【導(dǎo)讀】場(chǎng),在出鐵期間所散發(fā)的煙塵是鋼鐵廠對(duì)大氣主要污染源之一。隨著高爐強(qiáng)化冶煉。為降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,保護(hù)工人身體的健康,以及隨著環(huán)境保護(hù)排放。標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格,迫切需要對(duì)高爐出鐵場(chǎng)的煙塵進(jìn)行治理。實(shí)踐表明,該控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便，除塵效率高,運(yùn)行可靠。

　　

【正文】 動(dòng)作，將電動(dòng)冷風(fēng)閥開啟。由 PLC 對(duì)電動(dòng)冷風(fēng)閥的開關(guān)進(jìn)行控制，可使進(jìn)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(dòng)控制是由操作工在 PC 畫面上通過(guò)按鈕控制，由 PLC 輸出的信號(hào)來(lái)控制冷風(fēng)閥的開、關(guān)。 診斷故障的方法為：在自動(dòng)卸灰的過(guò)程中，閥門的開關(guān)位信號(hào)很可能與期望值不相同，造成這樣的結(jié)果，主要是因?yàn)榭刂齐姶砰y不能可靠動(dòng)作。雖然 PLC 已將動(dòng)作指令發(fā)出，但是執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒(méi)有響應(yīng)，造成這樣的原 因可能是電磁閥燒壞或者是氣源沒(méi)有被打開。其中接近開關(guān)發(fā)生故障引起的無(wú)信號(hào)或雙信號(hào)是故障率最高的，對(duì)于在執(zhí)行的過(guò)程中導(dǎo)致的 PLC 不可靠動(dòng)作，如果僅僅靠現(xiàn)場(chǎng)的反饋信號(hào)來(lái)對(duì)卸灰過(guò)程進(jìn)行控制，那么程序就會(huì)一直等待信號(hào)的到來(lái)或者直接導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)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(jìn)行，如果上卸灰閥的關(guān)位信號(hào)一直不來(lái)，那么下卸灰閥就不能打開，這樣就會(huì)導(dǎo)致本室和下一個(gè)慮室都不能進(jìn)行卸灰工作，就會(huì)造成現(xiàn)場(chǎng)大量堵灰和積灰現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問(wèn)題，程序就采取使用定時(shí)器，這樣就可以根據(jù)閥門的關(guān)閉和開啟時(shí)間的不同 ，設(shè)置定時(shí)器的時(shí)間，當(dāng)信號(hào)不能準(zhǔn)確的按時(shí)的返饋給 PLC，就說(shuō)明電磁閥可能出現(xiàn)了故障，程序就會(huì)跳過(guò)這個(gè)室自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)室進(jìn)行自動(dòng)卸灰，同時(shí)將報(bào)警警示在 PC 畫面上顯示。如雙信號(hào)時(shí)閥門呈灰色，無(wú)信號(hào)時(shí)閥門呈黃色來(lái)報(bào)警，根據(jù)報(bào)警指示操作員工就可以做出相應(yīng)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(hù)系統(tǒng)，當(dāng)一些重要設(shè)備出現(xiàn)故障，如耦合器或風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)軸的溫度過(guò)高的時(shí)候， PLC 就會(huì)發(fā)出信號(hào)，進(jìn)行聲光報(bào)警。 當(dāng)濾池的各個(gè)電氣設(shè)備處于現(xiàn)場(chǎng) PLC 自動(dòng)控制方式、現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制方式、遠(yuǎn)程控制方式時(shí)，為了使各設(shè)備之 間能夠協(xié)調(diào)一致快速地完成 過(guò)濾和沖洗任務(wù)，同時(shí)又為了防止某一個(gè)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(gè)設(shè)備獨(dú)立工作，出現(xiàn)故障分散報(bào)警的方式，可以快速進(jìn)行故障維護(hù)又不影響生產(chǎn)。 PLC 能進(jìn)行自我診斷。在同時(shí)發(fā)生不同的故障時(shí)， CPU 會(huì)根據(jù)故障發(fā)生的優(yōu)先級(jí)別的高低而調(diào)用不一樣的錯(cuò)誤組織塊，不同的故障對(duì)應(yīng)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?cè)诮M織塊的變量聲明表中將故障信息以臨時(shí)變量的形式存儲(chǔ)，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(gè)系統(tǒng)的工作， PLC 必須要下傳錯(cuò)誤組織塊，因?yàn)楫?dāng)某塊模塊故障不能工作或不存攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)配置 27 在時(shí)， CPU 就不會(huì)有相應(yīng)錯(cuò)誤組織塊的響應(yīng)，就會(huì)導(dǎo)致 CPU 停機(jī)。 上位機(jī)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(guò)對(duì)除塵系統(tǒng)中的各信號(hào)進(jìn)行檢測(cè) , 可實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)定、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)顯示、遠(yuǎn)程控制、 歷史數(shù)據(jù)記錄、打印和報(bào)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(jī)、風(fēng)機(jī)、皮帶、電磁閥、故障顯示燈以及系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)等圖形對(duì)象放置在用戶窗口中。主要的畫 面監(jiān)控點(diǎn)有：吸口處煙氣壓力和溫度及出口處煙氣壓力；主風(fēng)機(jī)出口處的壓力；除塵器進(jìn)口處的壓力以及各種報(bào)警信號(hào)等。在上位機(jī)上可以建立在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中定義的數(shù)據(jù)對(duì)象與各種圖形對(duì)象的對(duì)應(yīng)連接關(guān)系，同時(shí)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)，且通過(guò)編程可以將整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)閥門的實(shí)際動(dòng)作情況在畫面中實(shí)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(shí)際脈沖到了第幾室或現(xiàn)場(chǎng)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(shí)間、卸灰周期、卸灰時(shí)間在它的實(shí)時(shí)畫面中做了定義，在中心控制室就能 在線實(shí)時(shí)控制被控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)控制方式的選擇，也可以在線 PLC 的某些參數(shù)進(jìn)行設(shè)置等。上位機(jī)是總線上一個(gè)站點(diǎn)，與 PLC 的進(jìn)行實(shí)時(shí)通迅。 3)報(bào)警功能：當(dāng)某一開關(guān)量發(fā)生異?；蚰承┠M量超過(guò)了給定范圍，如壓力、溫度超過(guò)給定值，閥門不能正常開關(guān)時(shí)，都可以根據(jù)設(shè)置發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，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(duì)快速確認(rèn)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(chǎng)線路或模塊故障報(bào)警狀態(tài)。 4)數(shù)據(jù)管理：上位機(jī)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中運(yùn)行參 數(shù)的變化，將會(huì)采集、儲(chǔ)存各數(shù)據(jù)并建立實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線和歷史曲線。利用這些歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)就可以對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)了解并進(jìn)行系統(tǒng)的控制管理，而且這些數(shù)據(jù)還可以供統(tǒng)計(jì)分析使用。實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖是顯示當(dāng)前時(shí)刻信號(hào)變化，當(dāng)任何數(shù)據(jù)或者表達(dá)式方發(fā)生改變，上位機(jī)都可以將改變后的狀態(tài)繪制成圖并加以記錄。通過(guò)軟盤或打印機(jī)我們可以將歷史趨勢(shì)圖備份，這樣便于對(duì)生產(chǎn)工藝過(guò)程變化或生產(chǎn)事故進(jìn)行分析，對(duì)優(yōu)化生產(chǎn)起指導(dǎo)作用。用戶歸檔通過(guò)對(duì)操作員工或自動(dòng)脈沖時(shí)間、卸灰時(shí)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(duì)工藝可進(jìn)行改進(jìn)。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)配置 28 圖 自動(dòng)工作方式控制流程圖 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)特點(diǎn)及 優(yōu)勢(shì) 29 5 系統(tǒng)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì) 系統(tǒng)的特點(diǎn) 1）本設(shè)計(jì)采用了 PLC 可編程控制器進(jìn)行系統(tǒng)控制， PLC 能根據(jù)系統(tǒng)工作過(guò)程的實(shí)際情況進(jìn)行自動(dòng)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(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行判斷，并做出處理，保證除塵控制系統(tǒng)的安全運(yùn)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(diǎn) : 采用分室停風(fēng)脈沖噴吹清灰，噴吹一次就可達(dá)到徹底清灰的目的，延長(zhǎng)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(fēng)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(diǎn)，除塵效率高，清灰能力強(qiáng)，漏風(fēng)率小，排放濃度低，鋼耗少，能耗少，占地面積少，經(jīng)濟(jì)效益好，運(yùn)行穩(wěn)定可靠 可在系統(tǒng)正常運(yùn)行，不停系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的條件下分室進(jìn)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(fēng)率很低；進(jìn)、出口風(fēng)道布置緊湊，氣流阻力?。粨Q袋方便。 由于除塵器用于不同條 件的現(xiàn)場(chǎng)，粉塵性質(zhì)和粉塵量都不同，有些參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行的程序都是根據(jù)實(shí)際情況來(lái)決定的，例如灰斗振動(dòng)器振動(dòng)時(shí)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(chǎng)的需要。 所以通過(guò) PLC 對(duì)除塵器進(jìn)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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，可實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)定、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)顯示、遠(yuǎn)程控制、 歷史數(shù)據(jù)記錄、打印和報(bào)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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行安全有效控制。 系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì) 1）降低了成本，以前控制線路采用中 間繼電器、時(shí)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(jiǎn)單，安裝靈活，線路故障點(diǎn)減少，可靠性高。以前采用的繼電器等元器件，線路復(fù)雜，故障點(diǎn)多，維護(hù)不方便。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)特點(diǎn)及 優(yōu)勢(shì) 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(jī)功能，具有數(shù)據(jù)傳送、比較、四則運(yùn)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(yùn)行后 ,機(jī)組運(yùn)行可靠 ,清灰效果好 ,煙塵排放達(dá)到預(yù)期效果 ,由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為 簡(jiǎn)單 ,使設(shè)備故障率也大為降低。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 結(jié)束語(yǔ) 31 結(jié)束語(yǔ) 本文通過(guò)對(duì)除塵系統(tǒng)的分析，針對(duì)出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)的具體情況，設(shè)計(jì)了合理的閥門、電機(jī)、除塵器，并對(duì)其進(jìn)行 PLC 智能控制。根據(jù)對(duì)各個(gè)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(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制 , 并能在實(shí)際運(yùn)行中安全穩(wěn)定 , 操作方便 , 達(dá)到了很好的除塵效果。本文的具體研究成果如下： ① 針對(duì)出鐵場(chǎng)除塵存在的問(wèn)題，提出了出鐵場(chǎng)環(huán)境的 PLC 智能控制方案，建立環(huán)境煙塵的自動(dòng)控制，對(duì)出鐵口、鐵罐、渣罐除塵罩處煙塵濃度進(jìn) 行檢測(cè)，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(fēng)機(jī)能夠自動(dòng)根據(jù)煙塵阻力和煙塵濃度，進(jìn)行調(diào)速控制及使電機(jī)在非出鐵期間自動(dòng)低速運(yùn)行，而在出鐵期間，風(fēng)機(jī)可以根據(jù)工藝過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)變速運(yùn)行；吸塵罩電動(dòng)蝶閥可以由 PLC進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)開閉控制；這樣既可以保證除塵的效果，也能達(dá)到節(jié)能的效果； ② 本文的除塵器采用了長(zhǎng)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(diǎn)，除塵效率高，清灰能力強(qiáng)，漏風(fēng)率小，排放濃度低，能耗少，占地面積少，鋼耗少，經(jīng)濟(jì)效益好，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。 進(jìn)、出口風(fēng)道布置緊湊，氣 流阻力小。且由 于采用分室停風(fēng)脈沖噴吹清灰，噴吹一次就可以徹底清灰，所以延長(zhǎng)了清灰周期，壓氣耗量和清灰能耗大為降低。同時(shí)，也相應(yīng)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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和監(jiān)控，除塵系統(tǒng)工作過(guò)程中的狀態(tài)和數(shù)據(jù)可以隨時(shí)輸送到 PLC，這樣系統(tǒng)得到有效的自動(dòng)控制。且通過(guò) PLC 對(duì)各種故障的有效處理 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn) 32 參 考 文 獻(xiàn) [1] 李文平 . 布袋除塵的智能差壓控制 . 水泥技術(shù) ,1997 ． [2] 陽(yáng)憲惠， 徐用 懋． 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用 [M ]． 北京 ： 清 華大學(xué)出版社， 1999． [3] 黎勇 生 ,等 . 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