GE FANUC PLC在高炉鼓风机控制系统的应用

一、系统结构

      AV40-10 机组控制系统PLC 部分采用美国GE Fanuc 公司的系列90-30中小型集散控制系统实现机组所需的过程控制逻辑控制，上位监控部分采用GEFanuc公司的CIMIPLICITY 监控软件实现操作监视管理等功能。        系统结构如图一所示， 由两台操作站、G E 9 0 - 3 0 冗余的控制器（IC693CPU364）、GENUIS 总线控制器（IC693BEM331）、以太网及GENUIS NET 网、VersaMax I/O模块构成。

二、系统功能

系统功能 由系列90-30和VersaMax构成的系统主要完成以下功能： ● 防喘振控制 ● 定风量/定风压控制 ● 机组启动控制 ● 紧急停机控制 ● 逆流保护及安全运行控制 ● 润滑油系统控制 ● 动力油系统控制 ● 机组轴系监测及报警

1. 防喘振控制       喘振是透平机械的固有特性，喘振是压缩机机内的气流在低流量的条件下，在叶片上产生气流脱离而成的脉动流，并与出口管网的气容和气阻之间形成的振荡现象。轴流压缩机发生的喘振危害远远大于其它类型压缩机，因此设置了防喘振控制系统。一旦轴流压缩机进入喘振工况，打开放空阀某一角度，使轴流压缩机迅速离开喘振工况。 如图2 所示，根据宣钢现场的工艺要求，防喘振线与喘振线之间的距离可在5%-10%之间调整。 2. 定风量/定风压控制        AV40型轴流压缩机在转速恒定时，利用改变静叶开度达到调节排气流量和压力，或者固定静叶某一角度，利用改变汽机转速来达到所需的风量和压力。为了灵活操作，在PLC内部设置了“流量/压力选择开关”，可以按高炉实际生产工况的需要选择回路为定风量调节或定压力调节。

3. 机组启动条件的控制程序        设置启动条件联锁控制系统的目的就是为了保证机组安全正常的开机。只有当所需条件全部满足后，系统才发出“允许启动”的信号，否则开机操作无效。 4. 紧急停机控制程序        在机组运行过程中， 若发生诸如润滑油压力过低、风机轴位移过大、持续逆流等事故均为机组重故障， 为了防止事故进一步扩大和保证整个机组的安全， 必须紧急停机。 5. 逆流保护及安全运行的控制        逆流保护是压缩机最为重要的保护，当防喘振系统不能有效地调节，从而设置了“ 防逆流保护系统”。逆流系统由“三级”保护组成：        第一级：有逆流信号出现，不论时间长短，在产生“喘振”声光报警的同时，计数器计下一次“喘振”，这时实际上应由防喘振调节系统起保护调节作用。

       第二级：若逆流信号持续T1 秒，或在T2时间内又出现第二次逆流信号，则机组进入“安全运行”。并有“逆流”的声光报警。“安全运行”是实现压缩机不停机的自我保护措施。使放空阀快速全开，逆止阀强行关闭。静叶退回，使风量减小，风压降低。 第三级：在进入自保后的T3秒内，若逆流信号仍不消失，则进入“紧急停机”状态。 6. 油系统控制        动力油油泵控制（润滑油油泵及冷凝泵控制与动力油油泵类似）：动力油油泵设置两台泵，互为备用，通过开关（DCS 软键或电控盘操作开关）可选择其中之一作为主泵，则另一台即为备泵。当动力油压低或主油泵故障时，备泵自动启动，补充油压的不足。当油压正常、主油泵运行正常后，可选择地停其中一台泵，并且将其切换到备用状态。

三、结束语        此套由GE Fanuc 系列90-30   VersaMax 实现的高炉鼓风控制系统技术先进，安全可靠。为宣钢的高炉生产提供了充沛的风量，使高炉产量得到显著的提高，并从节能降耗方面为企业带来可观收效。        AV40-10对高炉供风，由于风量、风压明显提高，使高炉发生生铁产量增加和吨铁鼓风耗量的减少，这对降低生铁鼓风成本无疑也是相当可观的经济效果。