天铁集团炼钢厂转炉自控系统改造

摘要： 　　主要介绍炼钢厂转炉PLC控制系统、转炉计算机网络系统等。 关键词：   　　变频器  PLC  WinCC  同轴电缆   快速以太网  光纤冗余环 1 系统简介 　　天铁炼钢厂转炉系统自1994年投产以来，电气、计算机控制系统经历过多次改造。 截至到2005年7月，我厂已完成转炉系统的全面升级改造工作，由原来的西门子s5自控系统升级为现在的西门子s7自控系统，同时加强了网络建设，以实现转炉自控系统底层互联，为以后炼钢厂整体的网络建设打下了良好的基础。 　　随着系统不断完善，自动化程度越来越高，同时故障率明显降低，极大的减轻了现场操作人员及检修人员的劳动强度，为炼钢厂的发展作出重要贡献。 2  转炉自动控制系统的构成（以2#转炉自控系统为例） 2．1转炉系统的电源配置 　　电源是系统的关键，清晰而正确的电源走向是系统稳定和安全的保障。为减少不同设备间的相互干扰，尽量为不同设备采用相对独立的电源。其配置如图1所示：

2．2上位监控系统WinCC工艺操作站 　　炼钢厂投产初期仪表监测系统是横河μXL集散控制系统，该系统故障率非常高，设备昂贵，联网困难，后改用西门子公司的WinCC组态软件，运行平稳，功能强大，操作简单。我厂2004年大修期间将西门子上位监控系统升级，升级后WinCC软件功能更加强大，作为一种全面开放的监控软件，不仅提供数据开放功能，而且集成的Sybase anywhere数据库存储过程动态数据，为以后管理机访问数据库打下基础，同时支持DDE、OLE、OCX、ActiveX、OPC和ODBC等功能 组态非常方便。WinCC监控站通过工业以太网与S7-400 PLC通讯,连续不断的从生产过程中获得大量的信息，并及时为转炉操作人员显示设备状态，提供彩色画面详图、棒图、曲线图、报警表、以及动态流程图，因此转炉操作人员可以通过上述画面检查各种信号的详细情况，修改设定值、改变操作方式，从而起到指导实时操作和控制的作用。二号转炉WINCC控制画面如下图所示：

　　WinCC的功能十分强大，以氧枪图为例，从图中我们可以读取氧气的阀前压力、阀后压力、氧枪的进水温度、出水流量的实时数据，数据采集刷新及时、准确，为生产提供了有力的支持；除此之外，WinCC还具备操作性，如下料图，我们可以通过键盘或鼠标按照图上所示按钮对下料阀进行控制，这种软操作的优点是控制清晰明确，画面工艺流程明显，操作简单；同时，WinCC还具有数据存储功能，如曲线记录图，它能按人为要求记录一个月甚至更长的时间的数据，数据的记录有利于日后的核查、比较。 2.3 二号转炉 PLC自控系统构成 　　2#转炉的配置情况为S7-400 一套、WinCC操作站两套、ET200M 远程I/O站 5套，安川变频器4套，转炉系统配置如图1所示：

　　PLC系统由S7414-2DP的CPU 带5个远程站组成。5个远程站分别为：三号战-氧枪操作远程站站、4＃站-转炉操作远程站站、5＃站-仪表控制远程站站（原S7 300PLC）、6＃站-钢包车、渣车、炉前、炉后操作远程站站、7＃站： 29.4m远程站。 变频器采用安川变频器功能强大，运行平稳。 2.4 总线型10M网络到快速光纤冗余环网的升级 2．4．1改造前网络系统概况 　　在改造之前，我厂转炉系统采用的是总线型网络，传输介质为粗同轴电缆，同时总线型网络存在很大的安全隐患，一旦网络中有一个结点出现中断，将导致整个网络系统的瘫痪，同时对生产造成严重的损失，另一方面粗缆的传输速率低，传输的距离短，改造前的网络配置情况如图4所示

2. 4．2改造后网络系统概况 　　由于系统存在以上的安全隐患和不足，且不能满足炼钢厂网络建设和信息化发展的需求，因此在2003年上半年，对整个转炉系统的总线网络进行改造，从有利于生产和未来炼钢厂网络建设和信息化发展的需求，预计改成快速光纤冗余环网（如图6），通讯速度极大的提高，网络系统安全可靠，扩展容易，2#转炉改造后，已基本满足环形网的建设，2#转炉网络配置情况如图5所示。

2．4．3改造后网络与其它系统的互连 　　改造以后的转炉环形网与煤气回收系统、一次除尘风机控制系统、汽化冷却控制系统进行网络互连，完成数据的网络共享，根据转炉的冶炼情况自动完成一次除尘风机的高低速控制，同时完成煤气回收分析系统的自动控制和汽化汽包上水的自动控制，对我厂的生产和自动化水平的提高有极大的促进作用。 2．4．4改造后网络对我厂CIMS系统建设的重要意义 　　转炉环形网系统有着高可靠性、先进性和实用性，网络改造实施时不影响正常生产，且网络改造完成投入使用后不会因网络故障影响正常生产，即保证原系统控制的可靠性，同时网络的互连和数据的共享对炼钢今后企业信息化建设提供可靠数据保证，现有网络能方便的连接到管理网络。 3 改造后的优点 　　2#炉自控设备经过升级后，将大大提高转炉系统的稳定性，减少故障率，发挥设备的最大效率，解决了备件难的问题，并大大降低了备件的成本。 4 结束语 　　我厂转炉自动控制系统经过不断的完善，驱动由直流到交流，由DCS到PLC,由S5到S7，由单台转炉系统到三台转炉的互连，由总线型网络到光纤冗余环网，到与其他系统的互连，自动化程度不断提高，为现场人员减轻大量劳动强度，在生产数据的管理上也起到重大作用，为我厂创造了较大的经济效益。 作者简介： 　　孟宪胜，男、25岁，2002年天津理工学院毕业参加工作，一直从事电气自动控制工作。