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浙江不銹鋼管廠家除塵環保管理監控系統的開發
發布者:不銹鋼管廠(www.870701.tw) 發布時間:2020/2/27 閱讀:225

 浙江不銹鋼管廠家煉鋼區域設計、采用了配置4塊以太網卡的S7-400作為環保管理監控PLC,所有除塵器與除塵點全流程聯網,實現風機的恒壓調速與除塵點閥門自動控制以及除塵管理指標系統的自動統計功能,達到了現場除塵達標、風機節能運行、環保管理高效的目標。

 

一、生產及設備現狀

  浙江不銹鋼管廠家的3座100噸轉爐以及3座LF精煉爐配置了西門子S7-400PLC系統;雙工位脫硫系統、轉爐二次、三次除塵(包括7400除塵、老12000除塵、14000除塵、新12000除塵、9000除塵等)配置了西門子S7-300PLC系統;目前轉爐區域合計35套PLC系統,45個HMI;脫硫區域1套PLC系統,4個HMI;LF精煉區域12套PLC系統,14個HMI;除塵區域8套PLC系統,15個HMI。四個區域相互獨立,沒有通訊連接。四個區域如果采用同網絡連接,會對網絡的通信速度、防病毒的安全性帶來隱患。且煉鋼除塵風機及除塵點閥門較多,管理部門檢查使用情況時,耗時效率也較低。


二、控制要求

為保證最大程度發揮除塵系統效率,提高節能效果,總體節能控制思路如下。

1. 除塵控制改造

   經過除塵控制改造,煉鋼二、三次除塵已經實現集中控制和高壓變頻驅動,可以調節風機變頻轉速,達到節能的目的。

2.生產工序直接控制風機高低速方式

   實現不生產時聯鎖風機高壓變頻器低速運行,生產時高速運行,如老9000、新9000、7400等除塵區域。

  3. 風機負壓變頻控制

    風機負壓變頻控制,各除塵點風門與設備單獨聯鎖控制:除塵點比較多的除塵器本身實現負壓控制,各除塵點閥門根據實際情況聯鎖控制。如1050區域。

  4. 除塵點除塵閥門聯動控制主要有以下聯動方案

  a .轉爐二次除塵閥門聯動方案:轉爐冶煉、濺渣時風門全部打開,檢修時全關,其他時刻開度為30%。
 b. 皮帶除塵閥門聯動方案:皮帶運行時閥門打開,皮帶停止延時10到60秒關閉。

 c.  地下料倉除塵閥門聯動方案:汽車遮擋進口光電開關時閥門打開,汽車離開時,閥門關閉。

 d. 下料振篩除塵閥門聯動方案:下料振篩工作時閥門打開,停止工作延時10秒關閉。

 e. 布料小車除塵閥門聯動方案:布料小車到位,根據物料跟蹤信號進入料倉時閥門打開,物料停止進入料倉延時20秒關閉。

 f. 可逆皮帶卸料小車除塵閥門聯動方案:根據激光測距儀定位及皮帶轉向確定對應料倉閥門在物料進入料倉時打開,物料停止進入料倉延時20秒關閉。

 g. 精煉爐蓋除塵閥門聯動方案:精煉給電冶煉時閥門開度100%,冶煉位有鋼水閥門開度為30%。

 h. 轉爐廠房除塵閥門聯動方案:轉爐生產時打開60%,檢修、停爐時關閉。

 i. 轉爐主除塵管道增加除塵負壓檢測,在三座轉爐除塵總管安裝壓力變送器,接入環保管理監控PLC報警提示,與氧槍降槍連鎖。

 4. 風機實際除塵能力計算顯示

    根據風機電機電流、轉速、額定電流,計算風機電機除塵能力,用于判斷除塵進口負壓低是風機轉速低問題,還是除塵點過多問題。

5. 除塵環保設備管理監控

   編制風機、除塵閥門的工作信息,對違規現象,形成集中顯示、預警、記錄查詢。


三、控制技術方案

 1. 硬件配置

   煉鋼轉爐區域和除塵區域通信的專門環保管理監控PLC裝置采用S7-400系列并配置了四塊CP-443以太網卡,分別為:與除塵連接的1號以太網模塊、與轉爐連接的2號以太網模塊、與精煉連接的3號以太網模塊、與脫硫連接的4號以太網模塊。

  2. 通訊軟件編程

   采用STEP 7-V5.4軟件進行程序編寫,以轉爐通訊為例:采用SFC14/SFC15單邊通訊功能塊分別編制通訊環保管理監控PLC與3座轉爐PLC、1-8號風機PLC的通訊程序(包括看門狗程序)。轉爐PLC接收風機PLC的風機轉速、電流等狀態信息并顯示。風機PLC接收轉爐PLC狀態信息并顯示,然后根據工藝控制邏輯進行高、低速控制和風門控制。

  3.除塵環保設備管理監控

   將除塵風機、各個除塵閥門信息集中采集,使用西門子WINCC7.0軟件,采用服務器/客戶機模式,環保管理人員在辦公室電腦監控設備狀態。

   監控系統的監控數據包括除塵器參數(電流、轉速、進口負壓、布袋差壓,除塵電機運行能力)、散裝料生產情況(皮帶啟停、除塵閥門狀態、管道負壓)、轉爐生產情況(轉爐狀態、除塵風門狀態、管道負壓)、精煉生產情況(精煉狀態、除塵風門狀態、管道負壓)、脫硫生產情況(脫硫狀態、除塵風門狀態)等在環保管理監控PLC內進行邏輯批判,對除塵閥門、風機運行沒有達到自動狀態時,系統記錄自動、手動運行時間,統計出自動化率;對閥門故障時間進行統計,還可以查閱實時數據和歷史曲線。

 

  四、改造效果

  1. 環保設備的高效利用

    通過采用除塵點閥門自動控制及除塵風機恒壓調速控制措施,提高了風機的利用效率,保證了現場的除塵效果。環保管理人員通過與環保管理監控WINCC服務器連接的辦公室電腦,隨時可以看到煉鋼除塵系統風機和除塵閥門的各種信息。通過重點查看環保設備的KPI指標,自動化率和故障時間,快速發現現場問題,極大地提升管理效率。

  2. 節電效益明顯

   改造前所有除塵區域的設備年消耗電費約為:17.5KWH/噸×260萬噸×0.5元/KWH=2275萬元/年使用通信聯網、風機恒壓調速控制、風門與設備聯動控制技術后所有除塵區域的設備年消耗電費約為:16KWH/噸×260萬噸×0.5元/KWH=2080萬元/年改造后節約電費消耗為:2275-2080=195萬元/年。


   利用環保管理監控PLC自身的特點和優勢,設計、實施了西門子S7-400四塊以太網卡的通訊環保管理監控PLC對煉鋼除塵環保設備,包括風機及除塵點閥門進行全流程監控,并設計了煉鋼全系統環保管理監控畫面,從環保指標和節能方面均取得了良好的使用效果。多網卡西門子環保管理監控PLC系統具有連接可靠、施工改造量小、通信信息擴展性好等諸多優點。為跨多個工位的除塵設備管理自動化、信息化提供了一套方法。

 
 

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