密闭电石炉PLC自控方案.doc

密闭电石炉PLC自控方案密闭电石炉PLC自控方案 2011年03月09日密闭电石炉PLC自控方案 一、 电石自控技术水平行业现状 我国密闭电石炉自控技术主要是引进埃肯公司技术，在引进密闭电石炉技术的同时也引进了自控系统，随密闭电石炉的国产化，其自控技术也进行了吸收消化，但生产操作模式和自控水平未作大的改进。现总结出国内密闭电石炉的自控水平如下： 1、控制室布置方式：一或二台电石炉设一操作室；配料站设一操作室；每台电炉电极压放设一就地操作室；干炉系统设一操作室。以二台电石炉为例操作室共6个操作室。 2、自控系统：自控系统主要采用PLC控制系统 二、自控设计原则 1、控制水平 电石项目自控设计按中等适用原则，自控水平定位为PLC控制系统+视频监控进行集中监控。 2、控制室、电子设备间布置方式： 设PLC集控室一个，实现集中监控模式与视频同时监控，设置一个工程师站，实现对PLC系统的日常维护及控制程序的优化、改进。干燥系统设操作室一个，对干燥沸腾炉、旋窑进行控制。气烧石灰窑设操作室一个，对气烧石灰窑进行控制。 3、PLC控制范围： 干燥旋窑后除尘系统、干燥碳素配料系统、石灰仓至电炉输送系统、电炉液压控制、电极升降、电极压放、自动加料系统以及除灰系统（包含对除尘后炉气成分的监测控制系统）、对气烧石灰窑的选择控制。 4、现场仪表选型原则： 可能有大量CO气体泄漏的管道、设备附近（如净化装置等）的现场测量仪表选用本安防爆产品，其余位置的测量仪表选用具有一定防护等级（如IP64）的户外型仪表。主要测点有：汽缸工作压力、回转窑窑温、回转窑鼓风风压、回转窑引风风压、回转窑设备电流监测、回转窑风压、A相电极位移、B相电极位移、C相电极位移、三相电流一次、功率因素、有功功率、无功功率、电炉变压器电压二次、电炉变压器进水压力、电炉变压器油压力、电炉变压器温度、电炉变压器短网水压、炉温度、炉压、压放泵压力、升降泵压力、油箱出油区温、泵压力、泵温度、入口高温阀温度、入口高温阀开度、入口高温阀压力等。 5、安全设计： 电炉控制在集控室和现场设置紧急停炉按钮；联锁控制系统设计采用灵活的联锁信号投切软开关，解决因设备原因系统不能正常开车和运行的情况；电炉运行平台和电极压放视频监控；无人化输送系统视频监控和启停现场声音报警。 6、数据收集与趋势收集： 生产过程中的生产数据建立历史数据库和趋势数据库，用于分析生产过程的故障分析和运行参数分析，优化操作水平。设一台报表打印机打印生产数据报表。 三、PLC控制系统设计方案 1、PLC系统硬件设计： PLC系统原则上采用硬接线方式，不采用通讯方式。对于特殊信号如电压档位监控考虑采用通讯方式。主要设计原则是根据PLC规范设计要求。 累计信号采集方式采用脉冲量信号，保证累计量的准确性，主要采集是碳素配料皮带秤的累计流量。电石炉有功功率累计采用电量仪表（电气）实现，PLC可以做累计值作为参考。 电气信号采集方式也是采用IO卡件采集，电流信号参与电炉自动控制，只能采用IO卡件实现；操作电阻监视，电压信号要参与实时计算，电压采集也不采用通讯方式而采用IO卡件方式；功率信号在电石炉模糊控制系统中要参与控制，对于电石炉控制系统控制水平提高保留采集点，也不采用通讯方式。 2、PLC系统控制设计： 石灰料输送系统：石灰仓振动给料机皮带机皮带机斗提机皮带机去电炉工序。根据电炉石灰仓贮量启停该自动顺序控制系统。（具体控制系统根据工艺提供的工艺流程控制要求设计） 碳素料自动配送系统：碳素仓出口电称量皮带 皮带机皮带机斗提机皮带机去电炉工序。主要控制功能是根据兰碳、焦碳和白煤的不同配比设定，根据皮带秤瞬时流量和累计量自动控制变频皮带机转速，实现碳素料的自动配料。根据电炉碳素仓贮量启停该自动顺序控制系统。在生产过程中可以根据生产要求及时改变碳素料的配方。 环形料仓自动加料系统：振动加料机计量称量振动加料机皮带机下料阀环形料仓电炉，实现碳素料与石灰料按配比进行自动均匀配料，实现整个加料过程的自动顺序控制。 电极压方控制系统：由于石墨电极在生产中会被不断消耗这一原因，为保证电极工作长度，需要对电极定时进行压放控制。上摩擦环、立缸、下摩擦环、锥环等组成了每一个单相电极压放装置，其驱动装置均为液压阀和液压缸。每个装置在实际压放控制中操作人员可以根据现场设备情况对其单独控制，根据压放工艺流程，也可对其进行连锁定时控制。电极压放控制系统设计根据需要，可在上位机上结合现实对各液压阀的开关和时序控制进行手动控制 液压控制系统：根据液压控制厂家提供控制要求，实现油压系统的顺序控制功能。 电极升降控制系统：根据电石炉的对象特性，采用相应的控制算法，三相电极升降采用恒电流的控制方式，将原边电流作为控制器的输入，控制器的输出是控制电极升降的脉冲开关量信号，控制器通过相应的算法由输入得到输出。其中算法是在PLC中实现，通过这种方式就可以实现电极的自动升降。出自动控制外，操作人员可通过上位机直接手动控制电极的升降。现场升降液压