西門子PLC在北滿特鋼VD爐電控系統(tǒng)中的應(yīng)用

1 引言

　　特殊鋼冶煉vd爐抽真空設(shè)備在整個(gè)生產(chǎn)中處于重要的地位，它直接關(guān)系到特殊鋼的質(zhì)量及生產(chǎn)成本等諸多方面。而抽真空控制系統(tǒng)是否穩(wěn)定運(yùn)行，直接影響電爐的生產(chǎn)順行。因此解決抽真空系統(tǒng)的穩(wěn)定性、防止抽真空時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成鋼水溫度低而進(jìn)行二次升溫，影響生產(chǎn)及防止造成漏包事故等方面由為重要。本文就北滿特鋼2#vd爐為例，對(duì)vd爐抽真空設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)的組成及控制原理進(jìn)行討論，技術(shù)基于西門子simatic s7-300系列plc自動(dòng)化平臺(tái)。

2 vd爐原理及工藝概述

　　vd爐抽真空是將電爐或精煉爐處理完成的高溫鋼水（約1650℃-1700℃）在密閉的真空罐內(nèi)通過(guò)全蒸汽式抽真空系統(tǒng)或水環(huán)泵+蒸汽式抽真空系統(tǒng)進(jìn)行真空處理，去除鋼液中的氣體。整個(gè)抽真空時(shí)間一般控制在20-25分鐘結(jié)束。水蒸氣噴射真空泵是利用于飽和蒸汽或過(guò)熱蒸汽作為動(dòng)力，來(lái)取得真空的一種裝置。具有一定壓強(qiáng)的工作水蒸氣通過(guò)拉瓦爾噴嘴，于是工作水蒸氣減壓增速（蒸汽的勢(shì)能轉(zhuǎn)化成為動(dòng)能），以超音速噴入吸入室，使吸入室產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓區(qū)，爐氣由吸入口進(jìn)入吸入室，蒸汽與爐氣成為混合氣體進(jìn)入擴(kuò)壓器后減速增壓并進(jìn)入冷凝器內(nèi)，在冷卻水的噴淋冷卻作用下，高溫狀態(tài)的水蒸氣與冷卻水進(jìn)行熱交換，水蒸氣被冷卻水冷凝成為冷凝水并隨冷卻水一起由冷凝器底部的下水口流至水封池內(nèi)，而被抽爐氣則由冷凝器上方的出口排至下一級(jí)噴射泵或大氣中。

3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3.1 總體設(shè)計(jì)

　　vd爐電器控制系統(tǒng)（如圖1）主要包括：水環(huán)式真空泵控制、各級(jí)蒸汽式真空泵控制、給水泵及循環(huán)泵及冷卻系統(tǒng)控制、真空蓋車控制、氬氣控制及破空控制等。為了保證整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠，本系統(tǒng)利用西門子可編程序控制器s7-300實(shí)現(xiàn)了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字信號(hào)狀態(tài)，模擬信號(hào)采集并將采集信號(hào)通過(guò)cp5611卡mpi網(wǎng)絡(luò)傳送給上位機(jī)中，上位機(jī)在根據(jù)需要將控制信號(hào)通過(guò)cp5611卡mpi網(wǎng)絡(luò)傳輸給plc，通過(guò)plc完成各個(gè)控制對(duì)象的輸出。同時(shí)利用wincc5.2組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，包括對(duì)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)量的實(shí)時(shí)顯示、對(duì)模擬量的實(shí)時(shí)顯示、下位機(jī)運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)修改、故障報(bào)警、運(yùn)行參數(shù)記錄等等。

　　3.2 硬件配置

　　本系統(tǒng)采用的cpu為314-1af10-0ab0版本。配64kmcc存儲(chǔ)卡，i/o模塊配置為64di 32do 16ai2ao。系統(tǒng)壓力、流量全部采用川儀公司eja變送器轉(zhuǎn)換為4～20ma標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送plc。溫度采用鉑電阻信號(hào)送plc。

　　主、輔水環(huán)式真空泵電機(jī)功率90kw；罐蓋車行走電機(jī)功率11kw；真空罐蓋升降電機(jī)功率30kw；給水泵三臺(tái)，每臺(tái)電機(jī)功率37kw；循環(huán)泵三臺(tái)，每臺(tái)電機(jī)功率30kw；冷卻風(fēng)機(jī)兩臺(tái)，每臺(tái)電機(jī)功率11kw。