摘 要：
本文簡要介紹了高爐沖渣的工藝過程，并對SIMATIC WinAC控制系統的硬件配置、軟件組成和實現的功能進行了詳細的闡述。
關鍵詞：
沖渣 WinAC 自動控制

Abstract: The process of refuse of Blast Furnace refuse washing away is briefly introduced in this paper。Not only hardware configuration but also composition of software and function realized of SIMATIC WinAC control system are detailed described 。
Keyword: refuse washing away WinAC automatic control

引言
SIMATIC WinAC是西門子推出的基于PC的新一代自動控制方案, 是一種“軟PLC”，即將控制調節(jié)、數據處理、人機界面、通訊網絡集成在一臺通用的PC上，通過Profibus現場總線和ET200系列分布式I/O模塊相連。在SIMATIC WinAC控制系統中，取消了傳統PLC控制系統中的中央控制單元（CPU），而以一臺高性能的工控機同時起到傳統PLC控制系統中的中央控制單元（CPU）和上位機監(jiān)控站的作用，充分利用工控機的系統資源，從而使控制調節(jié)、數據處理等環(huán)節(jié)接合更緊密、通訊更快速，尤其適用于對系統集成性、數據處理速度和穩(wěn)定性要求較高的場所。

一、高爐沖渣工藝簡介及現狀
在高爐出鐵放渣時，冶煉過程中產生的高溫熔融狀態(tài)爐渣在渣槽前端通過?；車娝?，使爐渣充分急冷?；螅凰疀_到渣溝內，渣水混合物通過渣溝匯入渣池中。經過過濾冷卻后，渣被撈起吊走外運，水過濾后進入儲水池循環(huán)使用。每次出鐵放渣時都需要大水量沖刷，以及時把高溫熔融狀態(tài)爐渣沖走，防止高溫熔渣堆積將渣槽燒壞，影響正常的煉鐵生產。
萊鋼煉鐵廠2#750m3高爐原沖渣系統有沖渣水泵有3臺，兩用一備，每臺泵由215KW電機驅動。原采用人工／手動調節(jié)變頻器來控制水量的控制方式, 靠電話聯系高爐主控室人員來決定何時開始/停止沖渣。由于泵房操作人員無法知道實時的渣量大小，為了確保及時把高溫熔渣沖走，保護渣槽，就經常在不出渣情況下使水泵始終保持在高速運行，以大水量沖渣, 造成不必要的電能消耗和設備磨損，提高了生產運行成本。針對這種情況，決定實施以計算機自動控制控制為內容的技術改造。

二、控制系統選型及配置
由于沖渣系統運行的正常與否將直接影響到整個煉鐵生產過程，因此沖渣控制系統必須具有快速數據處理、高運行穩(wěn)定性的性能。經過多方面比較，綜合考慮性能／價格比、備品備件等因素，我們決定選用西門子公司基于PC的WinAC控制系統。該系統組成如下：
系統硬件：研華工控機，分布式I/O ET200M，Profibus現場總線
系統軟件：WinAC軟控制器、監(jiān)控軟件WinCC、編程軟件Step 7
硬件配置圖如下：


為了提高可靠性，本控制系統中還設計了手動備用調速系統，以保證在計算機故障時不影響沖渣。當計算機故障時，切換裝置不需人工干預，自行切換到手動備用調速系統，操作人員可以通過電位器調節(jié)變頻器轉速來維持正常的沖渣過程。

三、實現的功能
本控制系統使用WinAC軟控制器軟件、監(jiān)控軟件WinCC和編程軟件Step 7，完成了對沖渣過程各種工藝數據的設定、控制和畫面監(jiān)視，并具有進行報警提示、報表生成、數據存儲歸檔、歷史/實時趨勢顯示等功能。主要有：
1、 手動操作：在監(jiān)控畫面上選擇手動動選項，即可在操作臺上手動調節(jié)沖渣水泵轉速。若計算機系統故障，則自行切換至操作臺手動。
2、自動操作：在監(jiān)控畫面上選擇自動選項，控制系統就根據現場檢測元件信號值判斷渣量多少，自動調節(jié)沖渣水量。若系統檢測到現場一次元件故障，則報警并保持高速沖渣。
3、沖渣水量實時控制：根據安裝在沖渣水槽前方紅外測溫儀，不間斷地檢測渣溫以及渣溫的變化率，從而判斷渣量的多少。根據渣量的多少實時調節(jié)沖渣水泵轉速，完成沖渣，避免水泵一直高速運轉，減少電能消耗和設備磨損，延長設備壽命。控制原理圖如下：


4、報警功能
當現場工藝參數超限后，畫面中出現紅色報警，提醒維護人員處理。當參數恢復正常后，報警消失。
5、記錄功能
系統能給出消耗水量、電量、沖渣次數等工藝參數的班報表、日報表等報表輸出，并形成時間的歷史數據記錄，以文件形式存放，以供查詢。

四、應用效果
本系統自投入使用以來，運行可靠，實現了實時調節(jié)水、畫面監(jiān)控、報警、趨勢記錄等一系列功能，具有精度高、故障點查找方便、便于調度管理等優(yōu)點。它不但降低了電能消耗，而且延長了設備壽命，每年僅減少電費支出就達44萬余元，帶來了可觀的經濟效益和社會效益。


作者簡介：
吳曉峰: 男,1963年出生，高級工程師, 安徽省肥東縣人，山東萊蕪鋼鐵集團有限公司自動化部總工程師、副主任，1983年畢業(yè)于華東冶金學院，一直從事自動控制系統的設計、開發(fā)和管理工作，已有近20多篇技術論文在各類國家級刊物上發(fā)表。
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