冷轧硅钢厂酸再生(ARP)项目自动控制系统.pdf

学免免w, kululu,cecu
第6期(总第163期)
机械工程与自动化
2010年12月
MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION
Dec
文章编号:1672-6413(2010)06-0199-02
冷轧硅钢厂酸再生(ARP)项目自动控制系统
许晓
(大原钢铁(集团)设计院(有限公司),山西太原030009)
摘要:简要介绍了太钢冷轧硅钢厂酸再生项目全厂供配电、传动、自动化、仪表系统的构成以及基本控制功能。
系统设计先进,可靠性好,便于维护,具有一定的参考价值。
关键词:酸再生;自动化系统;控制系统
中图分类号:TP273
文献标识码:B
1项目概述
使用。供配电均采用380V/220V50Hz交流三相四线
酸再生(ARP)项目属太钢冷轧硅钢厂盐酸回收制低压配电系统
项目,建设规模为一套3,5m3/h的盐酸再生装置,总2.3传动控制
占地面积约2000m2。项目建成后,每年可回收盐酸
根据工艺要求,废气风机、焙烧炉供给泵、洗涤
13000t,节约石灰3484t,减少污泥外运量约塔循环泵需调速传动,采用西门子变频器、V/F变频
11427t,回收金属氧化粉3900t;同时可改善中和站调速;其余电机(酸泵、水泵等)为恒速传动,采用马达
中和处理后的水质,实现中和水回用,产生的新酸可控制中心(MCC)控制。
供生产线再次利用。
2.4可编程序逻辑控制器(PIC)
该项目采用先进、可靠的喷雾焙烧工艺,整套装
该机组配置有 SIMATIC S7-400主机1台,其
置由脱硅装置(包括预脱硅区及脱硅区)、酸再生站本余I/O点采用远程I/0单元ET200子站
体、酸储罐以及氧化铁粉站4个系统组成。
与 SIMATIC S7-400配套的软件系统采用西门
2酸再生(ARP)项目自动化控制系统
子的STEP-7V5.4编程软件,上位机软件采用西门
2.1控制范固
子的 WINCC6.2组态软件
根据酸再生机组的工艺要求,本控制系统的控制
PLC硬件配置如图1所示。
范围如下
2.5上位机HMI画面
(1)预脱硅系统:包括混合罐、沉淀池、收集罐、
HMI画面主要包括:①工艺流程图画面:主要包
预脱硅后的废酸储罐、絮凝剂投加罐
括酸储罐、焙烧炉、浓缩塔、吸收塔、氧化铁粉系统、
(2)废酸净化处理:包括反应溶解槽、废气洗涤各泵组、废水坑等设备状态及工艺流程图画面,在各
塔、pH调节罐、沉淀池、混凝剂投加罐、脱硅后的废画面上显示工艺过程参数和报警参数,供操作人员对
酸储罐、脱盐水储罐、氨水储罐
工艺过程及设备进行监视和操作控制;②调整画面
(3)酸再生本体:包括焙烧反应炉、文丘里预浓过程控制回路显示画面,可对控制回路参数进行设定
缩器、吸收塔、除氯塔、最终洗滌塔等主要处理装置,和操作;④①趋势记录画面;⑤棒状图画面;⑥过程参
以及过滤器、酸泵、排气风机等设备
数报警画面;⑦生产报表。
(4)酸储罐系统:包括废酸储罐、漂洗水储罐、再
酸再生主画面见图2。
生酸罐、新酸罐。
2.6网络通讯
(5)氧化铁粉站:包括氧化铁粉仓、除尘器、输
S7-400主站到各远程I/O站采用 PROFIBUSー
送风机等设备。
DP网络,与各操作站、工程师站和已有的生产线之间
(6)再生酸管道。
采用以太网通讯。因距离较远,使用单模光纤传送信
(7)能源介质计量
2.2供配电系统
2.7酸再生机组的典型控制功能
全厂设两台10/0.4kV变压器,一台给酸再生系2.7.1焙烧炉进废酸流量调节回路
统使用,一台给厂区的照明、空调、检修和公辅设施
焙烧炉给料流量经流量变送器转换为模拟量,送
收稿日期:2010-03-30;修回日期:2010-06-23
作者简介:许晓〈1978-),男,山东淄博人,工程师,本科
?200
机械工程与自动化
2010年第6期
釗控制系统中进行PID运算。当流量信号大于设定值到控制器进行PID运算,PID的运算结果在酸操作时
时,控制系统输出4mA~20mA电流信号,送到变频控制进酸调节阀的开度来调节预浓缩器液位,在水操
调速器,使焙烧炉给料泵转速下降,流量减小,流量作时控制进水调节阀的开度来调节预浓缩器液位。
稳定在设定值附近;当流量小于低限报警值时声光报2.7.4焙烧炉出口温度调节回路
警;当流量小于低低限报警值时延时、联锁提枪、熄
焙烧炉出口温度经温度检测元件转换为模拟信
火
号,送到控制器中进行PID运算。PID的运算结果作
操作室
HLM操作站
为燃气流量调节副回路的设定值,再经过副回路各自
白打担机
的PID运算来调节煤气流量调节阀的开度;另一路乘
以空燃比Ksn后作为空气流量调节副回路的设定值,
再经过副回路各自的PID运算来调节空气流量调节
たニなニニニニニーーなにニニニこニにニーーこーにー
阀的开度。通过保持空气流量与煤气流量的正常比例,
PC室-
編程器
去旧线使烧嘴燃烧稳定、燃气燃烧完全、炉内的化学反应正
打印机
交换机电
常,从而使焙烧炉出口温度稳定在设定值附近。空燃
比Ksp在操作画面上根据工艺要求设定,通常为4.7。
点火前空气吹扫时,空气流量调节阀的开度由手动设
扩展机架精脱硅EI200予脱硅ETI200
置,使空气流量达到设定值。吹扫完成后,空气流量
调节阀的开度仍由PID回路控制。当温度大于高限报
S7-490中央机架
警值时声光报警;当温度大于高高限报警值时延时、联
锁提枪、熄火;当温度小于低限报警值时声光报警;当
温度小于低低限报警值时延时、联锁提枪、熄火。
电气室再生CE0柱Cix0
2、7.5吸收塔供水流量调节回路
吸收塔供水流量经流量变送器转换为模拟信号
送到控制器中进行PID运算。当流量信号大于设定值
时,控制系统输出4mA~20mA电流信号,送到变频
图1PIC硬件配置图
调速器,使吸收塔供水泵转速下降,流量减少;当流
量信号小于设定值时,控制系统输出4mA~20mA信
号,送到变频调速器,使吸收塔供水泵转速上升,流
量增大,流量稳定在设定值附近
7.6洗涤塔脱盐水流量调节回路
洗涤塔脱盐水流量经流量变送器转换为模拟信
号,送到控制器中进行PID运算,PID输出控制脱盐
水调节阀的开度来调节脱盐水流量
7.7废酸温度(加热)调节回路
换热器出口温度经温度检测元件检测并转换为模
拟信号,送到控制器中进行PID运算,PID输出控制
加热蒸汽调节阀的开度来调节蒸汽的流量,使废酸温
度稳定。
2.7.8溶解槽液位调节回路
溶解槽液位经液位变送器转换为模拟信号,送到
控制器中进行PID运算。PID的运算结果作为进酸流
图2酸再生主画面
量调节副回路的设定值,再经过副回路的PID运算来
调节进酸调节阀的开度来调节溶解槽液位
培烧炉出口压力经压力变送器转换为模拟信号,2.7-9废酸温度(冷却)调节回路
送到控制器中进行PID运算。当压力信号大于设