【導讀】場,在出鐵期間所散發(fā)的煙塵是鋼鐵廠對大氣主要污染源之一。隨著高爐強化冶煉。為降低工人的勞動強度,保護工人身體的健康,以及隨著環(huán)境保護排放。標準的日益嚴格,迫切需要對高爐出鐵場的煙塵進行治理。實踐表明,該控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,操作簡便，除塵效率高,運行可靠。

　　

【正文】 動作，將電動冷風閥開啟。由 PLC 對電動冷風閥的開關(guān)進行控制，可使進入除塵器的煙氣溫度得到精確的控制，從而可以確保布袋除塵器的安全。手動控制是由操作工在 PC 畫面上通過按鈕控制，由 PLC 輸出的信號來控制冷風閥的開、關(guān)。 診斷故障的方法為：在自動卸灰的過程中，閥門的開關(guān)位信號很可能與期望值不相同，造成這樣的結(jié)果，主要是因為控制電磁閥不能可靠動作。雖然 PLC 已將動作指令發(fā)出，但是執(zhí)行機構(gòu)沒有響應，造成這樣的原 因可能是電磁閥燒壞或者是氣源沒有被打開。其中接近開關(guān)發(fā)生故障引起的無信號或雙信號是故障率最高的，對于在執(zhí)行的過程中導致的 PLC 不可靠動作，如果僅僅靠現(xiàn)場的反饋信號來對卸灰過程進行控制，那么程序就會一直等待信號的到來或者直接導致無法進行下一步。比如下卸灰閥要開啟必須在上卸灰閥關(guān)到位 5s 后才能進行，如果上卸灰閥的關(guān)位信號一直不來，那么下卸灰閥就不能打開，這樣就會導致本室和下一個慮室都不能進行卸灰工作，就會造成現(xiàn)場大量堵灰和積灰現(xiàn)象。為了解決這個問題，程序就采取使用定時器，這樣就可以根據(jù)閥門的關(guān)閉和開啟時間的不同 ，設(shè)置定時器的時間，當信號不能準確的按時的返饋給 PLC，就說明電磁閥可能出現(xiàn)了故障，程序就會跳過這個室自動進入下一個室進行自動卸灰，同時將報警警示在 PC 畫面上顯示。如雙信號時閥門呈灰色，無信號時閥門呈黃色來報警，根據(jù)報警指示操作員工就可以做出相應處理。 為了保證生產(chǎn)安全，避免意外事故的發(fā)生，控制系統(tǒng)都設(shè)置了保護系統(tǒng)，當一些重要設(shè)備出現(xiàn)故障，如耦合器或風機轉(zhuǎn)軸的溫度過高的時候， PLC 就會發(fā)出信號，進行聲光報警。 當濾池的各個電氣設(shè)備處于現(xiàn)場 PLC 自動控制方式、現(xiàn)場自動控制方式、遠程控制方式時，為了使各設(shè)備之 間能夠協(xié)調(diào)一致快速地完成 過濾和沖洗任務(wù)，同時又為了防止某一個設(shè)備出現(xiàn)故障影響其他設(shè)備，采用了分散控制集中管理的辦法，讓各個設(shè)備獨立工作，出現(xiàn)故障分散報警的方式，可以快速進行故障維護又不影響生產(chǎn)。 PLC 能進行自我診斷。在同時發(fā)生不同的故障時， CPU 會根據(jù)故障發(fā)生的優(yōu)先級別的高低而調(diào)用不一樣的錯誤組織塊，不同的故障對應不同的組織塊，如電池壞了調(diào)用 OB81，模塊的輸入斷線調(diào)用 OB82 等，我們在組織塊的變量聲明表中將故障信息以臨時變量的形式存儲，利用監(jiān)控軟件，在畫面中將故障信息采集，這樣我們就能觀察 PLC 的 工作情況了，從而快速有效地將故障排除。為了避免影響整個系統(tǒng)的工作， PLC 必須要下傳錯誤組織塊，因為當某塊模塊故障不能工作或不存攀枝花學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)配置 27 在時， CPU 就不會有相應錯誤組織塊的響應，就會導致 CPU 停機。 上位機監(jiān)控系統(tǒng)采用的是西門子公司的組態(tài)軟件 。監(jiān)控系統(tǒng)通過對除塵系統(tǒng)中的各信號進行檢測 , 可實現(xiàn)參數(shù)設(shè)定、實時數(shù)據(jù)動態(tài)顯示、遠程控制、 歷史數(shù)據(jù)記錄、打印和報警及操作人員權(quán)限設(shè)定等功能。 1)顯示功能：根據(jù)工藝流程將卸灰機、風機、皮帶、電磁閥、故障顯示燈以及系統(tǒng)的運行狀態(tài)等圖形對象放置在用戶窗口中。主要的畫 面監(jiān)控點有：吸口處煙氣壓力和溫度及出口處煙氣壓力；主風機出口處的壓力；除塵器進口處的壓力以及各種報警信號等。在上位機上可以建立在實時數(shù)據(jù)庫中定義的數(shù)據(jù)對象與各種圖形對象的對應連接關(guān)系，同時可以實時監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)，且通過編程可以將整個系統(tǒng)各個閥門的實際動作情況在畫面中實現(xiàn)模擬顯示。如用不同的顏色指示各閥門的關(guān)位、開位等，以及可以顯示實際脈沖到了第幾室或現(xiàn)場儀表的壓力、溫度、狀態(tài)等參數(shù)。 2)控制操作： W inCC 組態(tài)環(huán)境將噴吹周期、噴吹時間、卸灰周期、卸灰時間在它的實時畫面中做了定義，在中心控制室就能 在線實時控制被控設(shè)備，實現(xiàn)自動和手動控制方式的選擇，也可以在線 PLC 的某些參數(shù)進行設(shè)置等。上位機是總線上一個站點，與 PLC 的進行實時通迅。 3)報警功能：當某一開關(guān)量發(fā)生異?；蚰承┠M量超過了給定范圍，如壓力、溫度超過給定值，閥門不能正常開關(guān)時，都可以根據(jù)設(shè)置發(fā)出相應的報警信號，并用文字寫成發(fā)生故障的位置，并將故障記錄在歷史事件表中，這樣對快速確認故障并排除故障起很好的作用。 PLC 的智能診斷功能，還可直觀看到現(xiàn)場線路或模塊故障報警狀態(tài)。 4)數(shù)據(jù)管理：上位機根據(jù)系統(tǒng)運行過程中運行參 數(shù)的變化，將會采集、儲存各數(shù)據(jù)并建立實時趨勢曲線和歷史曲線。利用這些歷史和實時數(shù)據(jù)就可以對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時了解并進行系統(tǒng)的控制管理，而且這些數(shù)據(jù)還可以供統(tǒng)計分析使用。實時趨勢圖是顯示當前時刻信號變化，當任何數(shù)據(jù)或者表達式方發(fā)生改變，上位機都可以將改變后的狀態(tài)繪制成圖并加以記錄。通過軟盤或打印機我們可以將歷史趨勢圖備份，這樣便于對生產(chǎn)工藝過程變化或生產(chǎn)事故進行分析，對優(yōu)化生產(chǎn)起指導作用。用戶歸檔通過對操作員工或自動脈沖時間、卸灰時間等的記錄，在這些數(shù)據(jù)中可以得到一些有用的參數(shù)，從而對工藝可進行改進。 攀枝花學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)配置 28 圖 自動工作方式控制流程圖 攀枝花學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)特點及 優(yōu)勢 29 5 系統(tǒng)特點及優(yōu)勢 系統(tǒng)的特點 1）本設(shè)計采用了 PLC 可編程控制器進行系統(tǒng)控制， PLC 能根據(jù)系統(tǒng)工作過程的實際情況進行自動控制，使除塵系統(tǒng)能高效率工作。且 PLC 具有自我診斷功能，能對系統(tǒng)故障進行判斷，并做出處理，保證除塵控制系統(tǒng)的安全運行，防止意外事故的發(fā)生。 2）除塵系統(tǒng)的除塵設(shè)備選用的是低壓脈沖布袋除塵器，此除塵器有以下特點 : 采用分室停風脈沖噴吹清灰，噴吹一次就可達到徹底清灰的目的，延長了清灰周期，但清灰能耗降低，壓氣耗量也降低很多 采用分室停風脈沖噴吹清灰技術(shù)，克服了分室反吹除塵器和常規(guī)脈沖除塵器的缺點，除塵效率高，清灰能力強，漏風率小，排放濃度低，鋼耗少，能耗少，占地面積少，經(jīng)濟效益好，運行穩(wěn)定可靠 可在系統(tǒng)正常運行，不停系統(tǒng)風機的條件下分室進行檢修換袋。濾袋的袋口采用的是彈性漲圈，牢固可靠，密封性能好。 箱體密封性好，檢查門漏風率很低；進、出口風道布置緊湊，氣流阻力??；換袋方便。 由于除塵器用于不同條 件的現(xiàn)場，粉塵性質(zhì)和粉塵量都不同，有些參數(shù)及設(shè)備運行的程序都是根據(jù)實際情況來決定的，例如灰斗振動器振動時間、清灰周期、雙層卸灰閥卸灰周期等等。上述情況只有采用可編程控制器才能滿足現(xiàn)場的需要。 所以通過 PLC 對除塵器進行控制，使除塵系統(tǒng)的有效控制得到提高。 3）采用了 組態(tài)軟件 對系統(tǒng)進行監(jiān)控，可實現(xiàn)參數(shù)設(shè)定、實時數(shù)據(jù)動態(tài)顯示、遠程控制、 歷史數(shù)據(jù)記錄、打印和報警及操作人員權(quán)限設(shè)定等功能。 能在畫面中觀察系統(tǒng)工作狀態(tài)，對系統(tǒng)進行安全有效控制。 系統(tǒng)的優(yōu)勢 1）降低了成本，以前控制線路采用中 間繼電器、時間繼電器等器件，元器件數(shù)量大，占用控制柜空間大，所以成本也較高。 2）控制線路簡單，安裝靈活，線路故障點減少，可靠性高。以前采用的繼電器等元器件，線路復雜，故障點多，維護不方便。 攀枝花學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)特點及 優(yōu)勢 30 3）可以根據(jù)工藝條件和要求，靈活地調(diào)節(jié)參數(shù)和控制狀態(tài)。 4）可編程控制器不僅具有繼電器所完成的一切功能，而且引入微機功能，具有數(shù)據(jù)傳送、比較、四則運算，及模擬量輸入、輸出等功能，從而使控制能力產(chǎn)生了飛躍 。 5）本清灰控制系統(tǒng)投入運行后 ,機組運行可靠 ,清灰效果好 ,煙塵排放達到預期效果 ,由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為 簡單 ,使設(shè)備故障率也大為降低。 攀枝花學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 結(jié)束語 31 結(jié)束語 本文通過對除塵系統(tǒng)的分析，針對出鐵場除塵系統(tǒng)的具體情況，設(shè)計了合理的閥門、電機、除塵器，并對其進行 PLC 智能控制。根據(jù)對各個高爐煉鐵廠除塵系統(tǒng)的了解和研究，本文控制系統(tǒng)界面友好 , 實現(xiàn)了全自動控制 , 并能在實際運行中安全穩(wěn)定 , 操作方便 , 達到了很好的除塵效果。本文的具體研究成果如下： ① 針對出鐵場除塵存在的問題，提出了出鐵場環(huán)境的 PLC 智能控制方案，建立環(huán)境煙塵的自動控制，對出鐵口、鐵罐、渣罐除塵罩處煙塵濃度進 行檢測，并考慮除塵器入口煙塵溫度和除塵器阻力的影響，在出鐵期間使得風機能夠自動根據(jù)煙塵阻力和煙塵濃度，進行調(diào)速控制及使電機在非出鐵期間自動低速運行，而在出鐵期間，風機可以根據(jù)工藝過程進行自動變速運行；吸塵罩電動蝶閥可以由 PLC進行遠程自動開閉控制；這樣既可以保證除塵的效果，也能達到節(jié)能的效果； ② 本文的除塵器采用了長袋低壓 脈沖除塵器，此除塵器克服了分室反吹除塵器和常規(guī)脈沖除塵器的缺點，除塵效率高，清灰能力強，漏風率小，排放濃度低，能耗少，占地面積少，鋼耗少，經(jīng)濟效益好，運行穩(wěn)定可靠。 進、出口風道布置緊湊，氣 流阻力小。且由 于采用分室停風脈沖噴吹清灰，噴吹一次就可以徹底清灰，所以延長了清灰周期，壓氣耗量和清灰能耗大為降低。同時，也相應減低了脈沖閥與濾袋的疲勞程度，從而成倍地提高閥片與濾袋的壽命。 ③本系統(tǒng)采用 PLC 控制，可以對系統(tǒng)進行實時控制和監(jiān)控，除塵系統(tǒng)工作過程中的狀態(tài)和數(shù)據(jù)可以隨時輸送到 PLC，這樣系統(tǒng)得到有效的自動控制。且通過 PLC 對各種故障的有效處理 攀枝花學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻 32 參 考 文 獻 [1] 李文平 . 布袋除塵的智能差壓控制 . 水泥技術(shù) ,1997 ． [2] 陽憲惠， 徐用 懋． 現(xiàn)場總線技術(shù)及其應用 [M ]． 北京 ： 清 華大學出版社， 1999． [3] 黎勇 生 ,等 . 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