二次除塵控制系統(tǒng)存在的問題及改進(jìn)方法

李麗

摘 要：近年來，隨著國家對(duì)環(huán)保的要求越來越高，鋼鐵企業(yè)在煙塵治理和除塵系統(tǒng)也提出了新的要求。本鋼二次除塵系統(tǒng)是專為煉鋼轉(zhuǎn)爐配套的煙塵治理系統(tǒng)，其主要功能是吸收轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中產(chǎn)生的煙塵，通過控制爐前的設(shè)備，在煉鋼生產(chǎn)時(shí)把煙塵通過煙道吸入除塵系統(tǒng)，經(jīng)除塵布袋處理后排走的過程。該文主要對(duì)二次除塵系統(tǒng)的控制過程和原理加以簡單介紹，對(duì)控制系統(tǒng)存在的一些問題加以簡要的分析，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)方法。

關(guān)鍵詞：工藝介紹 控制過程 存在問題 改進(jìn)方法

中圖分類號(hào)：TF321.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（a）-0101-02

1 工藝介紹

筆者所在工廠的二次除塵主要是匯集老系統(tǒng)3座轉(zhuǎn)爐在兌鐵和出鋼過程中產(chǎn)生的煙塵，并可兼收轉(zhuǎn)爐在冶煉過程中，一次除塵從活動(dòng)煙罩外溢的部分煙塵。二次除塵的設(shè)備主要有兩臺(tái)風(fēng)機(jī)和一套大型除塵裝置，另加兩個(gè)風(fēng)機(jī)的輔助油泵。當(dāng)風(fēng)機(jī)吸入煙塵后，經(jīng)過除塵系統(tǒng)除塵凈化，煙塵經(jīng)集合刮板再經(jīng)儲(chǔ)灰斗然后運(yùn)走，而凈化后的大氣經(jīng)除塵器上方的百葉窗進(jìn)入空氣中。

2 控制過程

二次除塵的整個(gè)控制過程主要分兩部分：風(fēng)機(jī)控制部分和除塵器控制部分，且全部采用PLC進(jìn)行控制。

2.1 PLC硬件介紹

風(fēng)機(jī)部分主要采用SIEMENS系列S7-400，其主站下有3個(gè)ET200從站；除塵器部分采用SIEMENS系列S7-300，其主站下有3個(gè)ET200從站。兩個(gè)主站之間采用MPI通訊，把除塵器的部分參數(shù)以GD包的形式進(jìn)行設(shè)置：即除塵器的部分狀態(tài)參數(shù)和各個(gè)閥門的狀態(tài)都可以通過MPI方式的GD包把數(shù)據(jù)傳送到S7-400的CPU里，而S7-400主站的CP-343卡則通過OSM與監(jiān)控機(jī)上的CP1613卡連接，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。操作者可以從監(jiān)控機(jī)上看到系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)，從而了解現(xiàn)場運(yùn)行情況。

2.2 功能介紹

2.2.1 風(fēng)機(jī)部分

此系統(tǒng)的設(shè)備主要包括兩臺(tái)風(fēng)機(jī)和相應(yīng)的輔助油泵。風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)和停止及各種狀態(tài)參數(shù)都通過信號(hào)電纜與各個(gè)信號(hào)端子相連，而信號(hào)端子則直接與PLC模板相連，PLC上的各個(gè)信號(hào)就可以通過PLC基板的K總線和P總線直接傳入CPU中，再通過網(wǎng)絡(luò)連接到監(jiān)控機(jī)上，從而操作者可以在監(jiān)控機(jī)上操作和看到設(shè)備的狀態(tài)和參數(shù)。

2.2.2 除塵器部分

除塵器的人機(jī)接口是觸摸屏，觸摸屏與S7-300主站之間通過RS485接口進(jìn)行通訊。PLC把現(xiàn)場所有的狀態(tài)和各個(gè)模擬量信息都通過通訊在觸摸屏上顯示；同時(shí)，操作者也可以根據(jù)工藝要求對(duì)除塵時(shí)間和周期等進(jìn)行設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)控制的靈活方便。

3 控制系統(tǒng)存在的問題

二次除塵系統(tǒng)作為一套簡單的PLC控制系統(tǒng)，能基本滿足基本工藝和控制要求，操作者可以根據(jù)現(xiàn)場需要對(duì)風(fēng)機(jī)和各個(gè)除塵裝置進(jìn)行操作。但是，運(yùn)行一段時(shí)間以來，系統(tǒng)存在的問題也逐漸顯露出來；而且，由于設(shè)計(jì)上的諸多原因，很多資源并未得到充分利用。

主要問題表現(xiàn)在：

（1）由于風(fēng)機(jī)的各個(gè)狀態(tài)信號(hào)都進(jìn)PLC中，操作者可以在操作室對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行操作，而控制風(fēng)機(jī)的必要條件是輔助油泵，也就是說，無論對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)還是停止，必須先轉(zhuǎn)輔助油泵，而輔助油泵的各個(gè)信號(hào)并未引至PLC中，致使操作者在對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行操作時(shí)，不得不到樓下先對(duì)輔助油泵進(jìn)行操作。如果風(fēng)機(jī)工作在非正常狀態(tài)下，到樓下緊急停機(jī)時(shí)，勢必耽誤時(shí)間，造成事故的擴(kuò)大化，嚴(yán)重時(shí)可能造成風(fēng)機(jī)花瓦。（曾經(jīng)出現(xiàn)過這種情況，風(fēng)機(jī)軸承溫度升高很快，操作員到樓下停機(jī)時(shí)，還沒到風(fēng)機(jī)房，風(fēng)機(jī)已自動(dòng)跳機(jī)，結(jié)果造成風(fēng)機(jī)軸瓦已化。）

（2）風(fēng)機(jī)的升降速未能用在操作中。風(fēng)機(jī)的升降速由操作者按畫面上的“高速”和“低速”按鈕由程序控制的。但是由于煙氣溫度和煙氣流量等多方面的原因，有時(shí)造成電機(jī)電流沖擊太大，振動(dòng)瞬間增大，這對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成不良影響。

（3）S7-400與監(jiān)控機(jī)之間通過OSM和CP1613之間連接。OSM型號(hào)為ITP 62，也就是說一個(gè)OSM有6個(gè)SUB-D口，2個(gè)光纖通訊口，但該系統(tǒng)只用兩個(gè)SUB-D口，光纖通訊口也沒有和其他系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，這就大大降低了OSM的使用效率。

（4）S7-400與S7-300之間采用GD數(shù)據(jù)包通訊，但由于S7-300的通訊限制，每個(gè)GD數(shù)據(jù)包只能發(fā)送22個(gè)字節(jié)，而每個(gè)S7-300最多只能有4個(gè)GD數(shù)據(jù)包，也就是說S7-300與其他站的通訊最多為22×4=88個(gè)字節(jié)。所以當(dāng)除塵系統(tǒng)的工藝或要求發(fā)生改變需要在程序上做些改動(dòng)時(shí)，受到傳送字節(jié)的限制勢必對(duì)程序設(shè)計(jì)造成影響。

（5）同樣，由于S7-400與S7-300之間采用MPI主從通訊，受通訊類型的影響，主PLC上不能監(jiān)控到從PLC上的數(shù)據(jù)。也就是說，當(dāng)程序有問題時(shí)，不能在監(jiān)控機(jī)上在線監(jiān)視從站的狀態(tài)，這就給專業(yè)技術(shù)人員在判斷故障時(shí)造成時(shí)間滯后。

4 改進(jìn)方法

基于控制系統(tǒng)以上存在的問題，提出以下幾點(diǎn)改進(jìn)方法。

（1）將風(fēng)機(jī)飛輔助油泵改為普通獨(dú)立油泵，每臺(tái)風(fēng)機(jī)相應(yīng)有兩臺(tái)油泵，轉(zhuǎn)一備一，所有信號(hào)全部引至主PLC中，兩臺(tái)油泵互鎖：當(dāng)一臺(tái)油泵故障停泵時(shí)，另一臺(tái)油泵程序控制自動(dòng)啟動(dòng)。這就保證了系統(tǒng)的運(yùn)行正常有序，而操作者也不必為起停風(fēng)機(jī)而奔波于樓上和樓下之間；更為重要的是，可以為故障停機(jī)時(shí)贏得時(shí)間。

（2）風(fēng)機(jī)的升降速不僅有兩個(gè)“高速”和“低速”按鈕控制，同時(shí)，在風(fēng)機(jī)主畫面上做一個(gè)手動(dòng)“快速升降速”滑塊，兩種方式控制風(fēng)機(jī)的升降速（控制方式可以在畫面上選擇）：當(dāng)風(fēng)機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，可以按“高速”滑塊：當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，可以選擇滑塊的控制方式，緩慢對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行升速；等系統(tǒng)穩(wěn)定后，可以根據(jù)要求再適當(dāng)增減滑塊。這樣就可以防止大電流沖擊，同時(shí)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。

（3）要想在通訊方式上做些改進(jìn)，最簡單的方法應(yīng)該如新系統(tǒng)一樣引進(jìn)交換機(jī)，同時(shí)S7-300主站還得相應(yīng)的增加CP343-1通訊模板，這樣就可以把S7-400主站和S7-300主站同時(shí)連入以太網(wǎng)，通訊方式就不是主從通訊而是網(wǎng)絡(luò)通訊了。這不僅可以避免主從通訊帶來的諸多問題，還由于新老系統(tǒng)同時(shí)連入以太網(wǎng)，為程序互備帶來方便。由于新系統(tǒng)已經(jīng)有交換機(jī)了，所以直接在新系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)至少3個(gè)端口的網(wǎng)絡(luò)接口板就可以滿足要求。

這樣，通過改進(jìn)二次除塵的控制系統(tǒng)，更好地滿足了現(xiàn)場的操作和工藝要求，保證了設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行；同時(shí)也盡量地節(jié)省了資源，也為技術(shù)人員在程序互備和解決現(xiàn)場故障等提供了良好的方便條件。

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