張澤平

【摘要】本文對備煤工藝中采用的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了分析和總結(jié)

【關(guān)鍵詞】DCS集控系統(tǒng)；自動(dòng)化；創(chuàng)新；應(yīng)用

一、引言

隨著高爐冶煉生產(chǎn)水平的提高，對焦炭質(zhì)量的要求越來越高。焦化企業(yè)優(yōu)化配煤工藝、確定合理配煤比、最大限度的降低焦炭成本、保證焦炭質(zhì)量穩(wěn)定和提高，是焦化企業(yè)進(jìn)行研究開發(fā)的一大課題。輸配煤系統(tǒng)作為煉焦行業(yè)的基礎(chǔ)系統(tǒng)，只有采用先進(jìn)自動(dòng)化手段提高配煤的準(zhǔn)確性、優(yōu)化配煤工藝，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t配煤精確控制，才能保證焦炭生產(chǎn)中原料配煤的精確度，才能為順利生產(chǎn)高質(zhì)量的焦炭創(chuàng)造條件。隨著宣鋼“二次跨越”技改焦化項(xiàng)目的開展，原備煤系統(tǒng)的電控+人工控制模式已不能滿足生產(chǎn)及質(zhì)量的控制要求，經(jīng)過綜合論證決定新備煤系統(tǒng)集中自控系統(tǒng)采用基于DCS集散控制系統(tǒng)及變頻控制備煤綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。

二、技術(shù)要求

備煤管理系統(tǒng)圍繞以上目標(biāo)及安全生產(chǎn)的目的，利用先進(jìn)的自控手段主要達(dá)到以下幾個(gè)目標(biāo)：

1、采用DCS集散控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)輸配煤系統(tǒng)全過程的自動(dòng)化控制。系統(tǒng)能夠按人工設(shè)定的配比實(shí)現(xiàn)精確配煤，并能夠進(jìn)行自動(dòng)和手動(dòng)調(diào)節(jié)，淘汰人工跑盤，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。2、利用軟件編制計(jì)量稱重管理系統(tǒng)，有效防止計(jì)量累積誤差現(xiàn)象，提高配煤準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高焦炭質(zhì)量；系統(tǒng)設(shè)有防堵報(bào)警、不正常停車報(bào)警等實(shí)時(shí)報(bào)警功能，并且所有作業(yè)均留記錄，為事故分析、獎(jiǎng)優(yōu)罰劣提供依據(jù)，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供數(shù)據(jù)支持。3、編制程序?qū)崿F(xiàn)皮帶聯(lián)鎖，以降低硬件成本并且減少故障發(fā)生率。各條大皮帶配備拉線、跑偏、打滑、防撕裂等保護(hù)裝置，并且將狀態(tài)信號(hào)引進(jìn)DCS系統(tǒng)，以利于監(jiān)控及重要信號(hào)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖。4、應(yīng)用工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無人值守。

三、系統(tǒng)功能

目標(biāo)確定后，經(jīng)過對舊輸配煤的工藝流程及現(xiàn)有控制系統(tǒng)的深入分析研究，并認(rèn)真分析了新輸配煤生產(chǎn)工藝流程及特點(diǎn)，詳細(xì)查閱了國內(nèi)外有關(guān)的技術(shù)資料，結(jié)合我廠實(shí)際情況，確定了具體的實(shí)施方案。

1）自動(dòng)控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用ABB公司的AC800F 作為控制器，編程采用V8.1版本，在自動(dòng)配煤控制方式上采用了PID+模糊控制的調(diào)節(jié)方式.給料系統(tǒng)由圓盤給料機(jī)、電子皮帶秤和定量自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)組成，它借助電子皮帶秤和定量自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)圓盤電機(jī)的轉(zhuǎn)速從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配料?？刂七^程主要是通過電子配料皮帶秤對圓盤給料機(jī)輸送的物料進(jìn)行計(jì)量，由DCS集控系統(tǒng)接收稱重信號(hào)和速度信號(hào)，經(jīng)處理后轉(zhuǎn)化為累計(jì)值和瞬時(shí)流量，以4-20mA模擬電流信號(hào)傳送給PID調(diào)節(jié)器，PID調(diào)節(jié)器將該信號(hào)與內(nèi)部設(shè)定值進(jìn)行比較運(yùn)算后，4-20mA模擬信號(hào)送給變頻器，再由變頻器去調(diào)節(jié)圓盤給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而使得物料的流量和階段計(jì)量均保持在設(shè)定的范圍內(nèi)，進(jìn)面得到可靠的控制。儲(chǔ)配煤管理系統(tǒng)的運(yùn)行具有程序自動(dòng)控制系統(tǒng)，可對運(yùn)行設(shè)備的遠(yuǎn)程啟停和聯(lián)鎖，即逆煤流啟車，順煤流停車，通過編程實(shí)現(xiàn)，操作人員通過計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)或鍵盤即可對輸配煤系統(tǒng)進(jìn)行操作，高度體現(xiàn)了控制分散管理集中的原則，全系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)運(yùn)行。2）技術(shù)人員在對皮帶秤原理深入研究的基礎(chǔ)上，利用AC800F系統(tǒng)工程師站所帶的FBD塊和ST語言成功編制了校零、校秤程序，并在操作站上畫出了校零、校秤的界面，經(jīng)計(jì)算后確認(rèn)校秤精度在廠家要求的5‰以內(nèi)。配料皮帶秤自行編制校秤程序，不用廠家提供的二次儀表，減少了中間環(huán)節(jié)，有效的防止了計(jì)量累積誤差現(xiàn)象，不但提高配煤準(zhǔn)確性，還達(dá)到降低工程成本并且減少日常維護(hù)量的目的。3）通過軟件編程實(shí)現(xiàn)報(bào)警。由于煤粘或水分大等原因，圓盤經(jīng)常不下料，如果崗位工不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，將嚴(yán)重影響配煤精度。我們通過在軟件上想辦法，利用已經(jīng)引到集控室的稱重信號(hào)，從圓盤開始運(yùn)行算起，對應(yīng)的小皮帶秤的累計(jì)流量小于一定值（經(jīng)計(jì)算獲得），則顯示堵料并報(bào)警，便于崗位工及時(shí)處理。此舉不僅提高了配煤精度，而且降低了崗位工勞動(dòng)強(qiáng)度，受到崗位工的熱烈歡迎。同時(shí)，由于現(xiàn)場設(shè)計(jì)是無人值守，如果皮帶因故障等原因不正常停車，而集控室不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，則會(huì)影響生產(chǎn)，造成生產(chǎn)事故。因此，我們利用現(xiàn)場引入的皮帶開停車信號(hào)和運(yùn)行信號(hào)編寫了大皮帶和小皮帶不正常停車報(bào)警程序，使皮帶在非操作人員主觀停車的情況下，一旦發(fā)生停車則會(huì)報(bào)警，使操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理。由于整個(gè)系統(tǒng)的各種故障檢測完善，有效地保證了輸配煤系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行并提高了配煤精度，所有報(bào)警都設(shè)有相應(yīng)的聲報(bào)警。這些程序的編制不僅節(jié)約了大量資金，而且提高了配煤準(zhǔn)確性和管理水平，減少了事故發(fā)生率，降低了崗位勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了工人數(shù)量，降低了管理成本和運(yùn)行成本。4）由于硬件故障的不可預(yù)測性及維護(hù)成本相對較高，技術(shù)人員用軟件實(shí)現(xiàn)皮帶聯(lián)鎖。利用AC800F系統(tǒng)工程師站所帶的梯形圖成功編制了大皮帶聯(lián)鎖程序及大皮帶和小皮帶聯(lián)鎖程序，系統(tǒng)運(yùn)行幾個(gè)月以來沒有發(fā)生一例因聯(lián)鎖而發(fā)生的線路故障。同時(shí)大皮帶配備拉線、跑偏、打滑、防撕裂等保護(hù)裝置，為皮帶無人值守提供條件。5）按皮帶長短安裝數(shù)量不等的攝像頭，組成工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了全線無人值守全自動(dòng)運(yùn)行。

四、應(yīng)用效果

該項(xiàng)目針對我廠備煤工藝，從構(gòu)建自動(dòng)配煤控制系統(tǒng)模型，程序編制，到配煤皮帶秤選型，系統(tǒng)安裝調(diào)試，配煤皮帶秤的標(biāo)定、精度檢驗(yàn)及皮帶聯(lián)鎖、現(xiàn)場監(jiān)控，內(nèi)容覆蓋了自動(dòng)配煤系統(tǒng)的全過程，在考慮成本控制和實(shí)際生產(chǎn)維護(hù)方便的前提下，最大限度提高配煤皮帶秤稱量精度和控制準(zhǔn)確度，是一套適合我廠生產(chǎn)實(shí)際的備煤自動(dòng)化控制技術(shù)。自2008年3月15日投產(chǎn)以來，該控制系統(tǒng)可靠穩(wěn)定，配煤準(zhǔn)確率大有提高，使焦炭質(zhì)量明顯提高。同時(shí)由于控制精度提高，我廠加大了價(jià)格較低的氣煤和弱粘煤的配量，減少了肥煤和焦煤配量，按當(dāng)前各種煤的價(jià)格計(jì)算，新系08年4-7月份的平均噸配煤成本為1833.30元，舊系08年4-7月份的平均噸配煤成本為1842.48元，新系比舊系平均噸配煤成本下降9.18元，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

五、結(jié)束語

該項(xiàng)目在我廠的成功開發(fā)應(yīng)用，通過采用先進(jìn)的自動(dòng)化控制手段，提高了備煤工藝的整體控制水平，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量與效益的最佳化，為同行業(yè)提高焦炭質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本探索出了新途徑，對于提高我國現(xiàn)有自動(dòng)配料系統(tǒng)的精度及自動(dòng)化程度，具有廣泛的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。