论企业高炉鼓风机PLC跳机程序优化.pdf

2 01 7年 5月 第 2 0 卷第 1 O期 中 国 管 理信 息 化 Chi na Man ag eme nt I nf o r ma t i o ni z at i on M a y， 2 01 7 Vo 1 ． 2 0 ． No ． 1 0 论企业高炉鼓风机 P L C跳机程序优化 刘建斌 河钢股份有限公司承德分公司 能源事业部 ， 河北 承德0 6 7 1 0 2 [ 摘要 ] 随着工业技术的持续发展和 自动化控制程度的不断提高 ， 越来越 多的 大型设备 由原始的仪表和常规电气控制走向， 以 P L C、D C S等高级 自 控设备为下位机、 计算机 为上位机的远程 自动控制。由于大型设备种类繁 多， 设计者技术水平参差不齐， 加上 操作人员的素质参差不齐， 导致设备控制没形成完整的设计体 系，P L C、DC S的程序设计存在诸 多不足 ， 操作人员发 生操作失误 ， 引发 了很 多的生产事故。基于此， 本文分析企业高炉鼓风机 P L C跳机程序。 [ 关键词 ] 高炉鼓风机 ；P L C； 程序优化 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ i ． i s s n ． 1 6 7 30 1 9 4 ． 2 0 1 7 ． 1 0 ． 0 3 5 [ 中图分类号 ] F 2 7 3 [ 文献标识码 ] A [ 文章编号 ]1 6 7 3 0 1 9 4 2 0 1 71 0 - 0 0 5 7 0 2 河钢股份有限公司承德分公司 以下简称 “ 承钢” 能源事业 部负责承钢 7台高炉的供风系统 ， 高炉鼓风机 自动化控制系统上位 机、 下位机程序 中存在很多遗留缺陷。在长期运行中， 曾发生过多 起因程序缺陷造成 的事故 ， 为保证机组稳定运行 ， 防止岗位人员误 [ 收稿 日期 ]2 0 1 7 - 0 4 -1 0 操作 ， 方便维护人员维护， 相关人员需对上位机、 下位机程序进行全 面优化， 以达到安全 、 可靠的目的。 1 选题理 由 1 风机稳定与否直接影响高炉生产 ， 风机稳定运行至关重要。 2 完善上位机、 下位机程序的前提是不改变风机控制的工艺 流程 ， 为方便维护、 防止岗位人员误操作添加了多重保护。 配置不同的模型参数 ， 使性能预测结果趋于精准。 由于各个钢种成分不一样 ， 所以不同的钢种需要进行不同的参 数配置。操作人员可以添加不同的输入参数和输出参数。 模型预测结果肯定会与实际检测值存在误差， 特别是当用 以学 习的数据量过少时 ， 这需要模型不断 自学习， 不断修正 。此性能预 测模型会定期扫描数据库 ， 将有实际检测性能结果的钢卷用以自学 习， 这避免了人工操作的冗繁 l生。 4预测 效果 为 了不失一般性 ， 本文以钢种牌号为 S S 4 0 0的钢卷的屈服强度 和抗拉强度作为研究对象。从河钢承钢 1 7 8 0 m m生产线选取了部 分钢卷进行性能预测， 并与实际性能检测结果进行对 比， 具体情况 如 表 1所示 。 表 1 钢种性能预测结果 屈服强度 屈服强度 偏差 抗拉强度 抗拉强度 偏差 序号 板坯 号 偏差 偏差 实际值 MP a 预测值 MP a 百分 比 实际值 MP a 预测值 MP a 百分 比 l 1 6 3 0 9 2 3 9 01 3 Z 3 5 0 3 61 ． 6 1 1 ． 6 3 ． 3 ％ 4 6 0 4 6 5 ． 7 5．7 1 ．2 ％ 2 1 6 3 0 9 23 8 0 2 4 Z 3 5 0 3 61 ． 9 1 1 ．9 3 ． 4 ％ 4 6 0 4 71 ． 5 1 1 ．5 2 ． 5 ％ 3 1 6 3 O 9 2 3 7 O 3 4 Z 3 5 0 3 5 8 ． 1 8 ． 1 2 _ 3 ％ 4 6 0 4 7 2 ． 4 1 2．4 2 ．7 ％ 4 1 6 3 0 9 2 3 5 0 3 3 Z 3 8 0 3 7 4 ． 1 5 ．9 一1 ．6 ％ 4 8 0 5 01 ． 9 2 1 ．9 4．6 ％ 5 1 6 3 0 9 2 3 1 0 3 3 H 3 5 0 3 5 6 ． 1 6 ． 1 1 ． 7 ％ 4 6 0 4 6 5 ． 5 5 ． 5 1 ． 2 ％ 4 9 6 1 6 3 0 8 9 7 6 0 31 Z 3 2 5 3 3 4 ． 1 9 ． 1 2 ． 8 ％ 4 3 5 4 4 2-3 7 - 3 1 ．7 ％ 4 9 7 l 6 3 08 9 7 4 0 2 2 Z 3 5 0 3 6 4 ． 9 1 4．9 4 ． 2 ％ 4 6 5 4 8 4 ． 0 1 9 ． O 4 ． 1 ％ 4 98 1 6 3 08 9 7 2 01 1 Z 3 4 5 3 5 2 ． 1 7． 1 2． 1 ％ 4 4 O 4 51 ．4 l 1 - 4 2 ． 6 ％ 4 9 9 1 6 3 0 8 9 7l 0 41 Z 3 4 5 3 5 5 ． 1 1 O． 1 2 ． 9 ％ 4 4 0 4 5 6 ． 3 1 6 ‘ 3 3 ． 7 ％ 5 0 0 1 6 3 08 9 6 6 O1 2 Z 3 7 5 3 7 0 ． 2 -4 ． 8 1 - 3 ％ 4 8 0 5 0 4．7 2 4 ． 7 5 - 2 ％ 本文共预测 了 5 0 0 卷钢 ， 从表 1 可 看出， 强度偏差 基本都在 2 5 M P a以内， 预测屈服强度与实测屈服强度的平 均误差百分 比为 3 ． 8 ％， 抗拉强度的平均误差百分 比为 3 ． 2 ％， 情况较好。 本性能预测模型应用数据仓库 中的历史数据 ， 采用支持向量机 法建立预测模型， 取得了不错的效果 ， 可以帮助企业减少取样量、 节 省人力 、 节约成本 、 缩短交货时间， 提高了企业竞争力。 CHI NA MANAGE M E NTI NAT I ONI Z AT I ON， 57 企业 管理信息化 3 在多台机组的程序中寻求单体设备的控制优点， 运用生产 操作中积累的经验 ， 完善其他机组存在的不足。 确保优化无误。 2 高炉鼓风机 自动化控制系统存在的问题 1 有的风机下位机程序中电动排风阀门的操作是连动操作 ， 在调节风压过程中， 一旦岗位人员操作不 当， 将直接导致阀门全开 或全关 ， 导致风压大幅波动， 直接影响高炉生产。 2 有的风机上位机中没有跳机条件切除功能， 不便维护人员 在线维护 ， 也不利于机组运行。 3 有的机组上位机程序中重要按钮缺少二次保护功能， 容易 引起人为误操作， 导致设备事故 。 4 调节阀门控制输 人采用键盘输入容易发生岗位误输入数 据造成 ． 阀门开度巨变， 影响风压。 面对大型鼓风机组存在的不足， 本文力争将程序优化到最佳， 把人为事故停机率降低到零． 大幅降低客观非停因素导致的停机率 。 3 针对高炉鼓风机 自动化控制系统存在问题的解决方案 鼓风机初始设计 的程序中缺陷较多 ， 不利于风机稳定运行 。 导致机组非正常停机的因素很多为人为误操作， 误操作可以通过技 术措施来避免。对于维护 ， 企业可以设计跳机条件的投入与退出程 序， 防止 出现由于保护元器件故障导致的不必要停机． 也便于机组 运行中紧急维护。对于运行岗位， 企业可在操作界面中添加重要按 钮， 保护界面， 有效防止误操作。具体实施方案如下。 1 拷贝现场最终的运行程序 ， 提前做好跳机条件投入与切除 的操作界面， 做好模拟实验， 保证无误。利用检修时间做现场调试 实验 。 2 阀门需要频繁调节的 如电动排风阀 ， 在下位机中将联动 控制改为点动控制， 增加一次执行动作的时间限制 ， 最长动作时间 为 2 s 。 3 凡是模拟量控制方式带直接输人控制幅值的， 在上位机 中 采用分段控制 ， 保证操作安全。 4 对于上位机中重要的按钮． 都采用二次保护确认功能 ， 用 名称 、 操作命令 、 动作与否等形式进行二次确认 ， 防止岗位误操作 。 5 对于优化更改后的操作方法及步骤 ， 对岗位人员进行详细 培训 ， 编写详细的操作流程， 确保操作人员操作熟练 、 准确。 4 实施过 程及 效果 图 1 为上位机 W1 N C C操作中． 停机保护条件投入和退出的部 分画面 ， 带有二次确认的画面和功能的状态显示功能。如果 5 0 5 跳 闸保护退} { I ， 指示灯为绿色， 期 间可以解决 5 0 5 跳闸回路的相关问 题， 便于维护。 图 1 投切 画面 图 2为 辅 风机一拖二 WI N C C操作系统中， 调节阀的模拟量控 制， 采用分段控制 ， 每个 区域只能输入本区域 内的相关开度， 例如输 人 9 ．0时 。 不慎输入成 9 0 ， 在相关区域会提示数值无效． 防止微调阀 门时m现误操作。 弱，C HI N A MA N AG E ME NTI N FO R MA T I O NI Z AT I ON 图2 模拟量控制 图 3 为上位机 WI N C C操作按钮的二次保护确认功能， 点 关按钮不会直接发出命令， 需要二次确认后 ． 命令才会发f { { ， 如 带二次保护， 机组将直接停机 ， 此功能可有效避免操作人员误 钮或点错按钮带来严重后果。 图 3 按钮二 次确认 图4为 6 汽轮风机下位机 P L C程序中， 排风阀按钮的自 位功能 ， 原程序中靠鼠标的点动控制， 出现过鼠标粘连排风阀 程动作事故， 导致风压大幅波动， 影响高炉生产。添加 自动复 能后 ， 可有效避免类似事故发生 。 图 4按钮 自动复位 5 结语 目前， 承钢高炉鼓风机的 自动化程序优化已按设计方案全 成 ， 根据程序的完善了岗位操作规程 ， 并普及全体操作人员。 仅有效预防了操作人员误操作 ， 且方便维护人员在机组运行中 与跳机相关的电气仪表故障。此举大大降低了机组的非停率 ， 了高炉生产。 但高炉鼓风机的自动化控制优化是一个复杂 、 带有一定风 的过程， 风机程序优化还需循序渐进 ． 在运行 中不断发现问题 ， 相应 的稳妥方案 、 措施来解决问题 ， 进而使风机程序优化方面 一 个新层次 ， 稳定生产 主要参考文献 [ 1 ] 廖常初 ． P L C编程及应用 [ M] ． 北京 机械丁业出版} 十， 2 0 0 8 ． [ 2 ] 王永华 ． 现代电气及可编程控制技术 [ M] ． 北京 北京航空 大学出版礼 ， 2 0 0 2 ．