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        P L C+I P C系統(tǒng)在炭素陽極環(huán)式焙燒爐中的應用

        2015-03-25 00:59:54張國翊中鋁包頭鋁業(yè)炭素廠內(nèi)蒙古包頭014040
        化工管理 2015年21期
        關(guān)鍵詞:火道炭素焙燒爐

        張國翊(中鋁包頭鋁業(yè)炭素廠,內(nèi)蒙古 包頭 014040)

        炭素焙燒生產(chǎn)是炭素制品生產(chǎn)過程中的一個重要工序,敞開式環(huán)式焙燒爐是焙燒爐的一種,通常由34、36、38個彼此分離的爐室組成,用天然氣或煤氣在火道內(nèi)燃燒后,通過火道壁的間接加熱,來完成對陽極炭塊的焙燒。目前國內(nèi)平均天然氣消耗為3.5GJ/t,升溫周期為216h,焙燒陽極塊加熱升溫周期一般為1100-1200℃。而國外發(fā)達國家焙燒天然氣消耗2.4GJ/t,陽極塊焙燒周期為148-180h,即節(jié)約大量能源,又大幅提高產(chǎn)量。

        中鋁包鋁炭素廠在2005年新建一個36室7火道敞開式焙燒爐,為達到國外先進國家的焙燒水平,采用了PLC+IPC技術(shù)來實現(xiàn)自動化燃燒控制。這套系統(tǒng)要求燃燒溫度測點溫度控制誤差范圍為±5℃;預熱段溫度控制誤差范圍±10℃。

        1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        通過研究,系統(tǒng)共采用溫度檢測點70個,負壓檢測點34個,執(zhí)行機構(gòu)28個,加熱器84個,控制點107個,選用美國AB公司的可編程控制器(PLC)和工業(yè)控制計算機(IPC)及相應控制軟件(如RSlogix500、RSView32和RSLink)進行編程。

        系統(tǒng)分主機操作管理系統(tǒng)和現(xiàn)場就地控制站,控制功能被集中在中央的工業(yè)控制計算機(IPC)上,而現(xiàn)場就地控制站的設備可通過自身所帶的PLC來實現(xiàn)現(xiàn)場自動和手動控制。系統(tǒng)分三層網(wǎng)絡,第一層為現(xiàn)場操作控制站;第二層為主控室調(diào)節(jié)操作站;第三層為高級管理站和數(shù)據(jù)庫管理站,每層之間通過計算機網(wǎng)絡進行連接,來確保各種數(shù)據(jù)的實時交換和操作控制。

        2 系統(tǒng)功能

        2.1 第一層現(xiàn)場操作站的主要功能

        2.1.1 通過PLC監(jiān)測系統(tǒng)所需天然氣流量、壓力、焙燒溫度、負壓、火道溫度和制品溫度。

        2.2 通過PLC檢測在焙燒生產(chǎn)中的各區(qū)域的溫度、負壓和排煙架蝶閥的開合度。

        2.3 通過PLC控制7火道84個天然氣加熱電磁閥的開關(guān)頻率,控制排煙架7個電動蝶閥的開合度。

        2.4 通過PLC處理現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù),和設定數(shù)據(jù)進行比較,自動進行調(diào)整,同時在現(xiàn)場操作站將檢測數(shù)據(jù)進行實時顯示。

        2.5 在PLC操作顯示器上可進行設備給定值的設定,常規(guī)控制系統(tǒng)的修改,故障顯示及故障處理時的設備的開停。

        2.6 第二層主控室IPC調(diào)節(jié)操作站的主要功能

        2.6.1 通過IPC可改變操作模式,操作員可以在中控室通過IPC發(fā)出操作命令。

        2.6.2 通過IPC可對整個焙燒的燃燒控制系統(tǒng)進行初始化參數(shù)設置,并給每個子站各種控制參數(shù)的設置,給出燃燒曲線的設置,協(xié)調(diào)參數(shù)的設置。

        2.6.3 通過IPC進行火焰移動的協(xié)調(diào)管理。

        2.6.4 通過IPC顯示焙燒爐運行情況和火焰系統(tǒng)運行位置和狀況。

        2.6.5 通過IPC顯示溫度控制趨勢曲線,對報警、錯誤等進行管理。

        2.7 第三層高級管理站和數(shù)據(jù)庫管理站主要功能

        2.7.1 通過IPC,管理員可管理整個計算機網(wǎng)絡的運行情況,對于系統(tǒng)的突發(fā)事件進行處理和維護。

        2.7.2 通過IPC管理員可設定多種參數(shù)調(diào)節(jié)變量,對溫度控制量和負壓控制量進行優(yōu)化計算控制

        2.7.3 通過IPC,可自動生成焙燒過程中的各種數(shù)據(jù)報表(如:班報、日報、閱報、年報等),記錄焙燒曲線的運行情況。

        2.7.4 通過IPC存儲記錄歷史趨勢,如標志記錄、報警報告、數(shù)據(jù)庫存儲。

        2.7.5 通過IPC建立各種指標數(shù)據(jù)庫。

        3 實施效果

        PLC+IPC系統(tǒng)在炭素陽極環(huán)式焙燒爐生產(chǎn)中的應用,使得中鋁包頭鋁業(yè)股份公司炭素廠的炭素產(chǎn)品有了質(zhì)和量的飛躍,由于溫度控制效果好,達到先進國家的控制水平,使得陽極炭塊制品平穩(wěn)升溫,溫差小(控制在±5℃之內(nèi)),因此產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定,合格率高。

        4 結(jié)語

        中鋁包頭鋁業(yè)股份公司炭素廠焙燒爐已經(jīng)運行十年多,在這期間由PLC+IPC組成的控制系統(tǒng)工作穩(wěn)定,故障率為零,完全實現(xiàn)了焙燒生產(chǎn)的自動化運行。因此我們感到PLC+IPC在工業(yè)自控方面的優(yōu)勢所在,它既利用了PLC在自動控制上的可靠穩(wěn)定性及便于維護的特點,又發(fā)揮了IPC在運行軟件的幫助下起到的監(jiān)控作用,實現(xiàn)了焙燒生產(chǎn)的自動化流程。因此,我們相信隨著PLC和IPC設備的不斷更新和進步,PLC+IPC系統(tǒng)必將在工業(yè)自控領(lǐng)域得到更為廣泛的發(fā)展。

        [1]美國AB公司RSlogix500.

        [2]美國AB公司RSView32.

        [3]美國AB公司RSLink.

        [4]梁國偉測量技術(shù)及儀表.機械工業(yè)出版社,2002.

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