張文科，陳秀英

（1.海通用東岳汽車動(dòng)力總成有限公司，山東 煙臺(tái) 264006；2.河鋼宣鋼檢修公司，河北 張家口 075100）

提高中型生產(chǎn)線加熱爐控制系統(tǒng)穩(wěn)定性

張文科1，陳秀英2

（1.海通用東岳汽車動(dòng)力總成有限公司，山東 煙臺(tái) 264006；2.河鋼宣鋼檢修公司，河北 張家口 075100）

本文主要針對(duì)宣鋼連軋中型生產(chǎn)線加熱爐控制系統(tǒng)在運(yùn)行過程中存在的問題進(jìn)行改造，從而提高整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

加熱爐；控制系統(tǒng)；穩(wěn)定性

河鋼宣鋼連軋中型生產(chǎn)線于2007年7月投產(chǎn)。配套加熱爐設(shè)計(jì)加熱能力為150 t/h，采用雙蓄熱燃燒技術(shù)，為懸臂輥側(cè)進(jìn)料、側(cè)出料，單排布料的步進(jìn)梁式蓄熱加熱爐。加熱爐共分三個(gè)加熱段，上下供熱，采用三段爐溫自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制。三段爐溫分別為Ⅰ加熱段850～1 050℃，Ⅱ加熱段1 100～1 300℃，均熱段1 100～1 200℃。加熱爐設(shè)置5根固定梁和4根步進(jìn)梁，配置一套汽化冷卻系統(tǒng)用于對(duì)支撐梁和立柱進(jìn)行汽化冷卻。

1　概述

加熱爐控制系統(tǒng)采用SIEMENSS7-400系列PLC實(shí)現(xiàn)加熱爐區(qū)域的集中監(jiān)視與控制，并按照電氣、儀表、汽化冷卻設(shè)置三套控制系統(tǒng)，各設(shè)置一個(gè)工作站，工作站內(nèi)容一致，可互為備用。電氣系統(tǒng)主要針對(duì)加熱爐區(qū)域的電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，主要包括輥道、步進(jìn)梁、助燃風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、爐門、爐區(qū)液壓站、潤(rùn)滑站等。汽化冷卻系統(tǒng)的監(jiān)控范圍包括給水系統(tǒng)、除氧系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、排污系統(tǒng)等。儀表系統(tǒng)的監(jiān)控范圍包括爐溫、爐膛壓力、排煙溫度等檢測(cè)與控制，煤氣總管及支管快切閥控制，煤氣及空氣換向閥控制及加熱爐安全連鎖、開爐、停爐等。

2　影響加熱爐控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素

2.1重要設(shè)備控制回路沒有應(yīng)急措施

（1）加熱爐所有電氣設(shè)備均通過PLC發(fā)出控制命令實(shí)現(xiàn)設(shè)備的啟停，當(dāng)PLC出現(xiàn)問題時(shí)，重要設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)應(yīng)急啟動(dòng)。（2）鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等重要設(shè)備由軟啟動(dòng)器控制，當(dāng)軟啟動(dòng)器出現(xiàn)故障時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)等設(shè)備不能實(shí)現(xiàn)應(yīng)急啟動(dòng)。

2.2系統(tǒng)供電造成模件損壞

（1）PLC開關(guān)量輸入沒有實(shí)現(xiàn)物理隔離，現(xiàn)場(chǎng)220VAC供電的檢測(cè)元件（如用于水封槽液位檢測(cè)的音叉開關(guān)）信號(hào)直接接入模件，極易造成模件損壞；（2）PLC各模塊由同一24 V電源模塊供電，出現(xiàn)故障不易查找，容易造成整個(gè)系統(tǒng)停機(jī)。

2.3換向系統(tǒng)檢測(cè)開關(guān)故障

換向系統(tǒng)是蓄熱式加熱爐的關(guān)鍵系統(tǒng)，氣缸開到位/關(guān)到位的信號(hào)由行程開關(guān)進(jìn)行檢測(cè)，信號(hào)反饋回控制系統(tǒng)后進(jìn)行下一步換向動(dòng)作，由于爐頂溫度高環(huán)境差經(jīng)常出現(xiàn)行程開關(guān)故障，換向閥開到位/關(guān)到位信號(hào)不能及時(shí)反饋回PLC系統(tǒng)，影響整個(gè)系統(tǒng)的正常換向。

2.4加熱爐排污泵經(jīng)常損壞

現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較差，監(jiān)測(cè)水位的設(shè)備在地坑中易損壞；崗位人員點(diǎn)檢不到位，排污泵空轉(zhuǎn)損壞等因素造成排污泵經(jīng)常損壞。

3　針對(duì)性解決問題的措施

（1）重要設(shè)備根據(jù)需要增加應(yīng)急啟動(dòng)回路。鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、懸臂輥等重要設(shè)備啟動(dòng)信號(hào)由PLC發(fā)出指令控制繼電器（圖1），與繼電器并聯(lián)加裝一個(gè)空開，當(dāng)PLC系統(tǒng)故障時(shí)，可緊急將空開合上，使繼電器線圈得電，實(shí)現(xiàn)重要設(shè)備的應(yīng)急啟動(dòng)。同時(shí)加裝一套由接觸器控制的直接啟動(dòng)控制回路，實(shí)現(xiàn)在軟啟故障時(shí)重要設(shè)備的應(yīng)急啟動(dòng)。

（2）根據(jù)實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)供電回路分離。

①針對(duì)220VAC供電的現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)量信號(hào)通過24VDC繼電器接入開關(guān)量輸入模板，避免高電壓對(duì)模件的損壞。②將PLC控制系統(tǒng)中CPU及通訊模板分別供電，將遠(yuǎn)程站通訊模板與I/O模板分別供電、高速計(jì)數(shù)模板供電加以隔離，降低了由于現(xiàn)場(chǎng)高電壓、高電流及電磁干擾對(duì)PLC的影響，降低PLC故障率，并且出現(xiàn)故障時(shí)便于查找維修，節(jié)省處理故障時(shí)間。

（3）換向閥閥位檢測(cè)采用行程開關(guān)和接近開關(guān)并聯(lián)雙保險(xiǎn)的方法進(jìn)行改造。正常情況下接近開關(guān)檢測(cè)到得閥位信號(hào)有效，當(dāng)接近開關(guān)故障時(shí)可立即切換至光電開關(guān)檢測(cè)，不影響系統(tǒng)正常換向。

（4）加熱爐排污泵由就地操作改造為就地/遠(yuǎn)程操作，操作回路接入PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。自制浮球式液位計(jì)放入地坑內(nèi)，地坑內(nèi)水面下降到低位時(shí)，浮球下降使低位接近開關(guān)閉合；當(dāng)水面升到高位時(shí)，浮球升起使高位接近開關(guān)閉合。操作面板上本地/遠(yuǎn)程按鈕，打到本地可由操作面板控制排污泵的啟停；打到遠(yuǎn)程則排污泵可為自動(dòng)啟停，地坑液位高時(shí)起泵，低時(shí)停泵，也可在加熱爐電腦上操作排污泵啟停（圖2）。

4　結(jié)語

通過對(duì)加熱爐運(yùn)行過程中存在問題的改造，提高了加熱爐控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，改造實(shí)施后整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)急啟動(dòng)能力得到提升，沒有發(fā)生過由于系統(tǒng)供電原因造成的系統(tǒng)故障。

圖1　

圖2　

TP273

A

1671-0711（2016）09（下）-0065-02