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        3500線水處理自動控制系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

        2015-10-13 21:12:39耿加深
        山東工業(yè)技術(shù) 2015年20期

        耿加深

        摘要:濟鋼寬厚板廠3500線水處理系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)PLC、電力控制設(shè)備和現(xiàn)場泵站,為淬火機系統(tǒng)提供冷卻水。由于操作崗位人員緊張,淬火機操作人員對水處理系統(tǒng)的操作、監(jiān)控有限,造成水系統(tǒng)操作延遲、報警信息得不到即使處理等,嚴重影響鋼板的淬火工藝要求,并且?guī)硭Y源的大量浪費。在此情況下,必然要求水處理系統(tǒng)的自動化,以實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

        關(guān)鍵詞:GE CIMPLICITY-HMI;自動控制;淬火工藝

        0前言

        濟鋼3500線水處理系統(tǒng)采用GE PLC控制,上位操作畫面為GE CIMPLICITY-HMI,西門子6SE70系列變頻器和軟啟控制三種水泵。實現(xiàn)自動控制,勢必要提升泵、供水泵、加壓泵的啟停與調(diào)節(jié)池、蓄水池、高位水塔的液位相關(guān)聯(lián)。鋼板進行淬火工藝時,需要開啟供水泵和加壓泵。調(diào)節(jié)池內(nèi)水位低時,需要開啟提升泵。以此來減少操作量,達到自動控制的目的。

        1水處理系統(tǒng)硬件設(shè)備內(nèi)容

        水處理系統(tǒng)包括3臺淬火加壓水泵,變頻控制,4臺水塔供水泵,變頻控制,5臺提升泵,軟啟動控制,9臺電動閥(淬火加壓泵出口3臺,水塔供水泵出口4臺,泵組旁通水管電動閥一臺,LOI旁通水管電動閥一臺),冷卻風機兩臺,潛水泵一臺。調(diào)節(jié)水池一個,旋流分離器3個(無檢測控制),吸水井一個(無檢測控制),高位水塔(淬火水塔)一個。主機架一個,輔機架一個,CPU一臺,Profibus DP模塊一塊,Genius DP發(fā)送模塊一塊,Genius DP接收模塊一塊,電源模塊兩塊,DI 10塊,DO 4塊,AI 2塊。兩臺上位監(jiān)控機,一塊交換機,編程軟件一套,監(jiān)控軟件開發(fā)版一套,運行版一套。

        2水泵自動控制順序設(shè)定

        以加壓泵自動控制順序為例:

        (1)加壓泵在自動狀態(tài)下,可以設(shè)置自動順序,自動順序由上位監(jiān)控程序設(shè)置,順序可以空缺,例如1#備用泵因故障轉(zhuǎn)換為手動狀態(tài),則2#備用泵并不變?yōu)?#備用泵。啟動時按備用順序啟動,上一順序備用泵已啟動或故障則本順序備用泵啟動。自動時自動調(diào)節(jié)壓力。

        (2)加壓泵處于集中狀態(tài),HMI自動,無故障,別的泵未設(shè)置為1#備用狀態(tài),則本泵可設(shè)置為1#備用泵。一旦有備用泵被設(shè)置為1#備用泵,則其他備用泵不能被設(shè)置為1#備用泵。

        (3)加壓泵處于集中狀態(tài),HMI自動,無故障,上位監(jiān)控程序設(shè)置為2#備用狀態(tài),則本泵可設(shè)置為2#備用泵。一旦有備用泵被設(shè)置為2#備用泵,則其他備用泵不能被設(shè)置為2#備用泵。

        (4)加壓泵處于集中狀態(tài),HMI自動,無故障,上位監(jiān)控程序設(shè)置為3#備用狀態(tài),則本泵可設(shè)置為3#備用泵。一旦有備用泵被設(shè)置為3#備用泵,則其他備用泵不能被設(shè)置為3#備用泵。

        提升泵和供水泵的自動順序思路與此相同。

        3水泵自動啟停程序設(shè)計

        3.1提升泵程序設(shè)計

        提升泵共5臺,兩臺軟啟動,互為備用。提升泵由一臺軟啟動啟動。自動情況下調(diào)節(jié)池液位上、下、上上、下下限報警。上限連鎖開備用泵,正常液位停備用泵,下限停運行泵(無備用泵情況下)。啟動過程中發(fā)生故障停軟啟動和泵,切換完成后發(fā)生故障停提升泵。

        自動狀態(tài)下,順序啟動、停止備用泵和運行泵。啟動時由小到大,停止時由大到小。備用泵設(shè)置順序可以空缺,例如沒有備用泵1。設(shè)置順序由HMI畫面決定。自動條件為:集中,自動,無故障。

        3.2供水泵程序設(shè)計

        供水泵共4臺,分兩組,每組2臺,每組由一臺變頻器啟動。自動情況下高位水塔上、下、上上、下下限報警。上限連鎖開旁通閥及淬火水塔供水泵低速運轉(zhuǎn),下限連鎖關(guān)旁通閥及淬火水塔供水泵正常運轉(zhuǎn),下下限連鎖開備用泵。泵與閥聯(lián)鎖動作為啟動時先關(guān)閥,然后啟泵,泵啟動完畢后開閥;停止時先關(guān)閥,然后停泵。任何狀態(tài)下發(fā)生故障均立即停泵并關(guān)閥。

        自動狀態(tài)下,啟動備用泵遵循平衡原則,輪流啟動兩個泵組的備用泵,停泵時一樣。泵組1備用泵設(shè)置順序為1、3,泵組2備用泵設(shè)置順序為2、4,備用泵設(shè)置順序可以空缺,例如沒有備用泵1。設(shè)置順序由HMI畫面決定。自動條件為:集中,自動,無故障。

        自動情況下備用泵啟動分析為:4臺泵均未運行,按備用泵順序啟;1臺泵運行,另一組的備用泵順序啟動,如另一組無備用泵則順序確定本組的備用泵;2臺泵運行,啟動備用泵;3臺泵運行,啟動備用泵。停泵分析為:4泵運行,按備用泵順序停泵;3泵運行,停2臺泵運行的泵組的備用泵,如沒有備用泵則停另一組的備用泵;2臺泵運行,順序停備用泵;1臺泵運行,順序停備用泵。

        3.3加壓泵程序設(shè)計

        淬火加壓泵一共3臺,全部由變頻器控制。變頻器自動運行時由PLC控制,手動時現(xiàn)場控制。當加壓泵處于自動狀態(tài)時,變頻器也根據(jù)壓力自動調(diào)節(jié),當加壓泵處于其他狀態(tài)時(手動、調(diào)試、聯(lián)動),變頻器輸出由HMI畫面輸出(%形式?jīng)Q定)。加壓泵根據(jù)總管壓力通過變頻器進行調(diào)節(jié),自動情況下自動調(diào)節(jié),輸出大于95%認為全頻工作,小于5%認為0頻工作。加壓泵自動狀態(tài)下只進行自動調(diào)節(jié)動作;在自動且備用狀態(tài)下,加壓泵能夠進行自動啟停和調(diào)節(jié)動作。加壓泵備用順序由HMI監(jiān)控畫面設(shè)定,順序為1、2、3#備用泵,一旦有加壓泵被設(shè)定為某一順序的備用泵,則其他加壓泵不能被設(shè)定為該順序的備用泵。備用泵按順序由小到大啟動,由大到小停機??偣軌毫Φ停藭r備用泵允許啟動,首先啟動1#備用泵,1#備用泵啟動完畢且全頻運行后或沒有1#備用泵,啟動2#備用泵;2#備用泵啟動完畢且全頻運行后或沒有2#備用泵,啟動3#備用泵;備用泵停機時,備用泵已經(jīng)0頻運行且壓力高則停3#備用泵,3#備用泵已經(jīng)停機完畢或沒有3#備用泵,同時壓力仍高則停2#備用泵;2#備用泵已經(jīng)停機完畢或沒有2#備用泵則停1#備用泵。

        4結(jié)束語

        水處理系統(tǒng)自動控制功能的實現(xiàn),解決了操作力量不足的問題,同時在滿足淬火工藝要求的基礎(chǔ)上,節(jié)約了大量水資源。實際生產(chǎn)運行表明,自動控制系統(tǒng)與加熱、淬火系統(tǒng)配合效果良好,使得產(chǎn)品性能有了極大保障,有很好的推廣價值。

        參考文獻:

        [1]劉超.水泵及水泵站[M].北京:中國水利水電出版社,2009 .

        [2]張智賢,沈永良等.自動化儀表與過程控制[M].北京:中國電力出版社,2009(03).

        [3]張石,劉曉志等.電工技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2012(01).endprint

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