今日自动控制系统在气烧窑的应用调试问题解疑
自动控制系统在气烧窑的应用调试问题解疑
1 引言
在钢铁公司中,石灰窑产出的石灰一般供炼钢和烧结使用。气烧石灰窑是用气体燃料烧制石灰的炉窑,其具有下述几方面的优点:(1)气烧石灰窑节约能源,特别是用利用高炉剩余煤气和焦炉剩余煤气,以及其它各种工业炉剩余煤气是最大的能源节约和利用。
(2)有利环境保护,由于气烧窑没有固体燃料经燃烧后排放的大量有害气体,而且原来排放的煤气经燃料后也减少了向大气中排放污染,所以对环境保护非常有利。
(3)炉内温度均匀,煅烧石灰质量好。
气体燃料可在石灰石的所有空隙中燃烧,无死角,固体燃料很难做到,布料少有不均就会出现温度有高有低。由于气烧火焰均匀和又是同时放热,可做到快速燃烧和快速冷却,故石灰活性好。
福建三钢集团矿山公司现有气烧石灰竖窑五座,均有采用数据采集监控系统,已完成风气流量数据采集并传送至主控室。每座窑有入炉煤气、一次风、二次风各一路,煤气加压机、鼓风风机共计19台,并均已采用变频调速。入炉煤气由我司加压站的3台加压机统一提供,加压机二用一备,abbacs800、atv68及vt210s系列变频器各一台(1#加压机供1#—3#窑煤气,2#加压机供4#、5#窑,3#加压机为备用)。
气烧生产要求入炉煤气、空气量稳定,风气配比视气源不同保持定值,为确保稳定,较好改善气烧窑的生产及石灰的质量,现在原有软、硬件的基础上,增设一套splc控制系统,运用p无需钢扣粘合ro 公司目前主要产品包括电子万能实验机,液压万能实验机fibus总线完成五座窑的风气流量等数据采集,承担空气、煤气量比自动调节控制任务。根据生产工艺要求,操作员站输入入炉煤气量、空煤配比及一次、二次风量,系统从控制加压机、风机运行入手,建立闭环控制系统,分别去控制不同风机变频器,使入炉煤气与空气按指定量与比例配入(风气流量均采用pid调节)。
2 系统描述
气烧煤气空气自动调节系统总画面如图1所示。
图1气烧煤气空气自动调节系统总画面(1)在本套控制系统,plc选用s(6esagab0),采其中9家企业的扩产范围均在千万平方米以上用et200m主从站,profibus系统总线实行远距离信号传送与控制的方式。采用研华工控机piv2.6680gb,3.5"fd,cd-rom,512mbram,带usb口,19"lcd,windowsnt操作系统。为了建立起清晰的络构架,我们的控制系统通过5个独立的profibus-dp络,分别采集和控制中控室设备、煤气站设备、1#2#窑设备、3#窑设备、4#5#窑设备。
各个profibus-dp络与主plc的连接是通过西门子专用的处理器cp来完成的,cp的独立其中:OXFAB-N是未经修饰的PEKKcpu可以使主plc的通讯处理量大幅度降低。
变频器的数据采集与指令下达是通过profibus-dp完成的,通过profibus-dp和cp,变频器可以与plc之间完成读写操作。
wincc控制总画面如下:(2)控制方式变频器的主回路的合闸及分闸操作通过wincc画面操作,系统发出通电和断电指令;起停控制信号同样方式在主画面实现操作,然后通过plc发出信号;
速度给定的实现比较复杂,分为如下几种情况:
当“总线/硬线”控制选择为“硬线”,且“电位/电流”选择为“电位”,此时,变频器速度给定值取决于“电位器”的旋转位置。
当“总线/硬线”控制选择为“硬线”,且“电位/电流”选择为“电流”,此时,变频器速度给定值取决于ai通道信号的大小。
当“总线/硬线”控制选择为“总线”此时,变频器速度给定值取决于总线速度设定值。
在第2和第3种情况下,系统又有“自动”和“手动”的分别。
在“手动”情况下,操作员在wincc上输入变频器的设定频率,则变频器按照操作员设定的频率进行速度给定。在“自动楔形口部份应力远远超出资料的屈从强度”情况下,操作员在wincc上输入流量设定值,系统根据实测流量进行pid运算,并最终给出变频器的速度给定。
在“自动”情况下,pid的运算对连接至本管道且处于运行状态的变频器有效。
煤气调节阀的控制同样分为手动和自动两只方式:
在“手动”情况下,操作员在wincc上输入调节阀的开度,则调节阀按照操作员设定的开度进行开闭。
在“自动”情况下,操作员在wincc上输入流量设定值,系统根据实测流量进行pid运算,并最终给出调节阀的开度给定。(3)pid无扰切换的实现
为了保证在从电位信号(0-10v)给定和电流信号(4-20ma)切换采取项目聘请、技术入股等情势时系统能够实现无扰切换,即风流量及煤气的流量不会发生任何波动,笔者编写了如下程序来实现:(以1#侧风变频控制为例,下面程序存在一点问题,在后文将会解释)
3 调试中遇到的问题及解决方法
调试时遇到许多大大小小的问题,下面列举两例,以供参考:(1)wincc画面显示频率和操作台频率表的显示值不一致,在调试过程中,明电舍的4台变频器在操作台上显示的频率值和plc给出的值始终不同,通过给定不同的值发现有一定的比例关系,但这个值从何而来?
测量plc输出模块到变频器ai端子的电流值,和给定是完全一致的,这说明是和变频器输出时产生了变化。查询明电舍vt230se的说明书关于ao输出的参数,发现c组参数cfm输出增益值为1.14,对比两者的显示值后发现就是所要找的值。
这是在改造前变频器调试时为了使显示仪表显示和实际值相同,才做的调整,通常情况这时调整仪表是最佳方案,但现场的仪表是很难调节的,所以才调整的变频器参数。
(2)1#侧风给定无法实现无扰切换问题
在进行设备投入试验时,当把1#侧风由电位控制转为电流控制时,如上程序所示,变频器的速度应该跟随在电位时的设定值,但实际上变频器的频率却会不停下降,频率给定没有跟随电位时的设定值,检查程序“pid调节器_1_out”以及md498值相等,与mw500比较两者值不同,问题就出在此处。
经检查发现md498在多次调用及数据类型转换发生的问题,把后面两个md498更换新的地址后正常。
4 结束语
本套系统在矿山公司运行正常,自动化控制明显减轻了操作工的工作强度,节约了岗位定员,并且鼓风量和煤气流量比手动控制稳定,保证了生产的高效运行,提高了产品的质量,值得推广。
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