李麗

摘 要：近年來，隨著國家對環(huán)保的要求越來越高，鋼鐵企業(yè)在煙塵治理和除塵系統(tǒng)也提出了新的要求。本鋼二次除塵系統(tǒng)是專為煉鋼轉爐配套的煙塵治理系統(tǒng)，其主要功能是吸收轉爐煉鋼過程中產生的煙塵，通過控制爐前的設備，在煉鋼生產時把煙塵通過煙道吸入除塵系統(tǒng)，經(jīng)除塵布袋處理后排走的過程。該文主要對二次除塵系統(tǒng)的控制過程和原理加以簡單介紹，對控制系統(tǒng)存在的一些問題加以簡要的分析，并提出了相應的改進方法。

關鍵詞：工藝介紹 控制過程 存在問題 改進方法

中圖分類號：TF321.9 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（a）-0101-02

1 工藝介紹

筆者所在工廠的二次除塵主要是匯集老系統(tǒng)3座轉爐在兌鐵和出鋼過程中產生的煙塵，并可兼收轉爐在冶煉過程中，一次除塵從活動煙罩外溢的部分煙塵。二次除塵的設備主要有兩臺風機和一套大型除塵裝置，另加兩個風機的輔助油泵。當風機吸入煙塵后，經(jīng)過除塵系統(tǒng)除塵凈化，煙塵經(jīng)集合刮板再經(jīng)儲灰斗然后運走，而凈化后的大氣經(jīng)除塵器上方的百葉窗進入空氣中。

2 控制過程

二次除塵的整個控制過程主要分兩部分：風機控制部分和除塵器控制部分，且全部采用PLC進行控制。

2.1 PLC硬件介紹

風機部分主要采用SIEMENS系列S7-400，其主站下有3個ET200從站；除塵器部分采用SIEMENS系列S7-300，其主站下有3個ET200從站。兩個主站之間采用MPI通訊，把除塵器的部分參數(shù)以GD包的形式進行設置：即除塵器的部分狀態(tài)參數(shù)和各個閥門的狀態(tài)都可以通過MPI方式的GD包把數(shù)據(jù)傳送到S7-400的CPU里，而S7-400主站的CP-343卡則通過OSM與監(jiān)控機上的CP1613卡連接，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。操作者可以從監(jiān)控機上看到系統(tǒng)運行的狀態(tài)，從而了解現(xiàn)場運行情況。

2.2 功能介紹

2.2.1 風機部分

此系統(tǒng)的設備主要包括兩臺風機和相應的輔助油泵。風機的啟動和停止及各種狀態(tài)參數(shù)都通過信號電纜與各個信號端子相連，而信號端子則直接與PLC模板相連，PLC上的各個信號就可以通過PLC基板的K總線和P總線直接傳入CPU中，再通過網(wǎng)絡連接到監(jiān)控機上，從而操作者可以在監(jiān)控機上操作和看到設備的狀態(tài)和參數(shù)。

2.2.2 除塵器部分

除塵器的人機接口是觸摸屏，觸摸屏與S7-300主站之間通過RS485接口進行通訊。PLC把現(xiàn)場所有的狀態(tài)和各個模擬量信息都通過通訊在觸摸屏上顯示；同時，操作者也可以根據(jù)工藝要求對除塵時間和周期等進行設置，從而實現(xiàn)控制的靈活方便。

3 控制系統(tǒng)存在的問題

二次除塵系統(tǒng)作為一套簡單的PLC控制系統(tǒng)，能基本滿足基本工藝和控制要求，操作者可以根據(jù)現(xiàn)場需要對風機和各個除塵裝置進行操作。但是，運行一段時間以來，系統(tǒng)存在的問題也逐漸顯露出來；而且，由于設計上的諸多原因，很多資源并未得到充分利用。

主要問題表現(xiàn)在：

（1）由于風機的各個狀態(tài)信號都進PLC中，操作者可以在操作室對風機進行操作，而控制風機的必要條件是輔助油泵，也就是說，無論對風機進行啟動還是停止，必須先轉輔助油泵，而輔助油泵的各個信號并未引至PLC中，致使操作者在對風機進行操作時，不得不到樓下先對輔助油泵進行操作。如果風機工作在非正常狀態(tài)下，到樓下緊急停機時，勢必耽誤時間，造成事故的擴大化，嚴重時可能造成風機花瓦。（曾經(jīng)出現(xiàn)過這種情況，風機軸承溫度升高很快，操作員到樓下停機時，還沒到風機房，風機已自動跳機，結果造成風機軸瓦已化。）

（2）風機的升降速未能用在操作中。風機的升降速由操作者按畫面上的“高速”和“低速”按鈕由程序控制的。但是由于煙氣溫度和煙氣流量等多方面的原因，有時造成電機電流沖擊太大，振動瞬間增大，這對系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成不良影響。

（3）S7-400與監(jiān)控機之間通過OSM和CP1613之間連接。OSM型號為ITP 62，也就是說一個OSM有6個SUB-D口，2個光纖通訊口，但該系統(tǒng)只用兩個SUB-D口，光纖通訊口也沒有和其他系統(tǒng)進行網(wǎng)絡連接，這就大大降低了OSM的使用效率。

（4）S7-400與S7-300之間采用GD數(shù)據(jù)包通訊，但由于S7-300的通訊限制，每個GD數(shù)據(jù)包只能發(fā)送22個字節(jié)，而每個S7-300最多只能有4個GD數(shù)據(jù)包，也就是說S7-300與其他站的通訊最多為22×4=88個字節(jié)。所以當除塵系統(tǒng)的工藝或要求發(fā)生改變需要在程序上做些改動時，受到傳送字節(jié)的限制勢必對程序設計造成影響。

（5）同樣，由于S7-400與S7-300之間采用MPI主從通訊，受通訊類型的影響，主PLC上不能監(jiān)控到從PLC上的數(shù)據(jù)。也就是說，當程序有問題時，不能在監(jiān)控機上在線監(jiān)視從站的狀態(tài)，這就給專業(yè)技術人員在判斷故障時造成時間滯后。

4 改進方法

基于控制系統(tǒng)以上存在的問題，提出以下幾點改進方法。

（1）將風機飛輔助油泵改為普通獨立油泵，每臺風機相應有兩臺油泵，轉一備一，所有信號全部引至主PLC中，兩臺油泵互鎖：當一臺油泵故障停泵時，另一臺油泵程序控制自動啟動。這就保證了系統(tǒng)的運行正常有序，而操作者也不必為起停風機而奔波于樓上和樓下之間；更為重要的是，可以為故障停機時贏得時間。

（2）風機的升降速不僅有兩個“高速”和“低速”按鈕控制，同時，在風機主畫面上做一個手動“快速升降速”滑塊，兩種方式控制風機的升降速（控制方式可以在畫面上選擇）：當風機剛啟動時，可以按“高速”滑塊：當風機轉速接近額定轉速時，可以選擇滑塊的控制方式，緩慢對風機進行升速；等系統(tǒng)穩(wěn)定后，可以根據(jù)要求再適當增減滑塊。這樣就可以防止大電流沖擊，同時保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。

（3）要想在通訊方式上做些改進，最簡單的方法應該如新系統(tǒng)一樣引進交換機，同時S7-300主站還得相應的增加CP343-1通訊模板，這樣就可以把S7-400主站和S7-300主站同時連入以太網(wǎng)，通訊方式就不是主從通訊而是網(wǎng)絡通訊了。這不僅可以避免主從通訊帶來的諸多問題，還由于新老系統(tǒng)同時連入以太網(wǎng)，為程序互備帶來方便。由于新系統(tǒng)已經(jīng)有交換機了，所以直接在新系統(tǒng)的基礎上，增加一個至少3個端口的網(wǎng)絡接口板就可以滿足要求。

這樣，通過改進二次除塵的控制系統(tǒng)，更好地滿足了現(xiàn)場的操作和工藝要求，保證了設備的安全穩(wěn)定運行；同時也盡量地節(jié)省了資源，也為技術人員在程序互備和解決現(xiàn)場故障等提供了良好的方便條件。

參考文獻

[1] PROFIBUS現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡調試與維護：SIEMENS[Z].

[2] S7-400可編程控制器的安裝和維護：SIEMENS[Z].

[3] 宋樂鵬.基于PLC實現(xiàn)道路十字路口交通燈模糊控制系統(tǒng)[J].可編程控制器與工廠自動化，2007（10）：134-136.