冶钢热处理连续退火炉改造方案.doc

冶钢热处理连续退火炉改造方案初稿二六年三月目 录概述1一、改造方案设计 11.1热处理退火炉改造方框图21.2改造测量点统计3二.DCS集散系统控制方案42.1重庆重庆川仪控制系统有限公司控制方案42.2浙江中控技术有限公司控制方案9三.外围设备改造方案113.11连续退火炉113.1.1外围设备说明113.1.2方框图123.22连续退火炉133.2.1外围设备说明133.2.2方框图143.3其它退火炉153.3.1外围设备说明153.3.2方框图173.4煤气净化站183.4.1外围设备说明183.4.2方框图20四.附录21附1：连续退火炉蝶阀直径明细表22附2：热处理厂测量网络分布图23概述1 冶钢热处理厂1、2连续退火炉燃烧控制系统是八十年代重庆自动化研究所安装的286计算机控制系统，目前已全部瘫痪多年，生产仅仅靠人工手动控制，112段温度波动在规定设定值的10，生产出的钢材质量极不稳定，而且煤气与空气配比控制不是很理想，造成煤气未完全燃烧而被排放，能源浪费很大，为了新冶钢早日实现产量型转向质量型；质量型转向稳定型；稳定型转向品牌型；通过品牌转向自主创新型；以自主创新型转向专业化服务型；向高、精、尖发展先进企业的目标，达到集约化的目的，建议实施以1、2连续退火炉燃烧控制系统为中心，安装一套DCS集散系统，改造分二步进行，第一部完成1、2连续退火炉燃烧控制系统，第二部可辐射厂房内所有的18罩式退火炉、13退火炉、14高温炉、15、16氮基炉、煤气净化站及能源计量系统等所有生产设施。因煤气净化站点离连续退火炉控制室有200米距离，若微弱信号衰减较大，准备采用MOX转换器，光纤电缆传输方式，来保证信号的稳定性和可靠性，最后在连续退火炉控制站提供数据能上新冶钢内部网络，并向有关单位进行OPC发布。让热处理厂全部测量信息达到共享和远程控制，随着自动化程度的提高，从人力、物力计算，生产成本可大幅度下降，产品质量控制可得到保证。一、 改造方案设计：1.1 热处理退火炉改造方框图见第2页第1页1.2改造测量点统计：热处理区域测量点规格统计序号项目输入信号输入点数输出信号输出点数11连续炉420mA25420mA配24V.DC5mV12开关4420mA26开关4小计463022连续炉420mA25420mA配24V.DC5mV12开关4420mA26开关4小计46303其它退火炉420mA22420mA配24V.DC7小计294净化站420mA22420mA1小计221热处理改造测量点规格统计序号输入信号输入点数输出信号输出点数1420mA942420mA配24V.DC173mV244开关85420mA536开关8合计14361第3页二.DCS集散系统控制方案2.1重庆重庆川仪控制系统有限公司控制方案冶钢热处理炉（退火炉）项目控制方案1、针对炉子的情况，燃烧控制采用经典的双交叉限幅燃烧控制。控制所用温度在四点检测温度中，优化选取。也可与用户一道研究使用“虚拟热值仪”技术，经过运算得到在线热量值，作为PID实时控制的修正参数，以达到最佳控制。（控制流程图略）2、在系统操作站上选择炉内加工产品。将产品的控制参数、温控曲线发往控制站，控制站将根据新的温控曲线进行控制。系统可组态生成产品的温控曲线64条。温控曲线控制图如下： SEONRMPTBLPID time 炉温SEON是当在操作站点击开始时，输出为ON，启动控温曲线开始工作。斜波发生器RMP与折线表TBL一起工作输出设定好的温控曲线。将该曲线引入双交叉燃烧系统中的温控PID的SP端，作为温度设定值。系统将按此曲线进行控制。在更换钢种时，只需在操作站上选择钢种，系统自动按新钢种参数进行控制。标准控温曲线可达100条。第4页3、系统在一个坐标系内显示出设定的标准温控曲线和实际的温度曲线。4、处理由于喷嘴切换引起的煤气、空气流量等参数的扰动的考虑。当燃烧喷嘴切换时，将回引起空气、煤气流量等参数不稳定，将会引起燃烧系统的扰动。为了克服这个扰动，考虑采取下述两种方法。方法一如下所示：PSWRSDON煤气流量 煤气流量PID测量端 切换信号 time 切换信号为当燃烧喷嘴切换时给出，将共引入RS触发器的触发端，使RS触发器输入为ON。将此ON31至2点选择的选择端，使PSW输出保持。即煤气流量输出保持切换瞬间的值不变。当RS触发器输出的ON保持了time时间后，DON将输出为ON，将使RS触发器输出为OFF。Time的长度即是切换时扰动的时间，此时间应在调试中确定。若煤气流量切换到扰动结束有变化时（较大的变化），可考虑方法二，如下所示：DONMAVPSWRS切换信号 time 第5页在切换时不是一直输出切换前的煤气流量值，而是输出经过移动平均处理后的值，经过移动平均的处理扰动的影响降到极低。5、 于系统可靠性的考虑系统采用冗余配置，控制站与网络冗余，同时I/O模块可热插拔。可大大提高系统的可靠性。 第6页DCS系统配置清单及报价明细1、系统配置1.1、输入输出点数汇总：序号信 号 类 型系统要求I/O点数余量I/O点数配置点数1模拟量输入（八通道420mA）204242模拟量输入（八通道420mA二线制）1410243热偶/热阻输入（八通道可混合输入）244284模拟量输出（四通道15 V与420mA）524565数字量输入214166数字量输出2687 合 计114421561.2 控制柜硬件设备清单：序号名 称型 号数量生产厂家1控制机柜80060021001川仪十八厂2控制站FCS2000-CS1川仪十八厂3电源SFY-2110K2川仪十八厂4模拟量输入（八通道420mA二线制）FCS-11173川仪十八厂5热偶/热阻输入（八通道可混合输入）FCS-11354川仪十八厂6模拟量输出（四通道15 V与420mA）FCS-112714川仪十八厂7模拟量输入（八通道420mA）FCS-11163川仪十八厂8数字量输入（十六通道）FCS-11471川仪十八厂9数字输出（八通道）FCS-11581川仪十八厂第7页1.3操作站硬件设备清单：序号名 称型 号数量生产厂家1主机PIV2.4G/RAM512M/80G硬盘/50X光驱/3.5”软驱/网卡 2DELL2显示器19”液晶彩色显示器2三星3交换机16口S10241D-LINK4操作台76016001150mm（高宽深）1重庆川仪5使用说明书1重庆重庆川仪控制系统有限公司1.4 软件设备清单序号名 称型 号单位数量生产厂家1数据描述编辑器Picman.exe套1重庆重庆川仪控制系统有限公司2通道库编辑器Chb.exe套1重庆重庆川仪控制系统有限公司3模板编辑Htmpled.exe套1重庆重庆川仪控制系统有限公司4监控器PicRT.exe套1重庆重庆川仪控制系统有限公司5文档（报表服务）Docserv.exe套1重庆重庆川仪控制系统有限公司本配置预估价为人民币：贰拾捌万元整 第8页2.2浙江中控技术有限公司控制方案浙大中控SUPCON JX-300X DCS配置用户名称：湖北新冶纲有限公司项目名称：热处理连续退火炉改造一、 系统规模序号信号类型I/O点数20%余量总点数1模拟量输入（AI）420mA101 25 126 热电阻24 8 32 2420mA输出52 12 64 3开关量输入（DI）8 8 16 4开关量输出（DO）16 8 24 总点数：244点二、 系统配置（一） 控制站硬件序号名称卡件号数量单位1机柜XP2021 个2I/O机笼XP2114 个3数据转发卡XP2338 块4主控制卡XP2432 块5电源XP251-14 个6电源箱机笼XP2511 个7电流信号输入卡XP31321 块8热阻信号输入卡XP3168 块9模拟量输出卡XP32216 块107路触点型开关量输入卡XP3632 块117路晶体管触点开关量输出卡XP3623 块12电源指示卡XP2216 块13I/O槽位保护卡XP00014 块14I/O端子板（不冗余）XP52026 块第9页（二） 操作站硬件序号名称部件号数量单位1DELL整机（P4/2.8G/256M/80G）SC4201套1DELL19液晶显示器E193FP1个1平面式操作台XP072-11张2集线器SWITCHXP425-12套3Scnet网卡XP0232块4操作员键盘XP0321个5打印机台XP071D1张6打印机EPSON1600K3H1台操作站配置为：美国DELL SC420服务器（P4/2.8G/256M/80G），DELL19液晶显示器（三） 操作站软件序号名称型号数量单位1实时监控XP1111套2工程师站组态软件XP1351套3中文Windows 2000授权标准版1套（四） 外配设备序号名称型号数量单位1继电器柜XP2041 个2和泉继电器RM2S-U DC2424个3西门子电源24V/5A 2只4空开C65N5只5端子（威得米勒）SAK2.5EN150个6山特UPSC3KS/1H1个浙江中控技术有限公司 2006-3-17第10页三、 外围设备改造方案3.1 1连续退火炉3.1.1 外围设备说明1连续退火炉利旧测量设备序号测量地 点介质设备名称技术参数数量1调节前煤气压力压力压力变送器0-15KPa 4-20mA12调节后煤气压力压力压力变送器0-15KPa 4-20mA13空气压力压力压力变送器0-15KPa 4-20mA14煤气流量煤量孔板15煤气流量煤量差压变送器0-100H2o 4-20mA16辊轴调节调速变频器 4-20mA17第112段温度热电偶K 0-1100 128第112段空气调节调节蝶阀 0-90129第112段煤气调节调节蝶阀 0-90121连续退火炉新增测量设备序号测量地 点介质设备名称技术参数数量1辊轴调节速度测量仪 4-20mA 2调节后煤气压力压力电动执行器 4-20mA 0-9013第112段空气调节调节电动执行器 4-20mA 0-90124第112段煤气调节调节电动执行器 4-20mA 0-90125集散系统调节DCS1套3.1.2 方框图见第12页第11页3.2 2连续退火炉3.2.1 外围设备说明2连续退火炉利旧测量设备序号测量地 点介质设备名称技术参数数量1调节前煤气压力压力压力变送器0-15KPa 4-20mA12调节后煤气压力压力压力变送器0-15KPa 4-20mA13空气压力压力压力变送器0-15KPa 4-20mA14煤气流量煤量孔板15煤气流量煤量差压变送器0-100H2o 4-20mA16辊轴调节调速变频器 4-20mA17第112段温度热电偶K 0-1100 128第112段空气调节调节蝶阀 0-90129第112段煤气调节调节蝶阀 0-90122连续退火炉新增测量设备序号测量地 点介质设备名称技术参数数量1辊轴调节速度测量仪 4-20mA 2调节后煤气压力压力电动执行器 4-20mA 0-9013第112段空气调节调节电动执行器 4-20mA 0-90124第112段煤气调节调节电动执行器 4-20mA 0-90123.2.2 方框图见第14页第13页3.3 其它退火炉3.3.1 外围设备说明其它退火炉新增测量设备序号测量地 点介质设备名称技术参数数量114#高温炉南中北温度温度温度变送器S0-1600 4-20mA3215氮基炉前上下后温度温度温度变送器K0-1100 4-20mA4第15页其它退火炉利旧测量设备序号测量地 点介质设备名称技术参数数量118#罩式退火炉温度温度变送器K0-1100 4-20mA8213#退火炉温度温度变送器K0-1100 4-20mA1316氮基炉前上下后温度温度温度变送器K0-1100 4-20mA4413#退火炉煤气流量煤量孔板1513#退火炉煤气流量煤量差压变送器0-2.45KPa 4-20mA1614#高温炉煤气流量煤量孔板1714#高温炉煤气流量煤量差压变送器0-3.92KPa 4-20mA18罩式退火炉煤气流量煤量孔板19罩式退火炉煤气流量煤量差压变送器0-1.6KPa 4-20mA110总煤气压力压力压力变送器0-25KPa 4-20mA 111总煤气压力压力配电器4-20mA 4-20mA112总煤气压力压力压力数显仪4-20mA 0-25KPa113氮基炉煤气压力压力压力变送器0-25KPa 4-20mA114氮基炉煤气压力压力配电器4-20mA 4-20mA115氮基炉煤气压力压力压力数显仪4-20mA 0-25KPa116氮基炉煤气压力其它语音报警器10KPa低压报警117氮基炉煤气流量煤量孔板118氮基炉煤气流量煤量差压变送器0-1.57KPa 4-20mA119直流供电其它电源箱24V.DC.1A120西蒸汽流量蒸量孔板121西蒸汽流量蒸量Smar变送器0-13.44KPa 0-4t/h122总空气流量空量孔板123总空气流量空量差压变送器0-10KPa 4-20mA124氮气流量氮量孔板125氮气流量氮量差压变送器0-1KPa 4-20mA13.3.2 方框图见第17页第16页3.4 煤气净化站煤气净化站是发生炉煤气脱焦的配套系统，目前为2座连续退火炉使用，随着焦化工程的上马，根据公司煤气管网安排，待投产后，连续炉改烧焦化煤气，其它退火炉改烧高炉混合煤气经过煤气净化站脱焦后的煤气，因煤气净化站点离连续退火炉控制室有200米距离，微弱信号衰减较大，准备采用MOX转换器，光纤电缆传输方式，来保证信号的稳定和可靠性。3.4.1 外围设备说明煤气净化站新增测量设备序号测量地 点介质设备名称技术参数数量1蒸汽温度温度温度变送器Pt100 0-3004-20mA 12煤气进口温度温度温度变送器Pt100 0-1004-20mA 13东、西电辅后温度温度温度变送器Pt100 0-1004-20mA 24东、西绝缘箱温度温度温度变送器Pt100 0-1004-20mA 2513#干箱东、西温度温度温度变送器Pt100 0-1004-20mA 6第18页煤气净化站利旧测量设备序号测量地 点介质设备名称技术参数数量1总煤气压力压力压力变送器0-25KPa 4-20mA12总煤气压力压力配电器4-20mA 1-5V13总煤气压力压力压力数显仪4-20mA 0-25KPa14煤气进口压力压力Smar变送器0-25KPa 4-20mA15煤气进口压力压力配电器4-20mA 1-5V16煤气进口压力压力压力数显仪4.5KPa报警 25KPa17煤气进口压力调节调节气动薄膜阀0.02-0.1KPa0-100%18煤气出口压力压力压力变送器0-10KPa 4-20mA19煤气出口压力压力压力数显仪3.8KPa报警 10KPa110东、西电辅后煤气压力压力压力变送器0-20KPa 4-20mA211东、西电辅后煤气压力压力配电器4-20mA 1-5V212东、西电辅后煤气压力压力压力数显仪4-20mA 0-20KPa213进口煤气流量煤量孔板114进口煤气流量煤量差压变送器0-2.45KPa 4-20mA115进口煤气流量煤量配电器4-20mA 1-5V116进口煤气流量煤量开方器1-5V 4-20mA 117进口煤气流量煤量流量显示仪1-5V 0-1000字/h118生产水压力压力压力变送器0-1MPa 4-20mA119生产水压力压力压力数显仪4-20mA 0-1MPa120蒸汽压力压力压力变送器0-1MPa 4-20mA121蒸汽压力压力配电器4-20mA 1-5V122蒸汽压力压力压力数显仪4-20mA 0-1MPa122蒸汽流量蒸量孔板123蒸汽流量蒸量差压变送器0-33.33KPa 4-20mA124蒸汽流量蒸量配电器4-20mA 1-5V125蒸汽流量蒸量开方器1-5V 4-20mA 126蒸汽流量蒸量流量显示仪4-20mA 0-100%127煤气低压报警其它闪光报警器8路128直流供电其它电源箱24V.DC.5A13.4.2 方框图见第20页第19页四、 附录总体方案由四部分组成，在初部建立控制站时，机柜、机笼同步建设，充分预留总体方案后二部分的I/O板位置二期， 将控制系统以I/O单元的形式分散到工业现场，且冗余I/O控制总线，确保现场控制信息的安全、