PLC控制系统在炼钢连铸水处理中的应用

1、PLC控制系统在炼钢连铸水处理中的应用陈少燕（江苏省冶金设计院有限公司 江苏 南京 210007） 摘要： 阐述沙钢集团北区炼钢连铸循环水处理站的PLC自动化控制系统。系统运行可靠、控制准确，生产效率提高，运行维护人员减少，从而保证了产品质量，提高经济效益。 关键词：自动化控制系统 PLC 监控计算机1 前言 沙钢集团北区炼钢连铸循环水处理站是为沙钢宏发炼钢连铸系统转炉、LF精炼炉、RH精炼炉及连铸机等车间提供循环冷却水。PLC控制系统具有性能可靠、远程控制、实时监控、历史数据记录等特点。本设计高压系统采用微机保护方式；低压控制系统采用PLC控制方式。 沙钢集团北区炼钢连铸循环水处理系统分为净

2、循环系统和浊循环系统。净循环系统是为连铸结晶器及设备通过水处理站水泵提供一定压力、一定温度的软化水。由于净循环系统对水质及温度要求较高，同时配备了封闭式冷却水塔及全自动过滤器。浊循环系统是为炼钢连铸二冷设备提供一定压力、一定温度循环水。浊循环系统为了保证水质及温度，配备了化学加药装置、全自动过滤器及玻璃钢冷却水塔。2 系统的组成 本次沙钢北区工程转炉连铸部分循环水系统，根据工艺的生产及用水要求，具体划分为： 1) 软水密闭循环系统：其主要设备为包括板式换热器、循环水泵、系统膨胀罐、事故水箱、加药装置等。本系统又分为转炉氧枪和副枪冷却水密闭循环系统；方坯4#及板坯3#结晶器软水密闭循环系统；板坯

3、1#、2#结晶器软水密闭循环系统；板坯设备闭路软水密闭循环系统；软水补水系统。2) 净循环系统：其主要设备为包括高压泵组、二次水供水泵组、中压供水泵组、旁滤泵组、反洗泵组、冷却塔、加药装置。3) 连铸浊循环系统：其主要设备包括1#、2#板坯浊循环反洗水泵组；3#、4#连铸机二冷水供水泵组；供火焰清理粒化供水泵组；火焰清理除尘设备供水泵；连铸浊循环反洗泵组；供过滤器泵组；旋流沉淀池泵组；过滤器；冷却塔等。4) RH浊循环系统：其主要设备包括供用户水泵；RH反洗水泵组；回水泵过滤器；加药装置等。5) 转炉除尘循环水、反洗水及污泥处理系统：其主要设备包括：转炉除尘供用户水泵；上塔水泵；斜板沉淀池；冷

4、却塔；反洗水池提升泵；污泥调节池提升泵；搅拌机；箱式压滤机；加药装置等。3 控制系统 沙钢集团北区炼钢连铸循环水处理站与平流沉淀池距离较远。所以将整个控制系统划分为主循环水泵房和平流沉淀池两部分。主循环水泵房为主站，平流沉淀池为远程控制站。整个控制系统由一套SIEMENS S7-300系列及S7-200系列可编程控制器（PLC）控制，并在主操作室内设操作人员工作站，对所有设备的运行状况和工艺参数实现在线监控，对一些重要的数据（如压力、温度、水位等）可以长期记录，保存时间可长达一年。对设备故障能及时报警并记录，需要时也可打印出来。还可以通过画面更改设定值。这对于及时掌握设备情况，改进生产工艺，加

5、强对设备的科学管理都会有一定的帮助。 PLC系统对整个工艺参数进行检测，并对二冷水供水泵进行变频调节达到恒压控制。其控制系统配置图如图1。PROIBUS-DP S7-200S7-200S7-200打印机显示器监控计算机SIEMENS S7-3003.1 主站PLC控制系统 主站PLC控制系统完成循环水的模拟数据水池液位、供水泵出水口总管路的压力和温度等的采样工作，开关信号电动机的运行状态和故障情况及其它供电系统的运行状态的采集工作。循环水操作台所有控制按钮信号输入到PLC系统。通过PLC对电动机进行起停控制，起停控制不受监控计算机影响。循环水所有电动机的运行、停止和故障显示等控制全部由主站PL

6、C控制。其中每台冷却塔有排风电机及水泵组成，其风机及水泵的开、停全部由PLC控制，连锁延时起停。同时主站还接收远程控制站传送的信息，将所有信息整理加工后传送给监控计算机，即生成组态软件所需的数据。3.2 远程控制站PLC控制系统远程控制站PLC独立完成平流池的模拟数据采样工作，即平流池液位、水泵压力、开关信号采样工作，电动机的运行状态和故障情况及其它供电系统的运行状态的采集工作，对平流池电动进行控制，所有控制由PLC完成，操作盘上按钮直接输入到PLC。将上述信息通过PROFIBUS传送至主站，接受主站的指令完成液位、压力的报警指示。因此在主站完全可以操作平流池设备的起停。4 组态软件监控计算机

7、在WINDOWS XP 的操作平台上采用软件包，用菜单画面方式进行开发。该软件具有适用性强，界面友好，简单实用，实时监控等特点。监控计算机接收主站传送的数据，可直接监控和控制PLC的所有输入、输出信号，完成数据管理、各种画面显示（模拟仪表）、历史趋势曲线、主要设备如水泵的运行记录统计、故障统计、报警记录及打印报表等功能，给操作人员处理问题提供最直接的帮助。还可接收操作人员输入的操作命令或整定的参数，并传输给主站，即为遥测、遥信、遥控与遥调的人/机界面。画面可以完成包括冷却塔在内的水处理系统操作功能。显示画面：液位、压力、温度采用集中与分散结合的显示方式。常规显示为数值，将所有模拟仪表的量集中显示在一个屏幕上，值班人员可一目了然的监控所有仪表。水处理站净循环系统与浊循环系统的工艺流程图显示在画面上，操作人员可通过键盘或鼠标拉整个系统的工作情况，并且每个参数如液位、压力、温度及电机的运行情况都会显示在流程图中。显示画面也可集中或分别显示所有电动机的运行状态和故障情况及其它供电系统的运行状况。5 系统应用效果 沙钢集团北区炼钢连铸主循环水泵房已于2005初投入运行，本次设计的PLC控制系统经过一年多的实际运行检验，运行系统稳定可靠，确保拉钢时的压力稳定，保证了产品质量。质量达到较好水平。实践证明该系统技