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Fe b．2 000 V Vo 1 ． 7． No ．1 2 第 o 7 o卷 o -第 - } 岛 S 盏 自 0 io化n P L C在攀钢苏尔寿 4 0 0 0风机控制 系统 中的应用 ⋯ 寨 焖 6 1 7 6 Z 6 } 6 { 攀 枝 花 钢 铁 集 团 公 司 自 动 化 公 司 ， ’ I 控制器进行控制未诧改造的主要功能和实现方法。实障运行说明， 试来 兢母育南 可毒性及反应快速的 世点a ． 关 。三 竺 兰 兰 cm t 角 度 t转 速 隶 吼 } 7L 中 国 圉 书 馆 田 书 分 类 号T P 39 1 ．8 ’ I I 。 f 言 ， S 通 m 讯 at 处 i c 攀钢 热 电厂 6 和 7 鼓 风机是引进瑞 士苏 尔 寿公司 7 o年代的产 品． 其控制系统按设备组成分 为风 机控 制 和透 平控 制两 大部分 ， 全 部采 用分 立 元件进行控制 随着时间的推移， 控制系统中大部 分模板上的元器件由于受温度、 湿度、 灰尘及元件 自身的老化等因案影响， 使得控制模板性能极不 稳定 ， 控制精 度严重 下降 ， 给机组的安全运行带来 了严重影 响 ， 风机 跳 闸引起高 炉灌渣 的事故 时有 发生。 为此 ． 在分析原苏 尔寿风机控制原 理的基础 上 ， 采 用西 门子 s 5 1 3 5 U 型 P L C对 鼓 风 机控 制 系统进行改进 2 工艺简介和系统配置 P L C系统 配置 如图 1所示 。中压蒸 汽推动汽 轮 转动 ， 从而 带动风 机 额定转 速 5 4 5 0 r ／ rai n 转动 ； 通过吸风室 将空气吸 入鼓风机 ， 经鼓风机高 速 旋转 成为压缩空气 冷气 进 高炉冶炼 。 { f s i Ⅱ 朗 } n网 。 J C I p C I U P s 5136 U M EU 一1 8 4 d ● 9 1 I ／ O 3 I ／ 0 _ 2 l 1 8 3 2 B l 1 ． ． 一 j 理 场信号 l j _ 一l 现 场信 号 圉 1 nc系娆 配置 囝 理 器与 S i n e c H1高速通 信网相连 ， 将 系统 信息 数 据传送至上位机进行 显示 与操 作 3 控制 系统功能 3 ． 1 流量控制 系统 风机输 出的压缩空气流量 通过变换压缩机叶 片的开 口角度来 进行调 节 ， 可不 受高 炉阻 力的影 响 。压缩空 气流量 的计算 公式为 ； q k p △ p { 式中 ． g 为 压缩空气 流量 ； P 为 压 缩机 出 口压力 ； A p 为 节 流装 置 的 差 压 ； t 为 压 缩 机 出 口温度 ； 为流 量系数 如图 2所示 ， 为 叶片角度控 制框图 。 压缩空气 警 嘉 ；警 警 篱警 转 速 值 滤 量 值 压 力 值 压 力 值 一 圉2 叶片 角度控 胡框 图 流量经温度 、 压力补正 以后 ， 迭流 量控 制器同设定 值进行 比较 ， 从 而改变流量控 制器 的输 出。流量 收稿 日期 ； 1 9 9 9 ． 0 8 - 2 3 江宾男． 1 9 6 5 年生．工程师。主要从事 自动化工程设计． 世备安装， 1 胃 试与维惨工怍 维普资讯 4 6 基础 自 动化 第 7卷 控制器的输出信 号经蝇鹅攀噼匪 控 制器 々 镪- 后压力控制器和负荷粳酿控锏嚣兰者的输出信号 进行 比较 ， 选其 中晟 低的信 号进入 高选 器 同风机 要求 的最 小 叶 片角 度 3 5 进行 比较 ， 选 高 信 号 输 出， 以控制风 机叶片角度 。 3 ． 2 压 力控制系统 风机 出口压 力通过改 变风 机静 叶角度而 保持 不变 ， 不受 出口流量 的影 响。 压力控制 系统和流量 控制系统使 用相 同的执行器 ， 如图 2所示 ， 但 不可 同时参与控制。 鼓风机的正常操作方式为 控制流 量 ， 将压力控制 系统作为 压力限制 ， 从 而使设备 不 因输 出过 高压力雨 造成损坏 ， 在这 种运行方 式下 ， 只要压缩机 出 口压 力低 于压力控制 器的设 定值 ， 压力控 制器 的输 出则 始 终 处于 最大 值 而 稳定 不 变 ； 一旦 压缩机 出 口压力超过 压力设定点 ， 控制器 输 出则下 降井 在低 选器 中与流 量控 制 器、 7级后 压力控制器和 负荷极 限控 制器三者 的输 出信号进 行 比较 ， 其结 果是 由压力控制器 的信号控制执行 器 ， 压缩机 以压力控制方式 运转 ， 流量控制器输 出 上 升到晟高值 。 当出 口压力再次下降 ， 使得压 力控 制器的输出信号在低选 器中被切断， 流量控制器 再次取而 代之 。 3 ． 3 静叶 角度控制 叶片在垒关和 全开位置不 可随意调 整叶 片角 度 。 1 垒 关位置 e 一2 0 。 如 果汽轮 机停 止运转 或在 启动期 间透 平速 度 低于 1 0 0 ． 叶片处 于此 位置 。 2 晟小操 作位置 0 3 5 。 叶片角度 调整 范 围开始的最 小操 作角度 。即在此角度与最大角度 之间 ， 叶片位 置 由流量控制器或压力控制器调节 。 3 全 开位置 0 8 4 。 ， 即 由机械制 动器限 制 的最大可开角度 。 用控制 逻辑 监督 以上 3个 位置 ， 在 由于偶 然 原因切掉 极限时 ， 控 制逻辑将鼓风机转换到“ 安全 运 行 ” 状 态 。当 启 动 鼓 风 机 ， 即 透 平 速 度 达 到 l O 0 时 ， 叶片必须在 3 s 内迅速 通过 2 0 。 ～3 5 。 的 禁止 范围 ， 控制 逻辑检 查通过 时 间并 检查 叶片是 否到达 目的地 最小操 作位置 ， 在违 规情 况下 ， 鼓 风机转换到“ 安全运行 状态 。 叶片角度检测 信号 送静 叶角度控制器参与调 节 ， 控 制器的设定值 由流量 控制 器 、 压力控制 器 、 7 级后压力控制器和负荷极限控制器四者的输 出信 号经低进嚣 选择以后而来 ， 如 图 2所 示 。 3 ． 4 负荷极限控制系统 当鼓 风机达 到 1 0 0 的速 度 ， 且 叶片 开 口角 度 巳超过 3 5 。 时 ， 则不 允许速度 降到 低于 9 6 ， 否 则就有损坏鼓 风机叶 片的危 险。鼓 风机的速度测 量 信 号被 送到 负荷 极 限 控制 器 与 设 定值进 行 比 较 ， 负荷极 限控 制 器的设 定值设 定为 额定 转速 的 9 8 ． 一旦速 度的实际值低于设定值 ， 则控制器 立 即降低它的输出信号并发出警报， 输出信号送低 选器与 流量控 制器 、 7级后 压力控 制器 和 压力控 制 器三者 的输 出信号进行 比较 ， 以控制 叶 片开 口 角度 ， 如图 2所示 ， 通过逐 渐关 闭鼓 风机 叶 片， 减 小蒸 汽透 平的负荷 ， 尽可 能使转速保 持在 9 8 的 速度运行 。 3 ． 5 7级启压力控制系统 7级后压力 叶轮 室 内压力 控制器 同负荷极 限控制器 的作 用一 样 ， 也是 防止过载 、 保护蒸汽透 平 而设 ， 其输 出信号也送 低选 器与流量控制器 、 负 荷极限控制器和 压力控制 器三者 的输出信号进行 比较 ， 控 制 叶片 开 口角 度 ， 如 图 3所 示 ， 以保 证 9 8 的运 行速 度 。 3 ． 6 防喘振控制 系统 鼓风机 的出 口压力 不能 随意提 高 ， 如 果鼓风 机 的 出[ ] 压力高于对 应流 量 的压力极 限 ， 通过 鼓 风机 的流量则 会不稳定 ， 鼓 风机 开始喘振 ， 即流 量 出 口压 力突然下降 叉 升 ， 将 导致 鼓 风机 南的 温 度迅速增 高 ， 给 叶片带 来灾 难性 后果 。 鼓 风机必须 避免 在这 种条件下运转 根 据风 量 ， 防喘振控 制器 能将 风机 出口压力 保持在 由喘振极 限预 测的晟大允许 压力之下 如 果操作 条件要 求风 机的 出 口压力 超 出允 许极 限 ， 则 防喘振控制 器调整 防喘振 阀 放 风阀 ， 从而提 高风机 的吸入 风量 ， 使 出口压力进 入允许范围 。 若 防喘 振要求 的吸入风 量大 于操 作要 求的流 量 ， 其 量差可通过防喘振 阀 放 风阀 排放大气 中 使 风 机处 于稳定范围内运转 ， 低于喘 振极限 ， 给 风机的 安全运行带来 了 良好条件 。 3 7 转速监视与控制 系统 风 机 的转 速 用 3个速 度 探头 进行 测 最 ， 3个 转速信号送入 P L C进行 比较 ， 经选择 器选 出符 台 实际运行情况的速度信号送转速控制器参与调节 并送监视 器监视 ， 速度 信 号在 转速控 制器 中 同设 定值进行比较 ， 通过调整输出信号， 调节调速汽门 维普资讯 第 1期 江宾 P LC在攀钢 苏尔寿 4 0 0 0风机控制 系统 中的应 用 4 7 阀， 控制进入透平机组的进汽量 ， 从而达到控制转 速的 目的 。 选择器工作原理如 图 3所示 ， 将 3个速 开始 度信 号进行 比较 ， 如果 3个信 号互 相 之间差值 小 于 1 0 0转 ， 则判断为速度检测 正常 ， 系统 选最高的 堕 塞 图3 转速 监 4 软 件框 图 芝 兰 竺 量 指 示 个 4软 件 设 计 两 个 信 号 的 差 值 小 于 1 0 0 转 ，而 另一 信号 与前 2 ⋯ ⋯‘ 个信号差值大 于 1 0 0转 ， 也判断 为速度检 测正常 ， 应用软件 包括 2个部分 ， 一是 P L C的控制软 系统选 2个信号 中较高的检测信号参与调节和指 件 ， 二是 上位机 的画面 编制 软件 示 ， 对 另 1个判断超差的信号 则发 出报警 ； 如果 3 根据 控 制 系 统功 能要 求 ， 结 合 P L C 系统 特 个信 号互 相之 间差值都 大 于 1 0 0转 ． 则判 断为速 点 ， 使 用 S t e p 5语 句对 控 制 系统 编制 用 户程 序 ， 度检 测异 常 ． 系统报警并 跳闸 。 采用语句 表和梯 形 图相 结合 的方法 ， 实现 了程序 3 ． 3 逻辑控制 系统 模块 化 、 结构化编 程 。 通过 对 s 5 1 3 5 U 型 P L C 系统 的编 程 ， 实 现 如 图 4所 示 ， OBI为循 环 程 序 执 行 的组 织 对叶片 、 放风 阀和透 平机 组等一 系列设 备的逻辑 块 ， P B 4 6 、 P B1 5 9 、 P B 4 4 3个程 序块 负责转速 调节 保护控制 。 嘶． 1调 用 } ‘ ‘ 0 P B4 6 P B4 4 P B6 0 P B3 0 PB8 0 PB1 0 P 8 FB l 0 PBI 5 9 FB1 】 n F B2 3 7 图4 软 件结构 图 系统 ； P B 6 0程序块 负责 防喘振控制 系统 ； P B3 0程 序块 负责流量 控制 、 压力控制 、 负荷极 限控制 、 静 OB2 0 C B 2 ] OB22 I． ，． ． ．．．． ．．1．．．．．．__- ‘ r r T T 。 ’ v 0 0 叶角度控制和 7 级 后压力控制 系统 { P B 2 0程 序块 负责报警 系统 ； P B1 0程 序块 负责逻 辑控制 系统 ； 维普资讯 4 8 基础自 动化 第 7卷 P B 4 8程 序 块 和 F B1 0功 能 块 负 责 P L C 系统 与 C P I 4 3之间 的通 讯 ； OB 2 0 、 OB 2 1 、 OB 2 2为 启动程 序的组织 ； OB 2 0为“ 冷 启动” 时调用 ； OB 2 1为“ 手 动 热 启动 ” 时 调 用 ； OB2 2为“自动 热 启 动” 时 调 用 。上 位机 采用 中文 Wi n d o ws 3 ． 1作 为操 作平 台 ， 用 I n t o u c h工 业控 制 组 态软 件包对 过程 数 据 和画面进行编 程 共编制 了工艺监视 、 过程控制 、 防喘振控制 、 转速 调节与监视、 实 时趋势 等 9个显 示和操作 画面 ． 另编制 了 1个 事故 自动记忆 和打 印功 能 。 5结语 7 和 6 鼓风机控制 系统 自改 造完成 以来 ， 系 统控制精度 ， 反应速度 和稳定性 都有 明显提高 ， 实 现了预期 高可靠性 的 目标 ， 满 足了高 炉生产 的需 要 。 App l i c a t i on of PLC i n Bl owe r Co nt r o l Sy s t e m f o r Pa nga ng Ji an g Bi n The t o T n a t n Co po r a t l o n o f Pa n z h l h u a I r o n ． h a St e e l Gr ou p Co m p a n y - 61 70 0 2 Ab s t r a c t Th i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e 6 、 7 b l o we r c o n t r o l s y s t e m i n Pa ng a n g． Th e ma i n f u n c t i o ns a n d c o n t r 0 l t e c h ni 口 u e 8 o f c o n t r o l s y s t e m wi t h S I EM ENS S I M ATI C S 5 一 l 3 5 U PI C a r e i l l u s t r a t e d i n d e t a i l ． Th e a c t u a 1 o p e r a t i o n D r o v e s t h a t t h e s y s t e m h a s t h e c hm r a c t e r i s t i c s wi t h h i gh r di a b i l i t y a n d { a s t r e s p o n s e s pe e d ． Ke y w o r d s P L C， a n g l e c o n t r o l f o r v a n e ， r o t a t e s p e e d c o n t r o l 上接 第 4 1页 4 结语 在分析 国 内外有关 企事业 电子数据库管理 系 统 的基础 上 ， 结 合东北 大学 国家重 点实验 室的实 际情况 ， 进 行 了实验 室 电子 数据库管 理 系统 的开 发和研 究 ，基于Wi n d o ws 9 8 平台，以 Vi s u a l F o x 6 ． 0 为 开发 工 具 ， 编 制 了 l套实 验 室 要 求的技术 资料和 人员信 息管 理 系统 ， 该 系统具 有实验室资料的信息输入 、 查 询 、 统 计 、 报表输出 、 统计 分析 等功能 ， 它提高 了该 实验 室的运行 效率 ， 取 得了较好的成果 。 参考文献 1 综 燕 ． 等 ． Vi s u a l F o x P r o 6 0中文 版 程 序 设 计北 京 人 民 由 I； 电 出版社 ， 1 9 9 9 1 2叶 永 伟 t 等． 企 业 输 入件 计 算 机 质 量 系 统 的 研 究 与 开 发 ． 机 电工 程 ， 1 9 9 9 ， 1 6 1 1 3 ～ 1 4 De v e l o p me n t o f Da t a b a s e M a n a g e me nt o f RALNEU U nde r V FP 6 ． 0 Env i r onm e nt Zhan g Li W a ng Bi ngxi n W ang Gu o do ng Li u X i a gh“ d The St a t e Ke y La b or a t o r y O【Roi l i n g a n d A u t oma t i o n． No r t h e a s t e r n Uni v e r s i t y．s h e n y a T g ． 1 0 0 06 Ab s t r t t e t Th e p a p e r a n a l y s e s t he t a r g e t { u n c t i o n a n d c o ns t r t l c t i o n o f MI S whi c h i s t t s e d for t h e S t a t e Ke v La b 0 f Ro l l i n g 8 L Au t o ma t i o n o f No r t h e a s t e r n Uni v e r s i t y RAI ， NEU Th e d e s i g n s c he me o f t e a c h e r s f i l e s a n d t e c h n i q u e f i l e s D f RAI 一 NEU h a s b e e n s e t u p， o n W i nd o ws 9 8 p l a t f o r m ． t h e M I S o f RAI NEU h a s b e e n d e v e l 0 p e d wi t h Vi 1 Fo x p r 。 6 0 de v e l o p me n t t o o 1 ． Ke y wo r d s t e a c h e r s fi l e s， t e c h n i q u e f i l e s ． Vi s u a l Fo x p r o 6 ． 0 ． MI S 维普资讯
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