高义PLC炉技术协议.doc

山西高义钢铁有限公司高炉自动化技术协议二零 年 月 日技 术 协 议买方：山西高义钢铁有限公司卖方：双方就山西高义钢铁有限公司高炉自动化系统工程，本着务实诚恳的态度，经过友好协商达成如下技术协议，此协议与商务合同文本具有同等的法律效力，双方应共同遵守。根据山西高义钢铁有限公司高炉自动化系统的要求，卖方在合同签订后十个工作日之内应当出具完整的系统图纸交由买方确审，待买方确审完毕后依据最终的图纸进行设备的制作加工。具体的供货范围详见供货清单。供货期：合同生效后的 60日 之内交货。一、高炉系统的控制要求本设计两座高炉的自动化控制系统，可实现高炉槽上供料控制、高炉本体控制、槽下配料及上料炉顶控制、热风炉系统、布袋除尘、水循环、各种介质生产参数的检测与控制。控制系统通过通讯网络实现生产过程中生产数据的共享，构成完整的自动化网络控制体系。整个控制系统，面向生产过程，完成生产参数的在线检测、数据处理运算、显示、存储、管理、控制输出、报表打印等功能。操作人员可通过人机对话修改、设定过程参量并监控设备运行状态。本设计采用西门子S7-400/300系列的控制系统和WinCC监控系统。控制系统均采用不间断电源UPS供电。工作站采用监控软件WinCC，其与PLC通信采用TCP/IP以太网方式。控制系统测控工艺范围根据工程要求，其高炉炉自动化系统的涉及范围是：1、高炉槽上供料控制供料系统为2座1080m3高炉输送原料，可简单分为焦炭、杂矿供料系统和球团矿、烧结矿供料系统共两个子系统。供料系统主要设备包括振动给料机、胶带机、电液闸门、三通分料器、卸料小车等。1.1、设备运转控制高炉矿槽卸料系统可分为机旁手动控制（简称机旁）、控制室手动远程控制（简称远程手动）和控制室自动控制（简称远程自动）三种控制方式。胶带机运转操作：胶带机运转操作分为启动和停止操作。控制控制方式为机旁和远程手动两种方式。机旁-选择开关打到机旁手动-按下启动按钮-胶带机无重跑偏限位信号-事故开关没有拉起-胶带机不过热远程手动-选择开关打到远控自动-料仓中有需要卸料料仓-胶带机无重跑偏限位信号-点击监控画面胶带机启动按钮-胶带机不过热-事故开关没有拉起 远程自动-选择开关打到远控-根据程序自动运行1.2、供料除尘系统控制供料除尘设置97个除尘点，分为4套除尘系统，其中包括二期预留2个点以及矿槽槽上的6个点。阀门连锁关系参照矿槽除尘系统控制。2、高炉本体控制高炉炉体一般由高炉炉体冷却设备及其冷却系统、炉体耐火砖衬、炉壳以及支撑结构及其炉体附属设备组成。高炉本体自动控制主要担负炉身、炉底、炉顶、气密箱、冷却水、蒸汽和热风、氧气等各测点的数据监控。以及炉顶压力调节阀组、混风调节阀等的手自动控制。高炉本体通过工业以太网与热风炉、槽下上料及炉顶、煤气净化等控制系统通讯。2.1控制功能该系统主要的控制功能包括炉顶压力控制、高炉透气性分析及炉身压力测量、炉顶洒水控制、本体工艺参数监视和报警功能的实现，根据用户要求做各种历史曲线记录、报表、打印记录等。2.1.1实现温度、流量、冷却水压力等检测数据的报警功能当工艺参数超过某一设定值时，控制器进行判断，同时提供直观的报警，如在监控画面闪烁或变色。2.1.2实现炉顶压力的手动/自动调节功能炉顶压力分高压状态和低压状态两种操作方式。炉顶低压状态操作（非正常生产方式）：当操作员在计算机画面上选择炉顶低压状态操作按扭时，自动控制方式将被切断，调压阀保持当前位置且转换到手动控制（M），计算机则根据程序自动选择低量程的变送器的数值作为炉顶压力测量值进行显示，操作员可通过计算机画面上的手操器，手动控制阀门的开度。炉顶高压状态操作（正常生产方式）：当操作员在计算机画面上选择炉顶高压状态操作按扭时，计算机则根据程序自动选择高量程的变送器的数值作为炉顶压力的测量值，调压阀组可选择为自动也可选择为手动。在自动方式下，操作员要在计算机画面上输入炉顶压力的给定值，计算机则根据测量值、给定值进行PID计算，自动控制阀门的开度，保持炉顶压力稳定在一定的数值范围内。2.1.3实现混风温度的手动/自动调节功能手动方式：当选择手动操作方式时，操作员可通过计算机画面上的手操器，参照画面显示的混风温度值，根据生产需要手动控制阀门的开度，调节混风温度。自动方式：当选择自动操作方式时，操作员要在计算机画面上输入混风温度的给定值，计算机则根据混风温度的测量值与给定值的偏差进行PID计算，自动控制阀门的开度，保持混风温度稳定在给定值的范围之内。2.2监控画面功能监控画面包括整个高炉本体工艺流程的形象描绘，画面和谐统一，操作简单安全可靠。监控画面包括所有模拟量输入数字量输入信号的显示和所有模拟量输出数字量输出的操作。对于数据显示都有根据工艺要求的上下限报警显示，对于调节系统都有根据实际请况的手自动切换。对一些重要数据还有报表打印功能。对于冷风流量、冷风压力、热风温度、炉顶压力等参数都有实时趋势和历史趋势显示。3、槽下配料及上料炉顶控制槽下共设称量斗16个，其中：烧结矿仓、杂矿仓、溶剂仓、块矿仓共12个，焦碳仓2个，中间仓2个。3.1 主卷上料功能根据和槽下、炉顶程序无缝链接实现对料车的上行下行的自动控制，并能够进行完全手动操作，能够对松绳、过卷等故障做出紧急反应，保障料车的安全运行。3.1.1机旁/计算机操作根据调试和安全的需要，设置主卷扬操作室机旁操作箱，用之进行机旁调试和系统恢复。在上料HMI操作站上设置主卷扬系统的操作，主要是系统的紧急停车制动等操作和一般故障操作恢复。计算机操作也包括手动/自动操作，手动操作料车上行下行和根据程序逻辑的自动化化运行。机旁/计算机操作均可以双向点动运行。3.1.2料车的行走曲线我们根据现场的实际情况和要求，给出1个加速点和2个减速点，采用S形加速斜坡和减速斜坡，停车采取紧急抱闸制动。变频器配备大功率制动单元和制动电阻。速度点的设定和匀速段速度的设定根据现场实际要求设定。一般过程是料车在底，接到行走命令开始按预定斜坡一次加速，在到达斜桥的某位置后，开始进行二次加速，二次加速完毕开始匀速段运行，料车到达一次减速点后开始按预定减速斜坡进行一次减速，在到达二次减速点后进行二次减速，到达停车点后，立即制动停车。3.1.3系统故障保护对于变频器的保护，配备了进线电抗和出线电抗，防止变频器遭到电流冲击。对于电机有线路过流保护和变频器过流跳闸设置。对于超极限、松绳等保护主要通过硬线回路来实现，通过和断路器连锁执行。对于系统的恢复一般通过机旁电动操作来实现，与主电源连锁也通过机旁操作来解除。主卷扬机设有下列安全保护：主回路过电流保护；力矩检查保护；失电压保护；料车超极限保护；料车松绳保护；料车超速保护和料车低速检查保护；保持转距控制，使卷扬打开抱闸时已建立一定的转距，防止开抱闸时瞬时溜车，已使开抱闸后料车能平稳加速启动。抱闸断电保护；倒车保护。3.1.4主卷扬机的自动操作以及与其它设备的联锁关系（1）主卷扬机自动操作时其启动信号料车装烧结矿，或烧结矿与其它杂矿混装时由相应的料坑矿石漏斗闸门关闭后发出。料车装焦炭时，由相应的焦炭称量漏斗闸门关闭后发出。（2）当上行料车到达检查点时，检查受料漏斗是否有料空信号，以及料罐的上密封阀是否已关闭，上料阀是否已关闭。如果受料斗有料（没有料空信号）或上密封阀和上料阀未关闭，则主卷扬机应自动停在检查点附近，直到受料斗料空信号发出，上密封阀和上料阀打开过且已关闭，重新慢速启动主卷扬机。（3）料车进行程序空走行或非程序空走行时，料车到达炉顶极限位置主卷扬机停车后延时约5秒（参考值）即主卷扬机自动启动，料车下行。（4）主卷扬机有下列的连锁装料程序尚未工作，不允许启动主卷扬机（手动操作除外）。相应焦炭称量漏斗或料坑矿石漏斗闸门打开后未关闭好，不允许启动主卷扬机。在工作程序图上，当上行料车通过检查点时，相应的上密封阀、上料阀应当打开而未打开，或打开后尚未完全关闭，即相应受料漏斗料未空，料车应自动停在检查点附近。（5）主卷扬机与其它系统的关系主卷扬机停车后，空料车位于料坑下部的装料位置时，启动装料程序控制系统；料车位于料坑下部装料位置，主卷扬机停车后，才允许相应焦炭称量漏斗或料坑矿石漏斗的闸门打开。主卷扬机启动加速后，才允许按程序启动相应的焦炭筛或矿石称量漏斗闸门等。进行料罐料空检查的同时或稍后进行低速检查。3.1.5双电机拖动方案由于高炉料车负荷比较大，卷扬机采用双电机拖动方案。SINAMICS 是西门子公司新一代的驱动产品，它将逐步取代现有的MASTERDRIVES 及SIMODRIVE 系列的驱动系统。SINAMICS 系列中的SINAMICS S120 是集V/F 控制、矢量控制、伺服控制为一体的多轴驱动系统，具有模块化的设计，各模块间（包括控制单元模块、整流/回馈模块、电机模块、传感器模块和电机编码器等）通过高速驱动通讯接口DRIVE-CLiQ 相互连接。由SINAMICS S120组成的控制系统有如下特点：控制单元控制整个传动组，整流单元为逆变单元提供直流电源，逆变单元用于协调拖动电机，传动组件间通过DRIVE-CLiQ 链接。SINAMICS S120支持标准的Profibus-DP总线，可保证与自动化系统之间的无缝隙通讯。考虑到卷扬传动系统的可靠性，变频器两用两备。3.2、槽下设备运转控制3.2.1 烧结、焦炭、球团、焦丁称量斗的称量控制当排料程序发出后，矿石称量斗闸门开，料排出。当称量值为控制值（初始时为设定值的95%）的5%时，发出料空信号并关闭闸门，当闸门关好并称空好后，振动筛开始启动。称量值到控制值（经补正）时，停振动筛，进行满称量。若达110%控制值（经补正）时发出报警信号。振动筛启动T秒后，还未发出斗“满”信号，就发出上卡料报警信号。闸门打开Ts后，还未发出“空”信号，就发出下卡料报警信号。3.2.2 槽下称量斗的放料顺序：按料单内所选的仓号，根据“正排”、“反排”的选择，按顺序进行放料，当前一个称量斗闸门开启，发出空信号后，发出下一个斗排料指令。3.3 矿槽除尘系统控制（1）工艺控制流程：在槽下给料机振动筛、称量斗闸门处都有除尘阀门，除尘阀门为电动。在启动振动筛、给料机之前应该先打开除尘阀门，等给料机、振动筛停止经过延时之后再关闭相应的除尘阀门；同样在称量斗开闸门放料之前先打开此处的除尘阀门，在放料完成延时之后再关上相应的除尘阀门。（2）除尘电机除尘电机到PLC的开关量输入信号只有断路器DL合闸输入信号，所以如使除尘电机自动启动时，应确认选择开关打在自动位，然后从画面点击“启动”按钮启动电机。同样从画面点击“停止”按钮可停止电机。3.4 称重补偿和水分补正为了严格保证入炉炉料的配比，各种物料必须严格的计量，但是在实际生产过程中，每一批料，每一段料都是在设定值附近波动的，不可能十分严格的满足配比关系。称重补偿，就是计算机根据称量斗的皮重、下闸门积料、振筛余振量等因素引起的波动值予以补偿，使总误差减小到最少，最终保证在一个时间段上上料的平均值接近设定值。水分补正则是对焦炭的含水量自动进行补正。3.5装料、放料处理装料处理：程序进行装料处理后，不断监测装料情况，发生卡料时，自动报警。同时监测输入重量值，一旦达到控制值，即发出停筛和料满信号。当停止装料达稳定状态后，采样输入值，进行满值、提前量计算。放料处理：监测放料情况，发生卡料则报警，料放出时，发出料空信号，延时关闸门，稳定后取称量斗皮重，并计算实际入炉量、误差，以及补偿计算。称量补偿计算公式： (1)矿石称量补偿本次称量值=本次实际称量值*30%+上次称量值*70%本次余振量=本次满值-本次控制值下次余振量=70%*上次提前量+30%*本次提前量本次入炉量=本次满值-本次空值本次误差值=本次设定值-本次入炉量累计误差=累计误差+本次误差下次设定值=设定值+本次误差下次控制值=下次设定值-下次余振量(2)焦炭称量补偿及水分补偿公式：料单设定湿焦值=料单设定干焦值1000/（1000-水分设定）初始控制值=初始料单设定湿焦值95%本次余振量=本次满值-本次控制值下次余振量=70%*上次余振量+30%*本次余振量本次入炉量=本次满值-本次空值本次误差值=本次料单湿焦设定值-本次入炉量累计误差=累计误差+本次误差下次湿焦设定值=料单设定湿焦值+本次（累计）误差下次控制值=下次料单湿焦设定值-下次余振量满值、空值计算采用均采样六次取平均值。余振量算法为自适应控制计算法，为防止料流突变，需加上下限控制。3.6、料单功能设计（1）周期设定：料单设20个上料周期，设10种料批，其中4种焦炭料批J1、J2、J3、J4，6种矿料批K5、K6、K7、K8、K9、K10。根据需要可选择其中的一种或几种料批组成上料周期。周期设定中只允许1、2、3、4.10、0等数字，第一位不空格，连续书写，不能超过20个字母，程序遇0或执行完20周期后自动返回周期1执行。（2）料单修改标志设定：料单上有一“料单传送”标志，此标志为1，说明修改过料单，当前料批执行完时，重新按新设定的料单开始控制。（3）装料制度：本料单设置的10种料批中，4种焦炭料批总是按正顺序放料（按斗号顺序），即皮带尾的先放，皮带头的后放。6种矿批可正排或反排。反排时按斗号的反向顺序放料，即皮带头的先放，皮带尾的后放。为了避免断料现象最好是正顺序放料即皮带尾的先放，皮带头的后放，且最好是距离较近的料仓组成一料批。（4）称量设定：各称量斗设定值以千克为单位，填入各斗的设定值。焦炭设定为干焦值，焦水分含量由人工设定。 （5）料单允许操作员设定修改，可随时插入“附加焦”，不打乱周期程序，附加焦按设置上完后，装料顺序接着原设定料制运行。 3.7 监控系统设计在画面设计时，可考虑各种过程参数、设备状态信号、控制设定、选择和操作等在同一画面上组合。通过这些画面和监视操作手段，值班人员既可整体观察画面流程图，掌握系统全局生产状态，还可查阅某些参数。操作人员通过键盘、鼠标很方便的在画面上通过对话方式进行观察、操作调整。监控画面包括整个高炉上料工艺流程的形象描绘，画面和谐统一，操作简单安全可亲。监控画面包括槽下料单、炉顶料单的填写和槽下、炉顶各设备的操作和各设备的状态显示。对于各设备一般都有手自动选择操作和重点设备的确认操作。画面还包括探尺实时趋势和历史趋势的显示和根据工艺要求的报表功能。3.8炉顶控制3.8.1控制范围：炉顶上至料罐下至探尺各设备的顺序控制。包括上料闸、上/下密封阀，一/二次均压阀、放散阀、布料溜槽、左右探尺、料流调节阀、料罐称重、气密箱、重力除尘器等。无料钟串罐式炉顶的装料/排料逻辑控制料流调节阀开度（角）、布料溜槽倾动角（角）、布料溜槽旋转角（角）的控制，实现合理布料。炉顶煤气、密封阀箱、重力除尘器、部分水/气体压力、流量、温度检测与控制。3.8.2操作方式炉顶控制有以下几种操作方式：自动：根据预先设定的操作程序自动完成装料和布料过程。半自动：操作员在操作员站上对各设备进行操作，由PLC控制部分联锁。机旁手动：操作员在现场机旁进行手动操作，脱离PLC控制，设备之间无联锁，一般在设备调试阶段使用。 3.8.3 炉顶设备控制流程装料流程：焦炭、烧结矿等各种入炉原料由上料小车运到炉顶，倒入受料罐中，受料罐装料批数/最多装料批数由操作人员设定。当小车通过检查点时，要检查受料罐是否放空、上料闸和上密封阀是否关闭，以此决定上料小车可否继续运行往受料斗装料。称量料罐放散完毕后打开上密阀和上料闸向称量料罐装料。装料完成后，关闭上料闸和上密封阀，称量料罐进行均压。一旦探尺到料线就进行布料，首先打开下密阀并将料流调节阀打开至设定开度，称量料罐中的炉料通过料流调节阀流到旋转的布料溜槽上。在布料期间，通过料位计探测料罐料位情况，一旦料位计发出料罐空信号，关闭料流调节阀和下密封阀，打开放散阀进行放散，准备下一次装料。布料流程：一批料中，允许焦/矿设定两个不同的料线位置。当探尺达到规定的料线位置后，自动提升到位，发出布料信号，打开下密封阀，布料溜槽进行启动。角旋转到设定速度并且到达布料位置，开启料流调节阀，按照批重及规定的布料程序，调节料流调节阀开度和溜槽倾角，使每圈料流均匀、重量相等和首尾相接的向炉喉任意布料。为了减少料头料尾不均匀现象，每批料布完后，布料角度自动步进60度。 3.8.4溜槽的倾动与定位控制布料溜槽的倾动是通过液压缸驱动，溜槽的位置检测采用绝对值编码器，连续检测溜槽倾动位置，同时还配有限位开关，检测溜槽的开关位置。为了使溜槽的定位精度达到0.1度的要求，在程序中对溜槽的倾动速度进行处理，溜槽开始以最大速度倾动，当与目标位置只相差2度时，以最大速度的三分之一倾动，这样可以精确的定位到目标位置。为了布料至预先选定的位置，在高炉内划分n(可选)个不同的位置，位置n靠近炉壁，位置1在高炉中心。每一个位置对应着一个溜槽倾角。n个位置根据高炉的落料曲线设定。对应n个位置的溜槽倾斜角度存储在布料料单中。布料溜槽的工作角度范围是2-50度。当溜槽倾角小于某角度或大于某一角度时,溜槽停止移动和转动并发出报警,只有在报警清除后才可以继续移动。一旦降下探尺或探尺在高炉中时，溜槽倾角如果大于某角度，必须锁定溜槽。在自动方式下，PLC通过PID控制回路定位溜槽。溜槽的旋转驱动溜槽的旋转由变频器驱动的交流电机驱动。采用2套变频装置，互为备用，当其中1套发生故障时，可以切换到另一套装置继续工作。在星型齿轮箱上装有编码器用于连续检测溜槽的旋转位置并可用于计算其转速，同时还配有零限位开关，进行圈数精确计数。在自动控制模式下，溜槽不停的旋转，然而如果溜槽的倾角位置达到了上限或下限，或者探尺在炉内时溜槽倾角大于某角度，溜槽要立即停止旋转并报警。溜槽每倾倒炉料入炉一定次数要改变一次旋转方向。这样可以确保溜槽磨损平衡。溜槽的工作方式布料方式有环形、螺旋、扇形和定点四种生产中环形布料及螺旋布料方式，扇形和定点布料仅在少数情况下使用。环形布料、螺旋布料为全自动工作，扇形和定点布料为手动启动后自动工作。设计规定布料溜槽为连续工作制。环形布料环形布料包括单环布料和多环布料。布料溜槽倾动设8个倾角位置（角），设定每罐料最多布9环。单环布料：1罐料中，布料溜槽按一个指定的角按指定的环数布料。在采用单环布料时焦炭和烧结矿可采用不同的角。多环布料：1罐料中采用变动多个倾角布料。在指定的每个倾角位置上可布单环料也可布多环料。炉料可以从外圈顺序布到炉中心方向，也可从炉中心顺序布到外圈，一般是从外圈往炉中心方向布。由于布料溜槽是采用连续工作制，但每罐料的布料第一环起始位置，规定均比前一罐料需步进60度，因此要求对每次布料溜槽开始布料的起始位置角应有记忆、跟踪，即每次在布料溜槽到达应步进到的位置时，才打开料流调节阀布料。关于多环布料的控制方式有两种。按时间控制：布料溜槽按8rpm的恒定速度回转，即每转一圈的速度为7.5秒，在每个指定的角回转，如此继续下去，直至按要求时间布料完毕。按料空信号控制：布料溜槽最多的回转圈数规定为9圈（0-9圈可调），时间为67.5秒。在该时间内（由布料圈数决定）应接到称量料罐的料空信号，如果超过这个时间，无料空信号，说明下料可能有卡阻现象，此时应该： 继续旋转直到接到料空信号为止； 发声、光报警信号； 自动进行卡料处理。正常情况下，在接到料空信号后全开料流调节阀，延时3秒，关料流调节阀。布料溜槽回转时间从第一个倾角（即第一环的布料倾角），以料流调节阀打开时算起，以后每转一环加7.5秒。螺旋布料这种布料，是布料溜槽在作匀速的回转（旋转）运动的同时，作径向运动（倾动）而形成的变径螺旋形炉料分布。其作径向运动是布料溜槽由外向里（也可以由里向外）改变倾角而获得的，摆动速度由慢变快（或由快变慢）。这种布料方法能把炉料布到炉喉截面任一部位。根据生产要求不仅可以调整料层的厚度，而且能获得较为平坦的料面。螺旋布料是自动控制模式。扇形布料采用扇形布料时，料流调节阀的开度按上一罐同类原料的开度执行，布料溜槽旋转速度为一低速。布料溜槽由外往炉中心方向按正、反方向反复运行（变化角）。采用此法布料时，应设定扇形的角及溜槽的倾角，完成扇形布料后，剩下的料应使溜槽返回原始倾角，按环形布料方式（转速为8rpm）将剩余料布完。扇形布料用手动按钮起动，随后自动进行。定点布料定点布料应设定布料点的位置（即角和角）和定点布料的时间。设计规定定点布料的时间不能超过22.5秒（从打开料流调节阀时算起），料流调节阀开度的规定同扇形布料的规定。定点布料执行完后，溜槽转到上一罐料的同样倾角，按环形布料方式（转速为8rpm）将剩下的料布完。定点布料用手动按钮起动，随后自动进行。3.8.5 料流调节阀控制工艺要求布料溜槽在转完全部设定环数的同时，炉料刚好卸完，因而对不同的炉料、不同的批重，和不同的布料环数，有不同的下料速度，此下料速度通过料流调节阀的开启来达到。料流调节阀的打开和定位是由液压驱动的。通过控制液压缸，料流调节阀的开度由绝对值编码器检测。另外设定2个极限开关用来检测料流调节阀的打开和关闭位置。在自动模式下，PLC根据炉顶料单和槽下传送来的布料代号给出料流调节阀的设定开度，控制料流调节阀打开到设定开度开始布料，当接受到料罐清空信号，料流调节阀首先完全打开才能关闭。清空信号由料罐雷达料位计和plc的定时器共同完成，如果在料流阀打开后规定的时间后发出清空信号，则认为料罐已经清空，如果在规定的时间之前未发出清空信号则认为是料罐堵塞，plc将发出报警信号，该信号一直保持，只有料流阀完全打开并且确保料罐完全排空后才能解除。手动模式下，操作员直接通过键盘操作料流调节阀的打开，同样在关闭料流阀之前应该完全打开。为了使料流阀的定位精度达到1的要求，在程序中对料流阀的开关速度进行处理，料流阀开始以最大速度运动，当与目标位置相差较小时，以较小速度运动，这样可以精确的定位到目标位置。料流调节阀有以下的工作制度供选择（1）自动选定角度：根据每批料的重量和设定的布料圈数，自动计算出需要的下料速度值 V=W/(t0*n) 式中W-料批重量，Kg n-设定的布料圈数，n9 t0-布料溜槽每转一圈所需时间，t0=7.5秒根据下料速度选择料流阀开度。（2）调整下一罐料的料流调节阀开度：开始选定开角的方法同上，但在卸完一罐料后需记下误差值，然后据此调整下一罐同类炉料的开角，经多次调整，误差逐渐减小，误差值在角为5。10。范围内即认为准确。（3）随时调整料流调节阀开度：料罐往炉内卸料时，不断根据罐内的余量与余下的布料环数，计算所需下料速度，并执行调整，最后保证布料溜槽转完设定圈数后，正好发出“料空”信号。3.8.6上料闸控制上料闸由液压缸启动，其打开和闭合位置由2个极限开关检测。在自动模式下，PLC按照无料钟炉顶的顺序控制上料闸，如果料罐发出申请装料信号且上密已经打开且受料斗内有料，则上料闸打开。延时一定时间后关闭，炉料装入料罐中。这时受料罐发料空信号。3.8.7 密封阀上封阀和下密封阀由液压缸启动，其打开和闭合位置由2个极限开关检测。在自动模式下，PLC按照无料钟炉顶的顺序控制上密封阀和下密封阀。料罐放过料后发出申请装料信号，这时首先进行放散，放散好后允许打开上密封阀，受料斗放过料关闭上密封阀。料罐装满后发申请布料信号，这时进行均压，如果均压好且探尺探到料线，打开下密封阀准备布料。3.8.8均排压系统无料钟装料设备的称量料罐，在受料时处于常压状态，其余时间处于冲压状态。均排压系统包括一次均压阀、二次均压阀、均压放散阀、紧急放散阀各1台，均由液压缸启动，其打开和闭合位置由2个极限开关检测。在自动模式下，PLC按照无料钟炉顶的装料/布料逻辑顺序控制均压阀和放散阀。均压放散阀的工作程序：当称量料罐发出申请装料信号，料流调节阀及下密封阀关闭后，打开放散阀进行放散，延时约4秒（可调），至罐内压力达到设定值后，再依次打开上密封阀和上料闸，炉料由受料斗倒进称量料罐。倒料完毕后，依次关闭上料闸、上密封阀，上密关闭后关闭放散阀。在放散过程中，一旦打开放散阀并料罐内压力等于大气压力，则认为放散好。均压阀的工作程序：上密封阀和均压放散阀关闭后，当称量料罐需要向炉内布料时进行均压，首先打开一次均压阀向罐内充压（半净煤气），延时约6秒，至罐内压力达到设定值后关闭；打开二次均压阀，并用二次均压调节阀调节罐内压力，将氮气进行充压至高于炉顶压力0.005MPa，关闭二次均压阀。同时上提探尺，待探尺上提到位后，依次打开下密封阀和料流调节阀，布料溜槽将炉料（及粉尘）布到炉内。二次均压调节阀与二次均压阀同时打开，至料罐压力与炉顶压力相同后进行调节，当料罐压力高于炉顶压力0.005-0.01Mpa后自动关闭。因调节阀泄漏引起料罐压力继续上升至高于炉顶压力0.015Mpa时，自动关闭二次均压阀。当料罐内压力比炉顶压力高0.015-0.02Mpa时，自动开启紧急放散阀，直到压差达到0.005-0.01Mpa时自动关闭。在紧急放散阀打开期间须同时发出声、光报警信号。紧急放散阀的工作程序：当炉料由受料罐往称量罐倒时，料流调节阀及下密封阀关闭后，打开均压放散阀，延时至设定时间（约4秒），称量罐内压力仍未降到设定值后，打开紧急放散阀，至罐内压力达到设定值后，再打开上密封阀及上料闸，炉料由受料罐倒进程量罐。在称量料罐内压力比炉顶压力高0.015-0.02Mpa时，自动开启紧急放散阀，直到压差达到0.005-0.01Mpa时自动关闭。倒料完毕后，依次关闭上料闸、上密封阀及均压放散阀和紧急放散阀。为了监视均压和放散过程，配备了压力传感器检测料罐和炉内压力。也可以选择通过PLC计时器来监视均压或放散过程。3.8.9 探尺控制设有左右两个机械探尺，可以选择左尺工作、右尺工作或双尺工作。当探尺选择自动工作时，根据程序自动完成提尺和放尺的动作。下密封阀关闭后，探尺下放，放尺速度由操作员通过操作画面进行设定。探尺到达设定料线或下探到下限位置，立即进行提尺动作，在自动状态下提到上提零位位置，手动时可以继续提到检修位。如果工长发出提尺指令，则无论探尺在何位置都要进行提尺动作。探尺的工作制度：分为连续测量和点测两种。连续测量时，探尺未到下部极限位置前，探尺随料面下降，探尺达到规定料线，探尺上提（上提同时打开均压阀并延时关闭），上提后开下密和料流调节阀往炉内布料。布料完毕后关料流调节阀和下密封阀，自动下降探尺。选择点测时，探尺下降，当接触到料面时，即上提。当发出坐料信号后，探尺自动上提，并禁止装料，解除坐料信号后，自动下降。坐料探尺自动上提及人工提尺均属保护探尺措施，不能作为布料起动条件3.8.10料罐称重料罐称重必须扣除各种影响因素才是实际的炉料重量，可应用以下公式计算：W=Wg-Wo+K式中 W-实际料重 Wg料罐称量总重(t) Wo-罐体重量(t) K-考虑料罐受炉顶煤气浮力等的影响 K=(0.785d210p) K1K2 1000 K1-校正系数，一般取K1=1.0，也可为其它数值，生产时输入 K2-炉顶风力影响系数，生产时输入 p-炉顶煤气压力（表压）（Mpa） d-无料钟中心下料管处、波纹管直径，cm在实际运用上述公式中，K1，K2值的选用可能有困难，为了计算下罐炉料的实际重量，最好采用槽下供料的实际重量和称量料罐电子称称量值相比较求出换算系数，再用以控制下罐的布料（空罐时为电子称零点）。3.8.11卡料处理当无料钟布料溜槽在设定的最大布料环数9环再延时7.5秒共75秒（此值可调）后仍未发“料空”信号，表明下料可能发生了卡料（时间从料流调节阀打开时计算）。措施：-打开均压阀，全开料流调节阀-全开料流调节阀阀后延时50秒，若仍不出现料空信号，应反复开启料流调节阀，即关闭后马上又全开，延时15秒后再重复，直至接到料空信号止。卡料处理完毕，按原程序关闭料流阀、均压阀、粉尘回收阀、下密，再恢复执行其它程序。4、热风炉控制热风炉燃料一般采用高炉煤气，将煤气和助燃空气分别送到燃烧器。为充分利用热风炉烟气中的废热，设置废热回收装置，预热煤气和助燃空气，来提高热风炉送风温度。4.1控制功能热风炉PLC控制系统主要是实现三座热风炉的燃烧、焖炉、送风等三个状态的转换，以及实现三座热风炉状态转换时的相互连锁。保障热风炉的送风温度和风量，促进高炉炼铁的顺利进行。4.2阀门内容及连锁热风炉的工作状态有燃烧、焖炉、送风三种状态，状态的转换靠控制各阀门的动作。单炉送风：单炉送风是在热风炉组中只有一座热风炉处于送风状态的操作制度。并联送风：并联送风操作是热风炉组中经常有两座热风炉同时送风的操作制度。交错并联送风操作是两座热风炉，其送风时间错开半个周期。交错并联送风操作时，在两座送风的热风炉中，其中一座“后行炉”处于高温送风期，另一座“先行炉”处于低温送风期。交错并联送风又分为冷并联送风和热并联送风。冷并联送风时的热风温度主要依靠“先行炉”的低温热风与“后行炉”的高温热风在热风主管内混合，由于混合后的温度仍高于规定的热风温度，需要通过混风阀混入少量的冷风，才能达到规定的风温。冷并联送风操作的特点是：送风热风炉的冷风调节阀始终保持全开状态，不必调节通过热风炉的风量；风温主要依靠混风调节阀调节混入的冷风量来控制；热并联送风操作时，热风温度的控制主要是依靠各送风炉的冷风调节阀调节进入“先行炉”和“后行炉”的风量，使“先行炉”的低温热风与“后行炉”的高温热风在热风主管中混合后的热风温度符合规定的风温。4.3、换炉操作方式为满足实际生产需求，热风炉换炉操作要求具有以下操作方式：全自动操作：当热风炉处于正常工作制条件下，从设定燃烧时间，烟道温度或送风温度由PLC实现自动换炉。半自动操作：（单炉自动）选择半自动方式，通过工作循环选择开关分别使三座热风炉处于“送风”、“焖炉”、“燃烧”状态后，由PLC实现单炉自动换炉操作。手动操作：这种方式是热风炉处于非正常工作制时的一种特殊的操作方式，实现这种操作方式是由操作员在主控制室操作台上进行单独操作相应的阀门。机旁操作：这种方式是在设备故障或检修时使用，这种操作方式是在机旁操作箱上进行单阀操作。4.4、热风炉换炉条件及特殊条件的操作（1）液压传动设液压站一座，其油泵既可手动又可自动，在主控制室操作台上进行控制，也可在液压站内操作。油泵启动并达到正常工作压力后，信号送给PLC，然后PLC才能发出换炉信号操作。（2）换炉条件及特殊操作A、送风温度降低到热风温度设定值，PLC发出换炉信号。B、烟道温度高于设定值,最大450,平均400（此值可调），PLC发出换炉信号。C、当冷风压力降到200KPa（此值可调），不允许送风信号。（3）特殊条件当冷风放散阀开时,送风的热风炉须由送风转焖炉程序,焖炉状态不变。4.5、单座热风炉联锁条件各阀门联锁条件（以1炉为例）：燃烧条件：指半自动燃烧信号，解除热风、冷风联锁后；送风条件：半自动燃烧信号，解除热风、冷风联锁；焖炉条件：半自动送风信号，解除热风、冷风联锁。A、煤气阀开阀条件：在燃烧条件下，废气阀关、烟道阀开、空气阀开。关阀条件：在送风、焖炉条件下，与煤气调节阀同时关。B、助燃空气阀开阀条件：在燃烧条件下，烟道阀开；关阀条件：在送风、焖炉条件下，煤气放散阀开,煤气阀关，燃烧阀关。C、烟道阀开阀条件：在燃烧条件下，废气阀开并均压好；关阀条件：在送风、焖炉条件下，助燃空气阀关。D、冷风均压阀开阀条件：送风条件,焖炉转送风指令；关阀条件：在送风条件下，冷风阀开到位。E、冷风阀开阀条件：在送风条件下，均压好；关阀条件：在送风条件下，送风温度降低到设定值(TSP632)+10 C,另一炉热风阀冷风阀开。F、热风阀开阀条件：在送风条件下，冷风阀均开好；关阀条件：在送风条件下，冷风阀关。G、废气阀开阀条件：燃烧条件, 焖炉转燃烧指令；关阀条件：在燃烧条件下，烟道阀开。H、煤气放散阀（与第一煤气阀电动联锁）开阀条件：在焖炉条件下，煤气阀关；关阀条件：在燃烧条件下，烟道阀开、废气阀关到位。4.6 燃烧、送风、焖炉三种状态转换关系当热风炉燃烧，拱顶温度和废气温度达到设定值，热风炉转换到焖炉后，此时若值班工长发出送风指令，则相应的阀门动作转为送风状态；当风温低时，值班工长发出换炉指令，热风炉由送风转换到焖炉然后转换到燃烧。4.7 系统报警功能A、错误的操作信号：热风炉的燃烧、送风、焖炉三种状态的操作信号错误给出时，自动报警。B、状态超时：热风炉的燃烧、送风、焖炉三种状态中任一状态保持时间过长，按工艺要求，三种状态有状态超时报警信号。C、错误的阀门状态：某一阀门在没有接到信号而打开或关闭时，错误阀门状态报警。4.8 综合功能实现三座热风炉的相互连锁，促进高炉的稳定生产，主要是冷风连锁功能。并通过工艺参数的设定，保障热风炉燃烧制度的实现。实现热风炉状态转换的阀门连锁和自动开关，达到能够实现计算机手动/半自动换炉的目的，在设备条件、工艺条件达到要求的时候能够实现自动换炉。对煤气总管压力调节阀、空气总管压力调节阀、煤气支管调节阀、空气支管调节阀能够进行计算机手动操作，在设备条件达到的情况下，能够进行自动调节。对一些重要的参数实现报警功能。比如煤气总管压力、空气总管压力、拱顶温度、烟道温度等。对拱顶温度、烟道温度、煤气总管压力、空气总管压力等重要参数有实时和历史的趋势显示，并实现重要参数的报表打印。5、煤气净化系统控制荒煤气经过重力除尘器进入布袋除尘器半净煤气总管，经各支管进入各除尘箱体下部。煤气灰尘被布袋阻在滤袋外面，过滤后的净煤气由箱体上部的净煤气支管汇入净煤气总管，经煤气调压阀组调压后，并入全厂煤气管网中进行平衡。当过滤到一定时间后，滤袋压差达到设定值时，布袋开始清灰，或者采取定时自动控制。启动氮气脉冲阀，氮气进入滤袋并振动滤袋除灰，灰尘落入箱体下锥体时卸灰。脉冲布袋除尘器反吹清灰用氮气（或高炉净煤气），喷射方法振动滤袋，每次反吹一排，依次进行，一个箱体完毕后，下一个箱体继续反吹，直到全部箱体反吹完毕。5.1 控制功能干法除尘系统主要实现各除尘器的离线手/自动清灰功能和卸灰功能。并保持炉顶压力的稳定安全。在除尘系统出现故障的时候，能够紧急打开旁路，使高炉不至于休风减风而影响生产。各设备均设置机旁操作箱，能执行机旁/计算机手自动操作。通过控制除尘器前后密封蝶阀和盲板阀来控制高炉煤气是否通过干法除尘设备。通过控制各除尘器的进口、出口盲板阀的动作来控制除尘器的在线和离线清灰。并根据工艺选择实现定时或定压差自动清灰模式。5.1.1 定时清灰根据使用情况，从监控画面设定系统清灰的时间间隔