靠性的计算机控制系统。
二、汽轮鼓风机系统简介
机组由 1 台汽轮机、1 台离心鼓风机以及各种辅助设备组成。汽轮机作为风机的动力装置与风机同轴连接 , 主要技术指标为：
(1) 总级数:15 级
(2) 功率范围 : 额定功率 24. 6MW , 最大功率25. 7MW
(3) 工作转速范围 :2500 ～ 3450r/min
离心鼓风机的主要技术指标为：
(1) 吸入风量范围 :0 ～ 7000m3/min
(2) 工作转速范围 :2500 ～ 3450r/min
(3) 级数 :4 级
(4) 最大排气压力 :0.502MPa
机组中主要的辅助设备有:凝汽器、抽汽器、轴封加热器、冷油器、冷凝水泵、循环水泵、主油泵、动力油泵、交流事故油泵、直流事故油泵、滤风室、文氏管、消声器及相应的电机、阀门和管道等。
三、计算机控制系统总体结构
控制系统基本结构如图1所示。计算机控制系统选用了美国 FOXBORO 公司的 I/ A AW51 型 DCS 系统 , 结构如图 2 所示。系统配置工程师站和操作员站各一台 (采用SUN公司ultra5 工作站,CPU 为 64 位 RISC 处理芯片主频 330MHz) 、一对互为冗余的 CP60 型过程控制器、输入、输出卡件以及显示绘图、控制组态、报警管理、历史趋势、报表等软件。控制系统 I/O 点数:模拟量输入 164 路、模拟量输出 20 路、开关量输入72 路、开关量输出 72 路。系统的控制软件在工程师站上组态完毕后全部下载到过程控制器中运行,过程控制器可以脱离工程师站和操作员站按照组态好的控制方案实现对机组的控制。工程师站和操作员站则可对过程控制器的参数进行实时在线的修改。工程师站中配有的标准以太网卡和通讯软件可将机组的实时运行画面传至工厂的管理网。
转速控制输出通过 WOODWARD 505 型数字调速系统控制汽轮机的调速汽门。 505 调速系统是由美国 WOODWARD 公司生产的一种专门用于汽轮机转速控制的智能仪表 , 其内部有一变参数 PID 控制器 , 它与机组构成转速的闭环控制回路。同样 , 在计算机控制系统中也有控制转速的控制器 , 这两个独立的转速控制器将构成串级控制结构 , 这种控制结构较单一的 PID 控制器对干扰有更强的抑制作用 , 而且其动态特性平稳 , 对机组的扰动较小。计算机的开关量输出一部分是用来驱动报警指示灯 , 另一部分用于机组的泵和部分阀门的启、停和开关控制。
控制系统具有计算机全自动控制和手动控制两种控制模式。在计算机全自动控制模式下,控制系统的所有功能均可通过计算机操作界面进行设置并由计算机自动执行。在手动控制模式下,操作人员可利用计算机显示的数据或电气柜上的仪表和无笔记录仪来监视机组的运行 , 通过 505调速器、手操器及机组的电气系统完成对机组的控制。自动 / 手动控制模式的切换通过操作台上的自动 / 手动切换开关来实现 , 系统中设计有自动/ 手动无扰切换功能 , 以保证在自动 / 手动切换过程中对机组的运行没有冲击。 |
