蓄热式步进加热炉自动化控制系统-方案书

蓄热式步进梁加热炉自动控制系统平方情况书内容1系统概述-1-2系统控制功能描述-2-2.1加热炉体系统-2-2.2蒸发冷却系统-3-2.3警报法规-3-2.4屏幕设置-4-2.5主图像-4-2.6操作模式描述-5-2.7操作权限描述-5-3加热炉炉体系统-6-3.1电气控制-6-3.1.1燃烧风扇的控制-6-3.1.2气体侧引风机的控制-6-3.1.3空气侧引风机的控制-6-3.1.4点火风扇的控制-7-3.1.5气头电动蝶阀的控制-7-3.1.6空气冷却管电动阀-7-3.1.7液压站-7-3.1.8钢装载机的控制-7-3.1.9攻丝机的控制-8-3.1.10充电门升降装置的控制-8-3.1.11卸料门提升装置的控制-8-3.1.12步进梁的控制-9-3.2仪表控制-10-3.2.1蓄热式燃烧器的燃烧控制-10-3.2.2炉温调节-11-3.2.3空燃比控制和调节-11-3.2.4炉膛压力调节-11-4蒸发冷却系统-12-4.1电气控制-12-4.1.1循环泵的控制-12-4.1.2给水泵的控制-12-4.1.3软水泵的控制-12-4.2仪表控制-12-4.2.1汽包水位调整-12-4.2.2汽包压力控制-13-4.2.3除氧器水位调节-13-4.2.4除氧器压力控制-13-4.2.5软水箱水位调节-13-1系统概述1系统概述蓄热式加热炉项目的自动控制系统包括以下子项目：(1)加热炉炉体系统；(2)汽化冷却系统；自动控制系统采用西门子系列产品，形成仪表和电气一体化的基本自动控制水平。本项目为仪表设置一套可编程控制器控制系统，为加热炉炉体自动化控制系统的电气设备设置一套可编程控制器控制系统。两套系统都通过开关与上位机相连。自动控制系统由开发工程师站(EWS)、操作员站(人机界面)、控制站、几个远程输入/输出站、打印机等组成。电气可编程控制器采用西门子S7-400系列产品。- 1 -2系统控制功能描述2系统控制功能描述本项目为每台仪表设置一套控制系统，为加热炉本体系统的每台电气系统设置一套控制系统。其中，自动化仪表专业控制系统由一个中央处理器控制主站、七个远程输入/输出站和Profibus-DP现场总线组成，电气专业控制系统由一个中央处理器控制主站、四个远程输入/输出站(暂定)和Profibus-DP现场总线组成。2.1加热炉体系统助燃风机的控制和联锁；气体侧引风机的控制和联锁；空气侧引风机的控制和联锁；点火风扇的控制和联锁；燃气主管道电动蝶阀的控制：空冷管道电动阀控制：步进机构的运行控制；装载机的控制和联锁；攻丝机的控制和联锁；加料炉门的控制；出料炉门的控制；燃气主管道调节阀前压力检测和快速切断；炉前煤气总管的压力检测和调节；炉前空气总管的压力检测和调节；炉前空气侧排气歧管的压力检测和调节；炉前气体侧主排气管的压力检测和调整；蓄热式燃烧器的燃烧控制；炉膛各段温度调节；调整各段升温和降温的比例；控制和调节各段的空燃比；炉膛各段压力调节；2.2汽化冷却系统汽化冷却循环泵的控制和联锁；汽化冷却给水泵的控制和联锁；汽化冷却软水泵的控制和联锁；汽包水位、给水流量、蒸汽流量三冲量调节；滚筒压力调节；除氧器压力调节；除氧器水位调节；软水箱的水位检测和调节；2.3警报规定设备故障报告：由人机界面监控系统平台完成；设备故障报警：分为两级：轻度故障和重度故障。灯故障发出灯闪烁信号，严重故障发出闪烁信号并发出警告声。数据设置错误提示：当发出数据设置超限等不正确情况时设备故障报告画面：根据人机界面操作系统平台设计(包括显示故障和历史故障等。)。2.5主图像总图加热炉炉体系统工艺流程图汽化冷却系统工艺流程图工艺系统中主要设备的运行状态画面重要检测数据的条形图图片历史趋势图主控制回路调节和操作屏幕、操作帮助屏幕过程参数报警屏幕2.6运行模式描述当系统正常生产时，主要操作在主控室的人机界面上进行。所有电气设备的控制都可以通过点击计算机上的鼠标来操作。同时，在每台电气设备旁边，有一个机侧操作箱，配有自动和手动选择。机器侧操作仅在设备调试和故障时使用。2.7运营权限描述现场操作箱有操作权限选择开关，现场有优先操作权限。控制室人机界面操作站是正常生产过程中的主要在线监控设备。- 13 -3加热炉炉体系统3加热炉炉体系统3.1电气控制3.1.1助燃风机控制控制模式：本地；集中式手册启动控制条件：满足启动关系后，点击启动按钮。停止控制条件：当满足停止条件时，点击停止按钮。联锁控制要求：如果风机运行过程中出现系统故障，将自动停机。3.1.2气体侧引风机的控制控制模式：本地；集中式手册启动控制条件：满足启动关系后，点击启动按钮。停止控制条件：当满足停止条件时，点击停止按钮。联锁控制要求：如果风机运行过程中出现系统故障，将自动停机。3.1.3空气侧引风机的控制控制模式：本地；集中式手册启动控制条件：满足启动关系后，点击启动按钮。停止控制条件：当满足停止条件时，点击停止按钮。联锁控制要求：如果风机运行过程中出现系统故障，将自动停机。3.1.4点火风扇的控制控制模式：本地；集中式手册启动控制条件：满足启动关系后，点击启动按钮。停止控制条件：当满足停止条件时，点击停止按钮。3.1.5气体监控器中电动蝶阀的控制控制模式：本地；集中式手册启动控制条件：满足启动关系后，点击启动按钮。停止控制条件：当满足停止条件时，点击停止按钮。3.1.6空冷管道电动阀控制模式：本地；集中式手册启动控制条件：满足启动关系后，点击启动按钮。停止控制条件：当满足停止条件时，点击停止按钮。3.1.7液压站根据金子田正与淄博万方的控制边界划分文件，金子田正负责液压站的控制。金紫田正需要提供液压站的正常信号。3.1.8装载机的控制装坯机主要由托料杆、托料杆平移机构、托料杆升降机构等组成。在满足允许空白载荷的条件下，应按以下顺序进行控制向前推钢(向前推)向前和向后推升高(支撑钢)前进(进钢)降低(出钢)后退钢装载机返回到其原始位置以完成钢装载过程。当装钢机到达中间和后部位置时，发出关闭装钢门的命令。3.1.9攻丝机的控制该攻丝机主要由托料杆、托料杆平移机构、托料杆升降机构等组成。运行动作：前进：首先，出钢炉门打开一半，出钢机的托料杆开始从原来的位置快速入炉，接近坯料时减速，最后停在目标位置。上升：出钢机升降电机移动，托料杆上升将坯料支撑在固定梁上，同时出钢炉门全开。背：出钢机背对背，将握杆上的坯料运出炉外当接收到出钢门开启指令时(出钢机发出钢支撑指令和出钢门开启指令时)，炉门开始上升；当接收到叩门关闭命令时(叩门机在完成叩门过程并返回到原始位置时到达中间和后部位置时发出叩门关闭命令)，门开始下降。3.1.12步进梁控制动作描述步进梁的操作模式如下：(1)正循环：步进梁开始从原始位置(后下位置)上升前进下降后退返回到原始位置，完成正循环以进一步推进坯料。这是通常的操作模式。(2)反向循环：步进梁开始从原始位置(后下位置)向前移动向上向后向下回到原始位置，完成一个反向循环，使坯料后退。这是故障情况下使用的手动操作模式。步进梁的运动控制步进梁的基本运动分为升降运动和水平运动，运动速度由液压系统比例阀控制，步进梁的运动极限位置和运动速度变化点(位置)分别由升降缸内置的线性位移传感器和移动缸内置的线性位移传感器确定。3.2仪表控制加热炉分三段控制，即预热段、加热段和均热段。3.2.1蓄热式燃烧器的燃烧控制每个蓄热式燃烧器由四个快切阀(空气快切阀、气体快切阀、空气侧排烟快切阀和气体侧排烟快切阀)控制改变方向。每个快切阀配有一个气缸，每个气缸都有开启和关闭限制。为保证同步，气、气快速切断阀共用一个电磁阀，气、气侧排烟快速切断阀共用一个电磁阀，气、气侧排烟快速切断阀设有温度控制开关，排烟温度过高时自动切断。时间换向和手动换向有两种模式。反转过程：(1)启动状态，所有快切阀关闭，相关信号到位；压力缸驱动，(2)燃烧循环燃烧状态：确认排气快关阀关闭。打开空气和气体燃烧电磁阀。空气和气体快速切断阀同时打开。快速切断阀通常有1秒的接通位置信号。如果超过2秒钟没有接通位置信号，将发出警报。燃烧关闭：关闭空气和气体电磁阀。空气和气体快速切断阀同时关闭。快速切断阀通常具有1的接通信号。如果接通信号超过2s并且没有接通信号，将发出警报。这时，排气快关阀也关闭了。(3)排烟循环排烟状态：确认燃烧快关阀关闭。打开空气和气体排放电磁阀。空气和气体排放快速切断阀同时打开。快切阀的开关时间一般为1秒。通常，有一个接通位置信号。如果开关时间超过2s，并且没有接通位置信号，将发出警报。排烟关闭：关闭空气和气体排烟电磁阀。空气和烟气排放快关阀同时关闭。快速切断阀的切换时间通常为1秒。通常，有一个on-position信号。如果开关时间超过2s并且没有on-position信号，将发出警报。这时，燃烧快速切断阀也关闭了。时间换向：正常换向是时间换向，换向周期分为四段：燃烧时间、燃烧停止时间、排烟时间和排烟停止时间。每次都可以由系统手动设置。在换相期间调试期间确认。强制换向：当操作员或系统未完成换向周期时，强制换向结束。3.2.2炉温调节它由各部分的气体流量调节阀调节。3.2.3空燃比控制和调整它由各部分的空气流量调节阀调节。根据各段的气体流量，调整各段的空气流量调节阀，使空气量与气体量相匹配。3.2.4炉膛压力调节通过每个燃烧器的排气调节炉膛压力。4气化冷却系统4 vapo控制模式：本地；集中式手册启动控制条件：满足启动联锁关系后，点击启动按钮停止控制条件：满足停止联锁关系或停止条件后，点击停止按钮。4.2仪表控制4.2.1汽包水位调整汽包水位由汽包给水流量调节阀调节，通过三个脉冲自动调节汽包水位，使给水流量随负荷变化而适当调节。4.2.2汽包压