淺談圓材步進爐儀表設備的調試技術

邸 鵬

吉化集團吉林市北方建設有限責任公司

圓材步進爐設備是高度自動化控制的進口設備，其工藝布局位于整個生產工藝系統中的重要位置，因此其儀表設備的安裝調試工作也顯得尤為重要和舉足輕重。筆者主要通過對圓材步進爐儀表控制系統的設備安裝與調試進行闡述，重點描述其調試技術。在該操作站系統中，用于描述操作站的硬件配置采用了工控機配以19寸TFT液晶顯示器的標準配置，在生產現場的加熱爐區(qū)域人機界面站HMI和電氣PLC之間則主要采用了工業(yè)以太網進行數據通信。操作站的系統軟件采用德國西門子公司的上位機編程軟件WinCC來實現，操作人員可在加熱爐操作站內通過HMI人機界面對熱工參數及相關設備運行情況進行集中監(jiān)視，并可進行參數的設定、修改、對加熱曲線調用和設備操作。HMI能顯示各個功能子系統的工藝畫面、參數設置畫面、報警畫面、圖表畫面、趨勢記錄、系統維護等各種畫面，通過操作站各功能畫面可監(jiān)控溫度、壓力、流量、調節(jié)閥等各種生產過程參數和設備的運行狀態(tài)，實現生產自動化。

1 圓材步進爐溫升階段儀表調試技術

圓材步進爐主要包括均熱段、加熱段和預熱段三個階段，主要依靠儀表設備的精確檢測和控制實現對各個階段鋼材的溫度調節(jié)。其中，以均熱段為主，對調試技術進行探討。

第一，均熱段儀表調試技術

在儀表系統調試時，需要在總畫面上用鼠標左鍵點擊“均熱段”按鈕，此時將會彈出“均熱段畫面”，在此畫面中能監(jiān)控均熱段上部的溫度，支管的煤氣壓力、煤氣流量、空氣流量以及支管煤氣、空氣調節(jié)閥的開度，同時會顯示一些重要的公共參數和設備運行狀態(tài)數據。

（1）均熱段煤氣支管煤氣切斷閥開關

畫面上顯示了煤氣支管切斷閥的狀態(tài)，并能進行開關操作，操作方法同煤氣總管快切、調節(jié)兩用閥一樣。

（2）均熱段溫度調節(jié)

通過鼠標左鍵點擊畫面上的“加熱爐總平面圖”中的“均熱段”按鈕可彈出“均熱段爐溫控制”畫面，對“均熱段爐溫主回路控制”進行手動或自動的調節(jié)。具體調節(jié)方法是：用鼠標雙擊需要修改的參數值，輸入修改后的參數值，按“回車鍵”確認。

（3）均熱段空氣流量調節(jié)

通過鼠標左鍵點擊畫面上的“加熱爐總平面圖”中的“均熱段”按鈕可彈出“均熱段爐溫控制”畫面，對畫面中“均熱段空氣流量控制”進行手動或自動的調節(jié)。調節(jié)方法用鼠標雙擊需要修改的參數值，輸入修改后的參數值，按“回車鍵”確認后即可。

（4）均熱段煤氣流量調節(jié)

通過鼠標左鍵點擊畫面上的“加熱爐總平面圖”中的“均熱段”按鈕可彈出“均熱段爐溫控制”畫面，對畫面中“均熱段煤氣流量控制”進行手動或自動的調節(jié)。調節(jié)方法與空氣流量調節(jié)相同，也一樣具有三種控制模式：手動、自動和串級，在串級的狀態(tài)時，均熱的空氣流量調節(jié)同樣也處于串級的狀態(tài)。

（5）均熱段測量點實時趨勢

通過鼠標左鍵點擊畫面上的“加熱爐總平面圖”中的“實時趨勢”按鈕可彈出各個的測量點趨勢畫面，再用鼠標左鍵分別點擊畫面上“測量點趨勢”趨勢按鈕可彈出各自的測量點趨勢畫面，畫面上顯示對應段的溫度、空氣流量和煤氣流量的實時趨勢曲線，包括測量值和給定值。

（6）均熱段測量點歷史趨勢

通過鼠標左鍵點擊畫面上的“歷史趨勢”按鈕，可彈出歷史趨勢畫面，畫面上顯示對應斷的溫度、空氣流量和和煤氣流量的某一段時間內的趨勢曲線和某一時間點的參數值。

（7）報警畫面

通過鼠標左鍵點擊畫面上的“加熱爐總平面圖”中的“報警一覽”按鈕，可彈出報警畫面，再分別點擊你需要的畫面，它與系統總畫面上彈出的報警畫面完全一樣。

第二，加熱段儀表調試技術

該階段主要包括對溫度、空煤氣流量與測量點實時、歷史趨勢、報警畫面等的在線監(jiān)測與控制，在“加熱爐總平面圖”畫面上用鼠標左鍵點擊你所需要的各個“加熱段”按鈕，將彈出相對應的“加熱段”畫面，畫面內的操作同“均熱段”畫面。

第三，預熱段儀表調試技術

該階段主要在“加熱爐流程圖”中體現，它可以直接顯示溫度和一些重要的公共參數，并可切換到其他分段畫面。所有的功能的畫面都可以通過鼠標左鍵點擊畫面右下角“返回”按鈕可回到上一級畫面。功能畫面下部的狀態(tài)條若閃爍表示有報警產生，這時可打開報警畫面觀察報警的詳細情況。所有能激活調節(jié)器的對象，用鼠標再次點擊后就能關閉該調解器。

2 圓材步進爐儀表設備調試與操作程序

第一，操作站啟動過程

操作站計算機上電后啟動操作系統WinCC，它是基于Microsoft的32位操作系統（Windows NT4. 0或Windows 2000），經過登陸（輸入用戶名和密碼）后將直接進入儀表操作站初始畫面即加熱爐總平面圖畫面，在畫面上具有切換按鈕，用鼠標點擊這些按鈕可以進入相應的系統總畫面和各分段畫面。

第二，顯示系統總畫面

操作系統啟動后，將在系統總畫面上顯示了整個加熱爐的主要熱工參數，可以在畫面上觀察到各點爐溫的測量值，煤氣總管壓力、溫度和流量，冷風壓力，熱風壓力，熱風溫度，空氣換向控制，煤氣快切控制，氮氣總管壓力，壓縮空氣總管壓力，冷卻水總管壓力，儀表氣源壓力，爐膛壓力，助燃風機軸承各點溫度，煙道各點溫度，調節(jié)閥門的開度和各分段煤氣空氣流量等過程參數，以及風機等設備的運行狀態(tài)及報警顯示。

第三，利用自動化儀表系統調節(jié)和操作公用設備

通過自動化儀表系統，對一些公用設備進行必要的操作和調節(jié)：（1）調節(jié)煤氣總管，通過對充氮煤氣總管中的DN900手電動三偏心無泄漏金屬硬密封煤氣蝶閥之后的DN50充氮閥門的操作，實現在開停爐時進行煤氣管道吹掃，以吹掃煤氣管道內的殘存空煤氣以防煤氣爆炸和泄漏；（2）煤氣總管壓力調節(jié)，它與快切閥配合使用，在系統總畫面上顯示煤氣總管調節(jié)閥的開度，以及該調節(jié)閥的狀態(tài)；（3）當煤氣低壓報警、鼓風機突然停轉、突然停斷電、汽化冷卻系統斷水等情況發(fā)生時，煤氣總管壓力調節(jié)與快切閥將快速切斷煤氣，并且需要緊急停爐；（4）爐膛壓力調節(jié)在本系統中通過調整煙道閘板及三段煙氣調節(jié)閥的開度來調節(jié)爐膛壓力，此時系統總畫面上會顯示出煙道閘板和三段煙氣調節(jié)閥的開度，以及其調節(jié)器所處的狀態(tài)；（5）空氣總管壓力調節(jié)在本系統中通過調節(jié)風機進風口的百葉閥來調節(jié)空氣總管壓力。

第四，觀測記錄實時、歷史趨勢畫面，以及報警顯示畫面

在圓材步進爐儀表控制系統中，實時趨勢畫面共設六幅畫面，主要包括：爐溫、生產率曲線；煙溫曲線；流量曲線；壓力曲線（總管煤氣、空氣、氮氣、爐膛）；水冷溫度曲線；步進梁位移、輥道轉速曲線等。操作記錄畫面用于顯示所有操作信息，報警一覽畫面用于顯示所有的報警信息。

第五，參數設定畫面

本畫面用于設定一些影響生產的工藝參數，以保證生產正常自動運行，未授權人員不能使用此畫面。鼠標雙擊需要修改的參數值，在輸入框中輸入修改值后，按確認即可。各段均可設置是否采用脈沖燃燒控制和停止燃燒燒嘴對數。用鼠標點擊對應按鍵，按鍵的字體顯示的為當前采用的方式。這里也可以對控制量的PID參數、報警上下限進行設置。

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