論企業(yè)高爐鼓風(fēng)機PLC跳機程序優(yōu)化

劉建斌

（河鋼股份有限公司承德分公司 能源事業(yè)部，河北 承德 067102）

[摘 要]隨著工業(yè)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和自動化控制程度的不斷提高，越來越多的大型設(shè)備由原始的儀表和常規(guī)電氣控制走向，以PLC、DCS等高級自控設(shè)備為下位機、計算機為上位機的遠(yuǎn)程自動控制。由于大型設(shè)備種類繁多，設(shè)計者技術(shù)水平參差不齊，加上操作人員的素質(zhì)參差不齊，導(dǎo)致設(shè)備控制沒形成完整的設(shè)計體系，PLC、DCS的程序設(shè)計存在諸多不足，操作人員發(fā)生操作失誤，引發(fā)了很多的生產(chǎn)事故。基于此，本文分析企業(yè)高爐鼓風(fēng)機PLC跳機程序。

[關(guān)鍵詞]高爐鼓風(fēng)機；PLC；程序優(yōu)化

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.10.035

[中圖分類號]F273 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）10-00-02

河鋼股份有限公司承德分公司（以下簡稱“承鋼”）能源事業(yè)部負(fù)責(zé)承鋼7臺高爐的供風(fēng)系統(tǒng)，高爐鼓風(fēng)機自動化控制系統(tǒng)上位機、下位機程序中存在很多遺留缺陷。在長期運行中，曾發(fā)生過多起因程序缺陷造成的事故，為保證機組穩(wěn)定運行，防止崗位人員誤操作，方便維護(hù)人員維護(hù)，相關(guān)人員需對上位機、下位機程序進(jìn)行全面優(yōu)化，以達(dá)到安全、可靠的目的。

1 選題理由

（1）風(fēng)機穩(wěn)定與否直接影響高爐生產(chǎn)，風(fēng)機穩(wěn)定運行至關(guān)重要。

（2）完善上位機、下位機程序的前提是不改變風(fēng)機控制的工藝流程，為方便維護(hù)、防止崗位人員誤操作添加了多重保護(hù)。

（3）在多臺機組的程序中尋求單體設(shè)備的控制優(yōu)點，運用生產(chǎn)操作中積累的經(jīng)驗，完善其他機組存在的不足，確保優(yōu)化無誤。

2 高爐鼓風(fēng)機自動化控制系統(tǒng)存在的問題

（1）有的風(fēng)機下位機程序中電動排風(fēng)閥門的操作是連動操作，在調(diào)節(jié)風(fēng)壓過程中，一旦崗位人員操作不當(dāng)，將直接導(dǎo)致閥門全開或全關(guān)，導(dǎo)致風(fēng)壓大幅波動，直接影響高爐生產(chǎn)。

（2）有的風(fēng)機上位機中沒有跳機條件切除功能，不便維護(hù)人員在線維護(hù)，也不利于機組運行。

（3）有的機組上位機程序中重要按鈕缺少二次保護(hù)功能，容易引起人為誤操作，導(dǎo)致設(shè)備事故。

（4）調(diào)節(jié)閥門控制輸入采用鍵盤輸入容易發(fā)生崗位誤輸入數(shù)據(jù)造成，閥門開度巨變，影響風(fēng)壓。

面對大型鼓風(fēng)機組存在的不足，本文力爭將程序優(yōu)化到最佳，把人為事故停機率降低到零，大幅降低客觀非停因素導(dǎo)致的停機率。

3 針對高爐鼓風(fēng)機自動化控制系統(tǒng)存在問題的解決方案

鼓風(fēng)機初始設(shè)計的程序中缺陷較多，不利于風(fēng)機穩(wěn)定運行。導(dǎo)致機組非正常停機的因素很多為人為誤操作，誤操作可以通過技術(shù)措施來避免。對于維護(hù)，企業(yè)可以設(shè)計跳機條件的投入與退出程序，防止出現(xiàn)由于保護(hù)元器件故障導(dǎo)致的不必要停機，也便于機組運行中緊急維護(hù)。對于運行崗位，企業(yè)可在操作界面中添加重要按鈕，保護(hù)界面，有效防止誤操作。具體實施方案如下。

（1）拷貝現(xiàn)場最終的運行程序，提前做好跳機條件投入與切除的操作界面，做好模擬實驗，保證無誤。利用檢修時間做現(xiàn)場調(diào)試實驗。

（2）閥門需要頻繁調(diào)節(jié)的（如電動排風(fēng)閥），在下位機中將聯(lián)動控制改為點動控制，增加一次執(zhí)行動作的時間限制，最長動作時間為2 s。

（3）凡是模擬量控制方式帶直接輸入控制幅值的，在上位機中采用分段控制，保證操作安全。

（4）對于上位機中重要的按鈕，都采用二次保護(hù)確認(rèn)功能，用名稱、操作命令、動作與否等形式進(jìn)行二次確認(rèn)，防止崗位誤操作。

（5）對于優(yōu)化更改后的操作方法及步驟，對崗位人員進(jìn)行詳細(xì)培訓(xùn)，編寫詳細(xì)的操作流程，確保操作人員操作熟練、準(zhǔn)確。

4 實施過程及效果

圖1為上位機WINCC操作中，停機保護(hù)條件投入和退出的部分畫面，帶有二次確認(rèn)的畫面和功能的狀態(tài)顯示功能。如果505跳閘保護(hù)退出，指示燈為綠色，期間可以解決505跳閘回路的相關(guān)問題，便于維護(hù)。

圖2為4#風(fēng)機一拖二WINCC操作系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥的模擬量控制，采用分段控制，每個區(qū)域只能輸入本區(qū)域內(nèi)的相關(guān)開度，例如輸入9.0時，不慎輸入成90，在相關(guān)區(qū)域會提示數(shù)值無效，防止微調(diào)閥門時出現(xiàn)誤操作。

圖3為上位機WINCC操作按鈕的二次保護(hù)確認(rèn)功能，點擊相關(guān)按鈕不會直接發(fā)出命令，需要二次確認(rèn)后，命令才會發(fā)出，如果不帶二次保護(hù)，機組將直接停機，此功能可有效避免操作人員誤動按鈕或點錯按鈕帶來嚴(yán)重后果。

圖4為6#汽輪風(fēng)機下位機PLC程序中，排風(fēng)閥按鈕的自動復(fù)位功能，原程序中靠鼠標(biāo)的點動控制，出現(xiàn)過鼠標(biāo)粘連排風(fēng)閥的全程動作事故，導(dǎo)致風(fēng)壓大幅波動，影響高爐生產(chǎn)。添加自動復(fù)位功能后，可有效避免類似事故發(fā)生。

5 結(jié) 語

目前，承鋼高爐鼓風(fēng)機的自動化程序優(yōu)化已按設(shè)計方案全部完成，根據(jù)程序的完善了崗位操作規(guī)程，并普及全體操作人員。這不僅有效預(yù)防了操作人員誤操作，且方便維護(hù)人員在機組運行中處理與跳機相關(guān)的電氣儀表故障。此舉大大降低了機組的非停率，保證了高爐生產(chǎn)。

但高爐鼓風(fēng)機的自動化控制優(yōu)化是一個復(fù)雜、帶有一定風(fēng)險性的過程，風(fēng)機程序優(yōu)化還需循序漸進(jìn)，在運行中不斷發(fā)現(xiàn)問題，制訂相應(yīng)的穩(wěn)妥方案、措施來解決問題，進(jìn)而使風(fēng)機程序優(yōu)化方面達(dá)到一個新層次，穩(wěn)定生產(chǎn)。

主要參考文獻(xiàn)

[1]廖常初.PLC編程及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.

[2]王永華.現(xiàn)代電氣及可編程控制技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.