论企业高炉鼓风机PLC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 067102）

[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PLC、DCS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，PLC、DCS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PLC跳机程序。

[关键词]高炉鼓风机；PLC；程序优化

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.10.035

[中图分类号]F273 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2017）10-00-02

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。

（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）调节阀门控制输入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入控制幅值的，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WINCC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505跳闸保护退出，指示灯为绿色，期间可以解决505跳闸回路的相关问题，便于维护。

图2为4#风机一拖二WINCC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，例如输入9.0时，不慎输入成90，在相关区域会提示数值无效，防止微调阀门时出现误操作。

图3为上位机WINCC操作按钮的二次保护确认功能，点击相关按钮不会直接发出命令，需要二次確认后，命令才会发出，如果不带二次保护，机组将直接停机，此功能可有效避免操作人员误动按钮或点错按钮带来严重后果。

图4为6#汽轮风机下位机PLC程序中，排风阀按钮的自动复位功能，原程序中靠鼠标的点动控制，出现过鼠标粘连排风阀的全程动作事故，导致风压大幅波动，影响高炉生产。添加自动复位功能后，可有效避免类似事故发生。

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部完成，根据程序的完善了岗位操作规程，并普及全体操作人员。这不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处理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，保证了高炉生产。

但高炉鼓风机的自动化控制优化是一个复杂、带有一定风险性的过程，风机程序优化还需循序渐进，在运行中不断发现问题，制订相应的稳妥方案、措施来解决问题，进而使风机程序优化方面达到一个新层次，稳定生产。

主要参考文献

[1]廖常初.PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2008.

[2]王永华.现代电气及可编程控制技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2002.