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應(yīng)用設(shè)計(jì)

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SIENMES PCS7過程自動(dòng)化系統(tǒng)在韶鋼2600m sup>3 /sup>高爐煉鐵工藝控制上的應(yīng)用

SIENMES PCS7過程自動(dòng)化系統(tǒng)在韶鋼2600m sup>3 /sup>高爐煉鐵工藝控制上的應(yīng)用

概要: 廣東省韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)有限公司是目前廣東省最大的鋼鐵企業(yè),也是中國華南地區(qū)最重要的鋼鐵企業(yè)之一。韶鋼松山股份有限公司在中國股票市場(chǎng)的鋼鐵板塊中是業(yè)績(jī)最優(yōu)秀的公司。高爐是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)線中最重要的基礎(chǔ)設(shè)備。2600m3高爐現(xiàn)代化的大型高爐,利用SIMATIC PCS7的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)高爐生產(chǎn)的全集成過程自動(dòng)化。 韶鋼簡(jiǎn)介: 廣東省韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱韶鋼) 始建于1966年,地處中國改革開放最早也最為活躍的沿海經(jīng)濟(jì)大省--廣東省,占地面積8.78平方里,是中國500家最大工業(yè)企業(yè)和國家512家重點(diǎn)企業(yè)之一,國家一級(jí)計(jì)量企業(yè)、中國工商銀行特級(jí)信用企業(yè),是目前廣東省最大的鋼鐵企業(yè),也是中國華南地區(qū)最重要的鋼鐵企業(yè)之一。韶鋼現(xiàn)有員工1.62萬人。 韶鋼是一個(gè)聯(lián)合鋼鐵企業(yè)。擁有大型原料混均堆場(chǎng)、燒結(jié)、焦化、煉鐵、轉(zhuǎn)爐和電爐煉鋼、連鑄、8個(gè)軋鋼廠以及制氧、發(fā)電、石灰焙燒、煤氣混合和綜合利用等設(shè)施。韶鋼生產(chǎn)的主要鋼材品種有厚度4-90mm,寬度1800-3000mm的中板和厚板,φ5.5-16mm的線材, φ10-40mm的棒材。 誠信為本, 規(guī)范高效, 創(chuàng)新業(yè)績(jī), 真誠奉獻(xiàn)是韶鋼的核心價(jià)值觀。韶鋼人堅(jiān)信誠信為本--是企業(yè)和員工立心之基,規(guī)范高效--是企業(yè)和員工立業(yè)之道,創(chuàng)新業(yè)績(jī)--是企業(yè)和員工立命之魂,真誠奉獻(xiàn)--是企業(yè)和員工立身之源。 2005年韶鋼已達(dá)年產(chǎn)鐵4,800,000噸,年產(chǎn)鋼5,000,000噸和年產(chǎn)材4,700,000噸的生產(chǎn)能力。2004年韶鋼年銷售額達(dá)到12,000,000,000元人民幣,利潤1,100,000,000元人民幣。 2003年在全球鋼鐵業(yè)100強(qiáng),排第79位。韶鋼松山股份有限公司進(jìn)入中國上市公司100強(qiáng),排52位。在中國股票市場(chǎng)的鋼鐵板塊中是業(yè)績(jī)最優(yōu)秀的公司。"韶鋼松山"被CCTV評(píng)為2003年中國最具價(jià)值的十大上市公司之一,排名第六位。在全國鋼鐵行業(yè)中韶鋼排20位。今年以來韶鋼被列入2003年廣東省大型企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力50強(qiáng)。 韶鋼的發(fā)展歷程可分三個(gè)階段:自我滾動(dòng)發(fā)展期(1995年--1997年)。主要通過自籌資金實(shí)現(xiàn)企業(yè)的自我滾動(dòng)發(fā)展??焖侔l(fā)展期(1997年-2002年)。主要利用上市等資本經(jīng)營和優(yōu)化資源配置實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展??缭桨l(fā)展期(2003年以后)。將通過加大資本市場(chǎng)融資的同時(shí),引進(jìn)外資和民營資本,加速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)權(quán)多元化,達(dá)到跨越式發(fā)展的目的。 高爐煉鐵過程: 高爐是鋼鐵廠利用鐵礦石作原料生產(chǎn)鐵水的主要設(shè)備。高爐也是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)線中最重要的基礎(chǔ)設(shè)備,鐵水是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要原料,因此高爐生產(chǎn)的優(yōu)劣直接關(guān)系到鋼鐵聯(lián)合企業(yè)煉鋼和鋼材的生產(chǎn)。 煉鐵是在高爐內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)過程,如下圖所示,爐料-礦石、燃料和熔劑從無料鐘爐頂裝入爐內(nèi),從鼓風(fēng)機(jī)來的冷風(fēng)經(jīng)熱風(fēng)爐后,形成熱風(fēng)從高爐風(fēng)口鼓入,隨著焦炭燃燒,產(chǎn)生熱煤氣流由下而上運(yùn)動(dòng),而爐料則由上而下運(yùn)動(dòng),互相接觸,進(jìn)行熱交換,逐步還原,最后到爐子下部,還原成生鐵,同時(shí)形成爐渣。積聚在爐缸的鐵水和爐渣分別由出鐵口和出渣口放出。
SIMATIC PCS7實(shí)現(xiàn)三電一體化控制系統(tǒng): 2600m3高爐現(xiàn)代化的大型高爐,年產(chǎn)鐵水2,000,000噸。由于高爐在鋼鐵廠處于喉舌位置,需及時(shí)和穩(wěn)定地供應(yīng)煉鋼工序合格的鐵水,故其穩(wěn)定工作是很重要的。大型高爐晝夜上料裝料達(dá)近萬噸,如此大量的且要正確稱量、配料、批重和水分補(bǔ)充證以及要按規(guī)定順序及時(shí)裝入爐內(nèi),用人工執(zhí)行是困難的。深圳市域展工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)有限公司充分利用SIMATIC PCS7的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)高爐生產(chǎn)的全集成過程自動(dòng)化,這是SIMATIC PCS7在大型國內(nèi)高爐上的第一次應(yīng)用。 ●鐵礦石、焦炭、石灰等原料儲(chǔ)存、配料和皮帶輸送系統(tǒng) ●槽下配料、放料等順序控制系統(tǒng) ●配料計(jì)算與優(yōu)化數(shù)學(xué)模型 ●高爐爐頂無料鐘自動(dòng)控制系統(tǒng) ●高爐爐體溫度檢測(cè)和控制系統(tǒng) ●水冷爐壁溫度檢測(cè)及冷卻水水溫、壓力檢測(cè)和控制 ●鼓風(fēng)機(jī)定風(fēng)量、定風(fēng)壓檢測(cè)和控制系統(tǒng) ●熱風(fēng)爐換熱、燃燒自動(dòng)控制,風(fēng)溫檢測(cè)和控制 ●煤粉噴吹自動(dòng)控制系統(tǒng) ●除塵自動(dòng)控制系統(tǒng) ●十字測(cè)溫系統(tǒng) ●高爐水渣自動(dòng)控制系統(tǒng) ●出渣口和出鐵口自動(dòng)制系統(tǒng) ●循環(huán)水處理系統(tǒng) 高爐三電系統(tǒng)在功能分配上同時(shí)又是分級(jí)式層次結(jié)構(gòu),高層次是過程控制級(jí),低層次是基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)。 基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí),主要進(jìn)行電氣自動(dòng)控制和儀表自動(dòng)控制,對(duì)工藝設(shè)備過程信息進(jìn)行檢測(cè)、顯示、記錄及數(shù)據(jù)初步處理,執(zhí)行設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)控制及工藝設(shè)備過程自動(dòng)調(diào)節(jié)、超限報(bào)警。 過程控制級(jí),主要完成生產(chǎn)過程優(yōu)化控制、操作指導(dǎo)、數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ),與上級(jí)管理計(jì)算機(jī)及其它計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信。 在2600m3高爐控制系統(tǒng)方案選擇時(shí),設(shè)計(jì)方按舊的控制管理理念,提出基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)的電氣系統(tǒng)采用SIEMENS S7 PLC系統(tǒng),儀表控制系統(tǒng)采用西屋公司DCS系統(tǒng);過程控制級(jí)采用IBM服務(wù)器。深圳市域展工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)有限公司向用戶提出SIMATIC PCS7全集成過程自動(dòng)化的概念,并同用戶反復(fù)商討,最終采用SIMATIC PCS7系統(tǒng)。 2600m3高爐SIMATIC PCS7系統(tǒng)配置: 基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)采用1套冗余AS417站,1套冗余AS414站3套AS416,4套S7-300 PLC ,2套冗余配置的服務(wù)器,10 臺(tái)客戶機(jī),7套操作員站,遠(yuǎn)程I/O站,2臺(tái)網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)。 過程控制級(jí)采用1套服務(wù)器。承擔(dān)數(shù)據(jù)庫共享、數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)控制、信息管理、畫面報(bào)表、軟件包的共享等。過程控制級(jí)的計(jì)算機(jī)可與生產(chǎn)調(diào)度中心、煉鐵廠管理機(jī)等通信。 見系統(tǒng)配置圖 該系統(tǒng)有以下主要特點(diǎn): ●完全滿足工藝要求,實(shí)現(xiàn)高爐生產(chǎn)的全自動(dòng)化。 ●實(shí)現(xiàn)了新一代三電一體化。本系統(tǒng)采用高功能大容量的服務(wù)器和操作站,并將AS控制器、服務(wù)器和操作站連接在同一條以太網(wǎng)上,以進(jìn)行數(shù)據(jù)和畫面的高速傳送,實(shí)現(xiàn)了高度集成的概念。 ●高度可靠的二重化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵控制設(shè)備采用冗余配置,系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單可靠。 ●系統(tǒng)充分利用SIMATIC PCS7強(qiáng)大的、豐富的、高水平的、方便的軟件開發(fā)平臺(tái),提高工程效率,縮短工期。 ●為系統(tǒng)擴(kuò)展提供條件 結(jié)束語: SIMATIC PCS7 系統(tǒng)在韶鋼2600m3高爐上的成功應(yīng)用為SIEMENS開拓中國大型高爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的市場(chǎng)奠定了良好的基礎(chǔ),中國深圳市域展工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)有限公司積多年來在大中小型高爐成功開發(fā)和應(yīng)用SIMATIC PCS7的豐富經(jīng)驗(yàn),為SIMATIC PCS7在高爐應(yīng)用上的推廣創(chuàng)造了典范。
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