燒結新增成品除塵系統設計

馮云鵬 首鋼長治鋼鐵有限公司

一、系統組成

控制器為西門子S7-300 PLC、開關量輸入輸入輸出模塊和模擬量輸入輸出模塊，兩臺上位機采用WINCC7.2 一臺用于操作除塵系統，另一臺用于起停風機操作和監控風機的運行狀態。西門子高壓變頻器訂購的是DP 通訊的，通過DP 線就可以連接到300PLC。通過以太網將系統畫面傳送到成品控制站。

二、控制

（一）離線閥的控制

本系統共有24 個倉每個倉對應一個離線閥，離線閥關閉后才能反吹，離線閥汽缸上裝有限位開關。反吹開始后選擇該倉后離線閥電磁閥得電汽缸動作，離線閥關到位后脈沖閥開始動作，但由于限位開關的信號有時顯示異常（開到位回不來或是開關到位信號都在）導致該倉不能反吹，所以將開到位與反吹的連鎖去掉。現場實驗當離線閥電磁閥得電以后3 秒鐘左右汽缸就能關到位，所以將脈沖閥的反吹在汽缸電磁閥得電5 秒鐘以后。

（二）脈沖閥的控制

本系統共有24 個倉每個倉10 個脈沖閥。反吹控制分為自動和手動反吹。手動狀態下旭選擇需要反吹的倉在點開始反吹，然后10 個脈沖閥從1 到10 循環動作直到點停止反吹為止。氮氣壓力一般保持在0.35MPa到 0.4MPa，經過實驗在此壓力下脈沖閥得電時間太長容易吹破布袋，時間太短清灰效果不好，最終將脈沖閥的得電時間設置在0.2 秒。將兩個脈沖閥的時間間隔設為10秒，時間太短汽缸充氣不足清灰效果不好，現場實驗5 秒以上就能夠滿足要有，由于現場設備不多除塵負擔不是很重所以將時間設為10 秒。在自動反吹下又分為定時反吹和差壓反吹。定時反吹就是選擇自動定時反吹后開始反吹，等到最后一個倉結束后停止反吹，停止反吹后開始計時達到上位機設定的時間后開始下一次的反吹。差壓反吹就是看除塵器的前后差壓如果大于上位機的設定值開始反吹，等最后一個倉結束后在次看差壓值高于設定值反吹低于設定值等待。操作人員根據需要選擇合適的反吹方式，設定合適的反吹定時和差壓有利于在節約能源的情況下達到更換的除塵效果。

（三）卸灰的控制

每個灰倉都有高低料位顯示，可以根據料位的高低選擇是否需要卸灰。每個倉上都有震動器每過一段時間可根據實際情況震動清除倉壁積灰。卸下的灰經過刮板機和斗式提升機運送到灰倉中，卸灰的控制為連鎖控制前面的設備不運行后面的設備不能起動，并且做有順序起動和順序停止。卸灰閥、倉振器、刮板機和斗式提升機都為兩地控制現場控制和PLC 控制，現場控制為電氣控制直接走電氣回路。

（四）除塵閥的控制

除塵閥門做有連鎖控制和手動，連鎖控制時當對應的設備運行時閥門打開設備停止后閥門關閉，手動控制可在現場和上位機操作閥門。在上位機上有閥門的開關到位顯示，在程序中做有開關時間保護，防止由于限位故障導致閥門長時間動作導致閥門損壞。

（五）除塵風機的控制

除塵風機采用變頻器起動和軟啟動器雙回路，一般情況下采用變頻器控制，當變頻器出現故障時手動切換到軟啟動器控制。西門子高壓變頻器通過DP 線于PLC 相連。DP 通訊最多可以傳輸136 個字節，可以將風機的狀態字、電壓、電流、轉速和功率等都顯示在上位機中。由于高壓變頻器端子控制較為可靠，DP 通訊只讀取變頻器參數不參與控制，變頻器的起停和頻率的給定通過端子控制。風機的起停用的是開關量輸出點，頻率的給定用的是模擬量輸出點上位機可以給頻率現場也可以給頻率。

（六）模擬量的采集

模擬量的采集通過STEP7 程序中自帶的塊FC105 標定成需要的數值，也可以通過數據轉換計算得到需要的數值。現場信號經過配電器在進入到模擬量輸入通道，這時輸入通道對應的信號源是配電器，配電器有外供的24V 電源所以將模塊對應通道設置成四線制。如果像壓力變送器這些類儀表沒有獨立電源時需要模塊供電的，需要將模塊設置成兩線制。有些標注三線制的在組態的時候也要安裝四線制組態。

壓力信號只有三個，除塵器的進出口壓力參與反吹控制，風機出口壓力只顯示。

溫度信號有電機的錠子、軸瓦溫度和除塵器的進出口溫度。錠子溫度超過100 度報警超過120 度聯鎖停變頻器，軸瓦溫度超過65 度報警超過75 度連鎖停變頻器。由于線路斷開時溫度信號顯示最大，這種情況在程序中做有自動屏蔽，但上位機中仍有報警提醒操作人員及時檢查。除塵器的進出口溫度只在畫面上顯示不參與控制。

（七）模擬量輸出控制

模擬量輸出用的4—20mA。風箱入口閥的開度給定是通過模擬量輸出控制的，風機通過軟啟動器起動時需要先將入口閥關閉，待風機起動后在根據入口壓力調整合適開度。當使用變頻器回路時只需要將開度調到最大即可。

變頻器的頻率給定也是通過模擬量輸出控制的，當選擇的集中操作時，將上位機設定的頻率通過程序中自帶的標定塊FC106給到變頻器的模擬量輸入端子。當選擇到現場操作時，現場儀表給出相應的頻率信號給到PLC 的模擬量輸入，通過程序運算在由模擬量輸出給到變頻器的模擬量輸入端子。

（八）報警記錄與歷史趨勢

將設備的起停、連鎖信號、設備的反饋信號做到報警記錄中方便出現故障后查找原因。將重要的信號如電機電流、錠子和軸瓦溫度等做到歷史趨勢方便查看運行情況，并將歷史趨勢保存半年。

三、結語

本文所設計的PLC 燒結新增成品除塵，運行結果表明，該系統完全滿足其設計要求，具有操作方便、可靠性強、數據完整、監控及時等突出優點，并大大地減輕了操作工人的勞動強度、縮短了操作時間，受到了操作人員、維護人員、管理人員的好評。該系統的成功應用，也為類似系統的舊設備改造提供了可取的經驗。