三电技术培训教程

1、目 录3.三电部分33.1.EAF33.1.1.供电系统33.1.2.EAF电气传动和控制43.1.3.自动化仪表(过程检测控制项目和基础自动化基本功能)53.1.4.操作人员界面系统63.1.5.电弧·炉设备控制93.2.LF173.2.1.LF概述173.2.2.LF电气系统173.2.3.LF过程控制及基础自动化203.3.AOD243.3.1.AOD概述243.3.2.工艺区域范围243.3.3.自动化系统概述253.3.4.电气系统概述263.3.5.操作员接口系统283.3.6.过程控制系统303.3.7.AOD工艺控制功能313.3.8.人机界面功能323.3.9.AO

2、D设备控制323.3.10.自动化设备技术数据333.3.11.系统设计和维护工具343.4.VD/VOD363.4.1.VD/VOD概述363.4.2.VD/VOD电气系统393.4.3.VD/VOD过程控制及基础自动化403.5.上料电气系统453.5.1.供电453.5.2.传动控制设备453.5.3.控制系统453.5.4.上料系统设备的控制453.6.连铸电气培训教材473.6.1.连铸区域网络系统配置以及供配电系统介绍：473.6.2.连铸区域主要检测和控制项目483.6.3.基础自动化PLC的基本功能483.6.4.HMI基本功能493.6.5.CCM设备基本控制原理493.6.

3、6.报警和趋势图623.6.7.其它623.7.仪表633.8.计算机网络及控制643.8.1.项目概述643.8.2.操作人员界面系统703.8.3.人机界面HMI783.8.4.自动化设备技术数据813.8.5.系统维护工具843.8.6.L3功能873. 三电部分3.1. EAF 本项目引进意大利DANIELI公司EAF 一座，中压设备、控制系统等随设备成套引进。3.1.1. 供电系统（1） EAF供电 五钢220kV总降压变电站改建后，本项目新建60t EAF和60t LF的35kV电源即分别引自220kV 总降站的3主变35kV母线和现有的2主变35kV母线。EAF35kV电源有22

4、0kV总降压站内额定容量为120MVA 3#主变的35kV侧电缆引入。本工程EAF变压器容量约为55MVA ,自然功率因数约为0.78。EAF在冶炼时产生很大的无功冲击母线上的其他用户，所产生的无功功率、谐波电流及电压闪变，由SVC补偿站统一补偿。（2）动力设备供电 为满足炼钢连铸项目动力负荷的供电要求，除在不锈钢区域新建35 kV 7中央变电所向不锈钢工程全部动力负荷供电外，还需在炼钢连铸分厂设6.3kV炼钢连铸高配站。6.3kV 炼钢连铸高配站设三断母线，为单母线分段结构，三段母线电源引自7中央变电所6.3kV的不同母线段。当任一进线电源故障时，其余二路进线电源可保证全部负荷的可靠供电。（

5、3）车间配电 根据用电负荷性质，本项目在炼钢连铸6.3kV高配站内设立动力、行车和照明等不同用途的变压器，以减少各类负荷间的相互影响，提高供配电质量。其中设6.3、0.4kV、1600kVA动力变压器二台，可满足EAF、精炼炉、连铸和车间内辅助设施等部分动力用电需求；设6.3/0.4kV、1000kVA行车变压器二台，可满足炼钢连铸主厂房起重设备用电需求；设6.3/0.4kV、400kVA照明变压器二台，可满足车间照明负荷的用电需求。 根据用电负荷分布和将变配电所尽量接近负荷中心的原则，在炼钢连铸6.3kV 高压配电站下设区域变配电所若干座。其中在主厂房南侧设炼钢连铸1变电所，内设1000kV

6、A、6.3/0.4kV动力变二台，可满足AOD、VOD部分动力负荷、配料跨动力和部分除尘设备的用电需求。在连铸跨西侧设炼钢连铸2变电所，内设630kVA6.3/0.4kV动力变一台，高压柜若干台，可满足扒渣机除尘分机和修磨机等设备的用电需求。另在除尘区域设除尘高低压配电室，可满足除尘主排烟风机等设备的用电需求。（4）继电保护和综合自动化 本炼钢连铸项目6.3kV 配电系统主要有电缆线路、电力变压器和电动机继电保护。 电缆线路继电保护设电流速断保护、过电流保护、接地保护电力变压器继电保护设有电流速断保护、过电流保护、瓦斯保护和温度保护。 电动机继电保护设反时限过电流保护、过负荷保护、低电压保护和

7、接地保护。 本项目采用供配电综合自动化系统，系统可采用模块化、分布式开放结构，取保各控制保护功能的可靠性和可升级性。以上各继电保护和控制功能分布在开关柜，既可使各单元相互独立，功能上不依赖于监控计算机，又可使所有控制、保护、测量和警报信号均处理成数字信号至监控计算机，满足遥信、遥控、遥测、遥调功能。（5）接地方式 根据五钢电力系统状况，本项目6.3kV接地方式仍采用中性点不接地系统。 低压配电系统的接地方式采用TN-C-S系统。3.1.2. EAF电气传动和控制（1）控制电源供电 EAF系统二回路0.38kV低压电源引自炼钢连铸高配室动力变压器二段不同的低压母线，每一路电源可供全部负荷。经负荷

8、计算，该区域装机容量约为424kW,计算负荷238kW,自然功率因素约为0.75。EAF主体设备和相关辅助设备的装机容量和计算负荷见6.21、6.22。EAFMCC室设一套220V直流电源屏，作为EAF、LF炉断路器分、合闸，继电保护控制及信号电源。（2）EAF一次系统35kV电源电缆引入进线隔离开关柜，从进线隔离开关柜到电抗器、变压器初级采用铜母排连接方式。 EAF一次系统包括：带接地开关的隔离开关柜、能频繁操作的真空断路器柜、电抗器、EAF变压器、避雷器、RC保护装置及电流电压测量装置等。（3）传动控制设备 EAF系统的主要设备均由PLC通过液压系统来传动。包括：EAF倾动、电极升降、炉盖

9、升降、移动、电极夹紧装置、碳氧喷枪等。主液压泵为4台75kW电动机，三用一备，采用降压起动。液压系统的其他辅助泵，采用直接起动方式。EAF系统的其它部分设备除钢包车采用VVVF变频调速外，其余均为普通的交流电机恒速传动。（5）控制系统自动化系统采用分级结构：（1） L3生产管理级，主要为企业管理功能;（2） L2过程控制级，主要完成生产过程控制、数据采集及报表打印等；（3） L1基础自动化级，主要完成对设备的控制，包括顺序控制、过程量自动调节等。 过程检测和控制仪表：主要对生产工艺设备的过程参数进行检测和控制。基础自动化系统EAF系统采用二套SIEMENS S7-400PLC。一套为EAF的电

10、极控制：另一套为EAF本体的液压设备、冷却水等控制。 电极升降采用液压传动方式，以PLC单元为基础，全数字化控制系统，所有的设定值和控制指令及现行状态均由电极控制单元进行控制。EAFMCC通过AS-I和PROFIBUS现场通讯总线与基础自动化系统联网，以实现与除尘、加料等系统数据通讯和自动控制。3.1.3. 自动化仪表(过程检测控制项目和基础自动化基本功能)确保整个工艺设备安全可靠的生产，本设计对EAF连铸工程有关设备和系统配置了必要过程检测和控制装置。自动化仪表监视和控制系统设置在各相关生产工艺的控制室内，由操作人员对相关的工艺设备进行监视和控制，使生产工艺设备发挥更好的作用。本工程EAF本

11、体设备属国外引进，自动化仪表监测和控制装置随主体设备一起引进。EAF部分（钢水测温；钢包称重；钢包搅拌用氩气压力、流量测量及电极接长站用氩气压力、流量测量），上料系统（料位、配料秤、工作站等）及配料跨，除尘系统自动化仪表监测和控制装置均由国内配套。EAF,AOD,VOD,LF,CCM,MHS国内配套的仪表以420mA或profibus DP 信号传送给外方计算机。交接点在PLC机端子处。EAF炉内压力测量值由外方送420mA信号给中方以控制除尘系统中的阀门，使炉内压力达到工艺要求。交接点在PLC机端子处。3.1.4. 操作人员界面系统位于车间地坪上，在控制室或办公室中, 它是操作人员与自动化系

12、统之间的工作界面。1.客户工作站2.控制室中的控制台3.车间地面工作站4.操作员面板 (1)客户工作站：为满足项目要求，Danieli提供以下两种类型的工作站：·PWS - 工艺处理工作站 -是工艺处理工程师与工艺处理控制系统主要是数据库之间的操作界面。它放在办公室内，方便工艺处理工程师在工作现场进行操作。操作人员工作站（OWS）的设计包括一些应用程序,执行以下功能：·OWS - 操作人员工作站 -供主控制室操作人员使用的工作界面，主要用于对设备和工艺处理情况的监控。·工艺处理控制界面 使用由DANIELI自动化公司开发研制的应用程序，以支持对工艺处理的控制。该程

13、序可以按照车间设备配置情况，安装到一台或多台处理设备中去，并且可以单独对该设备进行控制。·人机界面（HMI） 应用程序使用了被广泛采用的测控和数据采集软件包设计而成，支持对设备的控制功能。如果多台设备均安装了该人机界面程序，那么，每台设备均可独立执行子功能，不影响其它设备的正常运行。 EAF OWS A - 工艺处理控制界面:作为2级控制客户工作站，该操作人员工作站提供以下一些功能的视频图形显示和窗口，使操作人员通过界面，能够在运行的工艺处理控制服务器上实现2级控制功能。生产管理功能：1.炉料引入2.炉料处理追踪3.剩余处理时间4.操作人员向导5.分析结果记录6.工艺处理延误追踪7.

14、事件记录8.炉料报表工艺处理控制功能：1.EAF炉处理工艺处理监督2.EAF炉能量平衡3.电力输入控制 4.物料添加B - 人机界面：在使用人机界面程序时，该操作人员工作站提供以下一些功能的视频图形显示和窗口，使操作人员通过界面，能够对安装有1级PLC可编程逻辑控制器控制装置的设备进行控制。1.EAF炉设备模拟信号；2.人工指令输入；3.更新设备设置点；4.实时跟踪曲线；5.报警管理。HMI提供历史追踪功能,曲线数据也可输出到excel表格中。(2)控制室控制台控制室控制台（PCD）配备有相应的控制装置，来对主要设备以及工艺处理过程进行控制。控制台配有键锁，操作人员在控制台上可以直接输入控制命

15、令。EAF控制室控制台具有以下一些功能：A - 紧急命令功能：通过独立的按钮和开关，实现紧急，安全控制功能。这些按钮、开关与配电盘直接相连，并直接安装在主控制台上。它们用于：·紧急制动·切断EAF炉的断路器和隔离开关·阻止电极夹开启（关键开关）·辅助设备的快速停止紧急停车命令，是用于在紧急情况下，对人员设备进行保护。操作人员按下紧急停车按钮后，所有机械设备均停止工作。B - 手控指令功能：控制室控制台（PCD）安装有专门面板，允许操作人员通过手控指令，对从操作人员工作站（OWS）发出的设定值进行人工修改，并通过远程控制输入/输出装置，与控制室的PLC（可

16、编程逻辑控制器）直接相连接。通过该面板的指令输入，可以对以下设备的操作。·抽头变换器（tap changer）的提升/降低·电流曲线的增加/减少·炉断路器的打开/关闭·隔离开关的打开/关闭·电极夹的打开/关闭·电极上/下运动·检验门的打开/关闭·炉盖移动·模块开启/关闭, 增加/减少·底部搅拌C - 工艺处理监控功能：控制室控制台中集成了专用仪表或者显示装置，对工艺处理过程进行特殊监控。专用仪表来显示以下一些工艺处理变量：·有效功率·无功功率·功率因数 ·

17、初级电压·二次电压（每相）·二次电流（每相）·温度和氧气活性显示器（包含采样设备供货范围中）(3)车间地面工作站车间地面工作站配有一些控制装置，分散在技术区域的相关部位，对工艺处理过程和设备进行控制。这些控制装置均处在工作站可视范围之内。车间地面工作站具有键锁定功能。当切换到“局部控制”模式时，可以在工作站内输入各种指令。当操作人员需要离开车间地面工作站时，出于安全考虑，应该将工作模式切换至“远程控制”模式，并对键加锁。但是，紧急停车键仍然会有效。为了满足特殊需要，车间地面工作站可以配备操作人员面板（SFS-OP型）来执行一些更加高级的界面控制功能。我们提供以下这

18、些工作站·液压室控制台·变压器室控制台·辅助设备控制台·用于EBT通道的控制台·出钢区域控制台·钢包车控制台·用于紧急命令的控制台3.1.5. 电弧炉设备控制（1）炉体运动炉体运动由可编程逻辑控制单元（PLC）通过液压开关和平衡电磁阀进行控制。倾炉：它用来倾斜炉体以便于完成下列操作：·倒渣，炉体朝门倾斜后，以便于废渣能从钢液中倒出来。·出钢，炉体倾斜后，以便于EBT出口位于最低点，从而将钢水倒入钢包。倾炉由操作人员从控制室的主控台进行手动控制，或者通过使用控制杆从EBT现场控制箱中进行控制。倾炉紧锁销：它

19、是将炉体固定在水平位置的安全装置。可以通过主控制台上的按钮和EBT现场控制箱中的按钮对该装置进行手动控制。在日常操作中，只有当倾炉时，这些螺栓才可松动。炉门： 炉门允许炉体的内部检测，通过倾炉移动炉渣。它允许引入诸如温度探测器，取样，碳枪，氧枪等辅助设备。炉渣门的开启和关闭只能通过位于主控制台上的键盘进行手动操作。该设备没有提供联锁装置。炉盖： 当炉体准备加料或者维修时，炉盖会打开。在熔炼之前，炉盖必须被关闭。按以下列顺序进行操作时，炉盖将循环运动：·打开 升起-炉盖旋转锁定-打开·关闭 关闭-炉盖旋转解锁-下降作为这种循环的一部分，在炉盖打开前，位于炉体弯管处的烟道将被移

20、走。当炉盖关闭时，它又会恢复原位。当填充料篮时，通常要使用该循环。该操作可以使用在控制室主控制台上的相应按钮手动分步骤完成，或者是通过按下“开启循环”和“关闭循环”按钮，自动完成。出于安全原因考虑，炉盖的运动将与电极定位、合金槽定位、连续喂料槽定位及炉子断路器实现互锁。电极夹：当要更换电极或者要调整长度时，电极夹被开启。该电极夹是通过控制室的主控台人工操作开启的。当接到来自炉子断路器和隔离开关的信号时，通过一个开关来开启它,从而避免激活警报信号。 电极： 专门的电极调节装置控制电极的运动。该电弧炉的PLC装置向该电极调节装置的PLC提供了下列指令和设置点：指令： 设置点： 提升 电流曲线 下降

21、 变压器抽头位置 自动模式 电抗器抽头位置 人工模式EBT：用来在熔化过程结束时出钢。将允许有以下操作：·解锁·打开·关闭·锁紧在出钢控制箱中有一个开启/关闭开关用来手动控制EBT 设备。该系统装有紧急控制箱，以便在电力故障或可编程逻辑控制器（PLC）故障时，确保炉体安全。紧急控制箱可以控制下列运动：·电极提升·炉盖提升·螺栓解销和翻转·EBT解锁并打开（2）冷却水系统用来控制炉体和变压器冷却系统的正确操作。EAF炉水冷系统包括大量的水温测量传感器和水流测量设备。每个回路的温度和总回路的流动可由可编程逻辑控制器（P

22、LC）获得，并送至操作员工作站（OWS）上显示出来。有两种类型的警报：·出钢警报：这类警报必须显示在人机界面上，必须引起电炉断路器的开启。·一般警报：这类警报必须显示在人机界面上。如果温度超过第一次预先设置的值，警报就会产生：如果温度继续上升并且超过第二次警报值，电炉断路器就会打开。（3）液压单元液压单元提供水乙二醇液压油，用于下列回路：·电极运动·电极夹持器·炉盖旋转锁定/解锁 和 开启/关闭·炉体倾动锁紧销开/关和倾动·炉门开启/关闭·EBT锁定/解锁与开启/关闭该液压装置配有油加热器，在出现油温过低的情况下会

23、被激活。该液压装置还配有一个油循环泵，以便通过热交换装置输送油；还配有一个空压机，用于蓄电池通风。该液压装置的控制可以通过主控室里的OWS装置或者通过液压室的现场控制箱来实现。（4）中压设备1) 变压器电气测量装置：该可编程逻辑控制器（PLC）装置与中压设备的测量装置连接交互，以便获得下列数据：·有功功率·无功功率·一次测电压·一次测电流·电极电压·电极电流·千瓦时脉冲所收集的这些数据被送至OWS装置用于显示，并且送至电极调节器用于调节。如果需要的话，这些数据还将被送至二级过程控制计算机。2) 变压器单元抽头调节开关抽头调节

24、开关允许控制变压器的二次测电压。操作人员从主控制台可以改变抽头调节开关的档位位置。本系统由带有抽头调节开关位置信号的交流马达组成。3)变压器单元电流曲线变压器电流曲线允许控制电弧炉阻抗；在主控制台上，操作人员可通过按钮或者人机界面，选择六种不同的电流曲线。自动控制可编程逻辑控制器（PLC）把电流曲线位置发送给“电极调节器”，当冶炼过程处于远程控制时，二级系统（L2）把电流曲线位置设定值发送给自动系统PLC。4)变压器辅助接口变压器设备分成两个部分：·变压器冷却系统·变压器警报系统变压器冷却系统通过使用油/水交换的强迫循环为变压器散热。系统由油泵组成；通过人机界面控制方式，操

25、作人员可以从主操作台控制这个油泵。变压器警报保护变压器免受内部机械损害和电子损害。可编程逻辑控制器与辅助变压器交互以获得下列数据：·瓦斯继电器情况 ·冷却水流量·油位 ·冷却油流量·油温 ·过压阀这些数据在操作员工作站（OWS）装置上显示。如果这些数据值超过或者低于警报界限的话，就将产生警报。并且，如果这些数据值超过或者低于警报界限的话，那么炉子断路器就会被断开。5)中压配电系统接口包括所有中压断路器和开关；系统允许炉体电能控制，并且保护所有的电子元件（变压器，电炉二次侧），以避免电子和机械损害。所有的电动断路器和开关由操作人员从主控

26、制台进行控制。所有的联锁和保护都是由炉体的中压开关装置完成的。可编程逻辑控制单元(PLC)按照一个定义好的顺序，控制单个设备的关闭和开启，并且与保护单元进行交互，以检测任何警报信息，从而停止中压开关装置上的活动命令。它的状态显示在操作员工作站（OWS）单元，同时，它也被传递到电极调节器，用来自动开启电机调节。仅在电极升起并且从电极调节器发送了“同意”信号后，正常的炉子断路器才会以自动的顺序开启。(5)底部搅拌炉体底部搅拌系统用于钢水沸腾。通过透气砖，搅拌系统将氩和氮中性气体注入炉内并控制流量。操作人员从主控制台对搅拌气体流量和阀门状态进行控制。 搅拌气体流量输出压力和输入压力显示在人机界面上。

27、 对搅拌系统的控制可通过二级过程控制系统（计算机模式）或者从控制室的主控制台（现场模式）来进行。(6) 自动出钢炉体倾动是通过位于EAF炉出钢端的控制台进行控制的。控制可采取自动模式或者人工模式。 出钢量的设置值是在收到二级过程控制系统（实际钢水减去余钢的重量）的数据或者操作人员人工输入的数据的基础上计算出来的。 在自动控制模式下，炉体出钢是通过自动顺序来控制的。通过重力传感器读取的数据，基于出钢量的变化，炉体将会通过增加倾角进行倾斜，直到所要求的钢水注入到钢包中：W重力传感器>=W开始出钢+W出钢量然后，炉体回倾到倒渣位置（预设值）。在人工模式下，操作人员手动控制炉体的倾动。(7)钢包

28、车的运动该钢包车是通过出钢区域的现场控制箱由人工或者自动地加以控制，这样可以使得钢包移动至不同的位置：出钢、预热、引流砂、拔渣、加载/卸载。该系统由以下部分组成：由变频器控制运动的交流马达小车，车位的限位开关，特殊线路的限位开关以及安装在小车上用以称量出钢重量的重力传感器。钢包毛重和钢液的重量将被显示出来。(8)碳氧枪 系统配备如下：·碳氧枪定位气缸系统提供以下工作模式：·氧气喷射过程的自动循环·碳氧喷射过程的自动循环在这两种循环中，碳氧枪将启动并定位于预设位置。基于这一点，操作人员可以人工调整碳氧枪位置。操作员可以人工启动/停止喷射过程，同时，流量和压力的调节将

29、根据预设值自动进行。系统将测量碳氧的实际喷射量。过程控制系统的计算模型会使用这一数据。当选择的是碳氧循环过程时，系统也将同时控制喷碳设备。（9）取样设备取样测量设备用来读取钢水温度和氧气百分含量。PLC自动控制设备接收来自取样测量设备的数据。(10) EAF炉压控制通过烟尘处理系统的节气阀或增压机来实现对压力的控制，其目的是在炉体内维持一个轻微的负压过程。 炉压的大小由炉盖内的传感器进行测量。压力的设定可通过L2系统或OWS来进行。 压力的设定值和实测值将被传送到除尘系统的PLC，该PLC也执行对压力的控制。(11)紧急动作自动控制系统提供了一种硬件逻辑， 用以确保当发生下列情况时，能保证炉体

30、执行最重要的移动操作：·可编程逻辑控制单元故障·（液压运动的）电力故障 为了确保紧急动作，操作人员必须保证后备现场控制箱中的每一个相关的关键按钮被直接连接到执行元件上（MCC或者液压阀）。 因为没有联锁装置，检查动作使之以避免机械损害显得尤为重要。·电极解锁·电极提升·倾动解锁·倾动锁定·EBT解锁·EBT 开启·炉盖提升·炉盖提升锁定/解锁·炉盖旋转锁定/解锁·炉盖旋转开启·钢包车制动解锁·钢包车运动(12)HIREG®电极运动是通过DANIE

31、LI HIREG®自动化数字电极调节系统控制的。电极调节系统控制液压阀门，用以进行电极杆的手动和自动操作。该功能通过专门的，标准的可编程逻辑控制器来完成。电极控制环基于阻抗控制，通过使用电流和电压反馈信号，在电极电压和电极电流之间保持一个恒定的比率。电极电流在炉体变压器的一次测一端进行测量。考虑到实际的变压器抽头是根据相应的电极电流来设定的，故调节信号将依据抽头情况被修改。电极电压在电压变压器的二次测一端进行测量。测量系统对电极和炉子中性点之间的电压进行测量。如有必要，可以管理电极调节器。·变压器抽头最多有32档·每个变压器抽头最多有6个电流设定点·串行

32、电抗器最多有6个抽头档位电极控制系统的输出值用来设置液压伺服阀的数值，并且它符合一定的电极速度。因为液压设备的最佳设计，系统确保了快速响应，这对于满足下列要求是非常重要的：·高度集成的输入功率·碳提取风险的最小化·耐火材料过渡损耗风险最小化为了实现对系统的调节和操作设置点的预先设值，系统与专门的控制面板相连接。该装置上配有如下仪器：·一次侧电压和电流表·每相的二次侧电压和电流表·有功功率和无功功率表功率需求功能用来控制电极提升的功率需求，由买方供货。电极调节PLC在接受到由该功能提供的一个命令（数字I/O）后，将调节熔炼功率，以使其达

33、到一个由OWS设定的较低功率值。3.2. LF3.2.1. LF概述3.2.1.1. 了解LF工艺LF炉工艺目的：此钢包炉配有加热和底搅拌手段，具有脱氧、脱气、脱硫、合金化、去除夹杂物等功能。和AOD、VOD(VD)配合起三个主要的作用：（1）在VD工艺前调整钢液成份和温度。（2）对于不经过AOD或VOD真空工艺的钢种，调整其最终钢液成份和温度，以及钢液的脱氧脱硫。（3）当AOD后面不使用VOD工艺时，在AOD后面对钢液进行成份和温度最终微调。3.2.1.2. 了解LF设备LF炉区域的主要设备：精炼钢包、钢包小车、电极升降系统、喂丝机、一套冶炼变压器。具体参数如下：精炼钢包主要参数公称容量60

34、t包口直径2950mm总高3800mm锥度3度3.2.2. LF电气系统 3.2.2.1. LF供配电系统为本工程提供35KV电源的厂区总降变电站距不锈钢分厂约300m左右，从总降变电站侧到LF变压器高压进线开关侧这部分的电缆敷设设计由上海冶金设计院设计，五钢设计院负责从高压进线开关上侧到LF短网段设计，见LF高压系统单线图。供电系统：LF炉变压器供电：LF变压器容量10MVA，其变压器高压35KV电源自220KV总降变压站2主变120MVA馈出供电，35KV母排技术参数如下：电压偏差35KV±10，最高电压40.5KV，Skmax1000MVA，Skmin629MVA。供电系统电气

35、绝缘水平按中心点经消弧线圈接地系统设计，LF在冶炼过程中产生频繁的冲击负荷并伴随产生大量的谐波电流注入电网，引起电网电压波动及闪变，使电压和电流波形产生畸形。LF辅助低压设备供电电源：辅助低压设备供电电源为二级负荷，从不锈钢车间EAF炼钢变电所低配室供二路交流380V电源，二路电源自不同动力变压器低压母排引来，一用一备，在LF低配操作室进线柜内末端切换。LF辅助低压设备总装机容量约为223KW，计算容量为136KVA，计算电流为207A。LF区域照明及空调电源：从不锈钢车间EAF炼钢变电所低配室供一路交流380V、100A电源，供LF高压开关室、变压器室、操作室、低配室、液压室照明及须安装空调

36、处空调用电。高压开关供电：从EAF电气室引一路直流220V电源供高压开关柜分、合闸用。UPS系统：供应OWS、PLC、仪器仪表等，如CAD图3.2.2.2. LF现场电气设备高压开关柜：LF变压器：LF变压器是专门设计的以满足高保炉操作的特殊要求，它的特征是低的二次电压合高的二次电流，该变压器室内安装。在高压侧有三个高压套管，二次侧采用的是水冷电缆接线。二次侧电压分级通过马达驱动在有荷载情况下切换。调压开关安装在一个单独的储油室内，以免变压器油污染。LF变压器主要参数变压器容量10MVA最大系统短路容量1500MVA阻抗电压7一次电压35KV二次电压160280V调压级数13操作方式有载调压二

37、次侧最大电流28KA一/二次侧线圈形式Y/冷却方式OFWF马达控制中心（MCC）：采用抽屉式或固定分隔式封闭金属外壳柜，操作安全可靠性高。本次LFMCC柜从国外引进。控制台、箱：操作台由钢板框架组成，不锈钢面板，指示仪表和控制装置安装在面板上，贴面操作。现场操作箱采用挂墙式，在有尘埃的地方装有密封挡板，LF本体操作台、箱均从国外引进。喂丝机的电控装置随国内设备成套提供。照明配电箱国内提供。3.2.2.3. LF电气传动及控制u LF变压器二次侧有载调压13级，马达控制由PLC控制；u 电极升降、夹持、炉盖提升均用液压传动，通过PLC控制；u LF液压系统为一用一备，当工作泵故障时，备用泵自动投

38、入，保证液压系统正常工作，通过PLC控制；u 测温取样装置电控由设备带来，可实现自动取样，通过PLC控制；u 事故吹氩装置为当透气砖堵住时，用事故吹氩枪，枪为双速正反转控制，通过PLC控制；u 喂丝机为机电一体化设备，专用的S7300 PLC控制，喂丝机传动电机采用变频器无级调速。根据冶炼需要，由人工预先设定喂丝速度和长度。PLC按设定值控制喂丝过程，可现场或操作室操作，喂丝机上HMI显示设定值和实际值。u 钢包车采用变频调速装置，钢包车供电电缆和控制电缆绕在电缆圈筒上，电缆圈筒上装有小电机保持电缆微张力，钢包车可就地控制，也可在操作室内自动控制。3.2.3. LF过程控制及基础自动化3.2.

39、3.1. LF基础自动化及原理LF的基础自动化系统配置如下：见基础自动化图组件数量（台）型号LF主控PLC1S7-400电极升降PLC1S7-400VOD喂丝PLC1S7-300脱硫PLC1S7-300Remote I/O2（看图）Siemens ET200基础自动化系统以PLC为核心，组成分布式结构。PLC通过工业以太网ETHERNET与计算机L2通讯，且PLC主站与PLC从站、PLC主张与各操作点从站及远程I/O间、PLC主站与传动设备间均采用PROFIBUS现场总线连接，实现控制和数据通讯，人机界面CRT对LF工位进行监控。LF基础自动化控制功能：u 现场信号采集u 向现场传输控制信号u

40、 报警信号采集u 与HMI通讯u 冷却水的温度、压力和流量信号采集u 钢水温度信号采集u 电气参数的信号采集u 输入LF的功率信号采集u 钢包车位置信号采集u 加料系统信号采集u 搅拌气体的压力和流量信号采集u 钢水重量信号采集u 液压系统信号采集u 测温系统信号采集u 除尘系统信号采集控制u 喂丝机信号采集控制u 电极升降控制电极升降自动调节系统是通过信号变换电路及输入模块采集系统阴极、阳极电弧电压、电弧电流、及其他相关给定信号，经控制器PID运算处理，输出信号，控制液压系统电极升降比例阀，对电极位置自动调节，从而控制输入到炉内功率，满足精炼工艺要求。（升降运动和电压的关系）HIREG 恒阻

41、抗电极控制系统是用来解决交流和直流电弧炉、钢包炉的电极位置调节的。此电极控制系统的主要任务是定位电极，以能达到理想的电弧能和电极电流、电弧电压（弧长）。为了达到这个目的,就需要一个快速响应的电极定位系统,由于废钢穿井造成的短路、废钢高能电弧下的快速熔化，电弧都会受到严重和意外的干扰。因此机械定位系统、电极提升柱、电极横臂和液压系统的设计对于获得电极控制系统的快速反应是非常重要的。在变压器分接头上操作的各电气变量都是相互关联的。也就是说，在理论上任何一个相关的变量（电压、电流、功率、功率因素）都可以作为控制参数，因为所有的变量都能表征电弧的详细特性。在三相交流电弧炉中，任一相的紊乱都会立即影响到

42、其它两相电弧的电压和电流。然而，这也表明选择相阻抗作为控制参数可以大大提高各相的耦合性。因此，Danieli的HIREG电极调节器是依靠恒阻抗控制环：其任务是维持电压和电流的关系和恒阻抗操作条件。其信号取一次侧的电流和二次侧的电压。HIREG系统的其它特征：基于PLC的全数字硬件，为适应特殊用户需求提供更大的柔性。菜单操作（用户友谊性达到最优）。与其它自动化和过程级控制系统（包括L1和L2电炉自动化级）局域网接口功能。HIREG系统由四个功能块组成：仪表板过程控制PLC操作工接口面板工艺工程师远程站（可选的）3.2.3.2. LF过程控制LF过程控制：（见过程自动化图）网络结构上采用Ether

43、net、TCP/IP，LF工位共有3台OWS，OWS工作站软件配置：操作系统Windows2000 Professional打包软件SCADA、INTOUCH Develop通讯工具Siemens IE SoftNET S7（工业以太网）整个冶炼区共用两台服务器，其中一台热备份；共用一台PWS服务器的软件配置： 操作系统Windows2000 Server数据库Oracle9.1数据库开发软件DelphiBorland应用软件Excel 2000通讯工具Siemens IE SoftNET S7（工业以太网）过程控制功能：生产管理功能冶炼说明钢包跟踪剩余处理时间操作指南登记分析延误跟踪事件记录

44、钢水报表工艺控制功能LF工艺监控LF能量平衡合金计算造渣计算冶炼跟踪全过程向导3.2.3.3. HMI(人机接口)基本功能人机交互界面LF的模拟设备手动命令更新设定点实时趋势曲线报警控制3.3. AOD3.3.1. AOD概述AOD自动化系统为AOD炉的钢水精炼处理提供了一个综合的、软硬件结合的解决方案。自动化集成思想体现为将自动化系统界面、冶金系统界面和生产管理系统界面合并为一个单一的应用程序，这个单一的应用程序可作为一个统一的用户界面。AOD操作人员可通过它来有条理的、循序渐进地完成常规任务。实现AOD设备功能所必须的硬件、软件和文档（包括PLC、服务器、工作站和网络）将满足Danieli

45、 EAFLFVOD-CCM自动化技术说明中有关附件(1.3.1，6.16.5，7.1)、附件4和附件5中技术文档所涉及的要求。所提供的系统符合AOD冶金工艺说明书。3.3.2. 工艺区域范围AOD工艺区域由以下设备组成： AOD炉壳，耐火炉衬，风口 AOD炉托圈和轴承 AOD炉托圈的倾斜机构和驱动 AOD炉托圈轴承自动润滑器 AOD炉托圈液压减振器系统 AOD炉风口配气管道 AOD风口气流控制系统 AOD氧枪 AOD氧枪气流控制系统 AOD氧枪冷却水流量控制系统 AOD氧枪小车和驱动 AOD烟罩和驱动 AOD炉卸料漏斗 AOD钢包车和驱动 AOD炉加热器 AOD炉预热站 AOD控制操作台和操作

46、员工作站 AOD终端服务器和网络交换 AOD马达控制中心 AOD现场操作员工作站 AOD钢水测温系统3.3.3. 自动化系统概述Praxair智能精炼系统（IRS）为AOD钢水精炼处理提供了一个综合的、软硬件结合的解决方案。自动化集成思想体现为将自动化系统界面、冶金系统界面和生产管理系统界面合并为一个单一的应用程序，这个单一的应用程序可作为一个统一的用户界面。AOD操作人员可通过它来有条理的、循序渐进地完成常规任务。从开始页开始，AOD操作员能够通过界面获得必要的操作信息，并且能够进入以下主要任务： 加料 脱碳处理 还原 脱硫处理 成份调整 出钢一些相关的任务，如增加一个新钢种的说明、在料仓中

47、增加一种新合金、或打印一个报表等，将在相链接的第二级界面中显示。复杂的任务也会以链接的形式显示出来，为操作员提供这些任务或主题的总体特征、帮助信息以及程序信息等。在总览页中区域设备以图形方式描述，并且能链接到详细界面，以访问设备参数。从所有的界面中，操作员能够监控主要任务的进展情况，也能观察和了解到所发生的任何系统信息和报警。提供了一个综合的、软硬件结合的解决方案。自动化集成思想体现为将自动化系统界面、冶金系统界面和生产管理系统界面合并为一个单一的应用程序，这个单一的应用程序可作为一个统一的用户界面。AOD操作人员可通过它来有条理的、循序渐进地完成常规任务。Praxair提供的自动化系统功能可

48、实现以下任务： 控制AOD炉体的转动 控制AOD炉体风口中氧气、氮气、氩气和空气的流量 控制AOD氧枪小车的位置 控制AOD氧枪的氧气流量 控制原料从AOD卸料斗到AOD的传送 从AOD钢水测温系统中记录钢水温度测量值 控制AOD烟罩的位置 监控AOD氧枪冷却水流量 监控AOD烟罩冷却水流量 工厂生产计划查看 查看/更新钢包跟踪信息 取样分析查看 钢种说明查看 操作说明查看 原料说明查看 查看/更新加料系统原料需求 预测当前钢水、钢渣的重量、温度和成份 计算最低成本的原料添加量 计算最佳处理方式Danieli提供的自动化系统功能将实现以下任务： 管理技术数据 管理工厂生产数据 从加料系统中称量

49、所需原料 向AOD卸料斗运送已称重的原料3.3.4. 电气系统概述Danieli将按照以下要求提供电气系统： 用于AOD自动化系统的UPS 区域设备交流设备 区域照明Praxair将按照以下要求提供电气系统： 区域自动化系统部件的配电保护器和回路保护器 区域场地设备的配电保护器和回路保护器 区域马达保护语言所有的设计文本采用英文。软件提供条件所有的PC软件必须是与Windows 2000或更高版本相容的32位应用程序。用户将受制于软件原产商发行的最终用户许可证协议，所有的软件不存在Y2K问题。 电气数据电气低压开关： 380VAC，3相，50Hz自动化系统和现场设备的电气参数： 24VDC，或

50、 220VAC，单相，50Hz设施条件控制室环境条件为： 1035°C 相对湿度 1090MCC房环境条件为： 040°C 相对湿度 595阀站环境条件为： 040°C 相对湿度 595强制通风系统为房间提供每小时一次的换气，换气的最小容量为六间封闭房间的体积；系统同时监测空气中氧气和可燃性气体的比例，以确保空气安全。现场设备的环境条件为： 2555°C 相对湿度 595为防止热辐射和钢液飞溅，所有的现场设备和电缆都配备有防护罩。3.3.5. 操作员接口系统操作员工作站 概述利用瘦客户机、flagship人机界面系统和Wonderware InTouch

51、 7.1的工业化及高运行效率的特性，为集成自动化概念提供了更多的益处。 AOD操作员工作站/人机界面每台瘦客户机要求如下： 一台可实现自动控制的瘦客户工业计算机 一个18.1” TFT液晶平面显示器 一个键盘 一个鼠标终端服务器要求如下： 康柏Proliant DL380 服务器 微软 Windows 2000 Server Wonderware InTouch 7.1 InTouch 终端设备 西门子 SIMATIC I/O server 100 Mb/s 高速以太网交换器控制操作台 概述向AOD操作员提供必要的信息，并可通过操作员的手指操作来进行控制。 AOD操作控制台AOD控制操作台包括

52、： 二台操作员工作站及其相关硬件 一台网络打印机 闭路电视监视器 无线电 电话： AOD炉驱动紧急制动按钮 AOD钢包车驱动紧急制动按钮 AOD氧枪小车驱动紧急制动按钮 AOD烟罩驱动紧急制动按钮 氧气紧急关闭按钮 冷却水紧急关闭按钮车间地面工作站概述为AOD操作员执行本地任务提供控制操作站。本地任务包括：AOD炉出渣、AOD炉出钢、更换AOD炉耐火材料、调换AOD炉壳AOD现场操作员工作站AOD现场操作员工作站是一个实现以下控制的底座式控制台： 能够实现现场控制的脚触式开关 AOD炉驱动操纵杆 AOD炉驱动紧急制动按钮 AOD炉钢包车驱动操纵杆 AOD炉钢包车驱动紧急制动按钮 AOD氧枪小车

53、驱动操纵杆 AOD氧枪小车驱动紧急制动按钮 AOD烟罩驱动操纵杆 AOD烟罩驱动紧急制动按钮 氧气紧急关闭按钮 冷却水紧急关闭按钮3.3.6. 过程控制系统 概述为支持自动化集成概念，Danieli将提供工厂范围的自动化系统，有以下功能： 管理技术数据 管理工厂生产数据1. 过程控制数据库数据库设计AOD自动化系统将采用对象链接和嵌入式数据库驱动器作为客户机访问数据库的工具。自动化系统将只使用文档视图和存储过程。这样允许数据库形成其商业原则，以维护数据的完整。数据库管理a 钢种定义Praxair将定义一个钢种视图。b 工艺处理定义Praxair将定义一个工作流程视图。c 原料表Praxair将

54、定义一个原料表。d 计算模型参数Praxair存储在实际生产中用于计算模型的参数。2. 报表冶炼报表3. 工厂生产管理作业计划Praxair将定义作业计划视图。4. 区域生产管理冶炼说明Praxair将定义冶炼说明视图。钢包跟踪Praxair将在每个工艺步骤开始和结束时调用一个存储过程。剩余处理时间Parxair将在每个工艺步骤进行期间阶段性地调用一个存储过程。分析记录Praxair将调用一个存储过程来记录一个样本。Praxair将定义该样本的分析视图。3.3.7. AOD工艺控制功能数学模型Praxair将提供以下数学模型： 实时地预测当前钢水、钢渣的重量、温度和成份。 计算最低成本的原料添加量。 计算最佳处理方式。3.3.8. 人机界面功能AOD设备模拟显示区域设备在总览页上以图形方式描述，并且能链接到详细界面，以访问设备参数。在AOD的OWS上能浏览到EAF、LF、VOD、CCM工艺区域的数据。实时趋势图实时趋势屏幕上可观察任何模拟标识，并将提供历史趋势的存储功能。趋势图中的数据将以Excel格式输出。设备控制功能3.3.9. AOD设备控制Praxair将提供自动化控制功能以执行以下任务： 控制AOD炉体的转动 控制AOD炉体风口中氧气、氮气、氩气和空气的流量 控制AOD氧枪小车的位置 控制AOD氧枪的氧气流量 控制