宝钢一期煤处理控制系统功能设计难点分析

2019-03-03张立福

冶金与材料 2019年2期

刘爽，张立福

（上海市宝山区宝山钢铁股份有限公司炼铁厂，上海 201900）

宝钢一期煤处理改造项目主要对煤处理系统改造，将原来使用超过20年的日本三菱控制系升级，采用罗克韦尔公司的AB控制平台来实现生产过程控制。采用数据库服务器冗余以及通讯网络的冗余（冗余以太网总线）来实现和保障系统的安全运行和控制以及容错处理的功能。文章主要阐述煤处理控制系统功能设计中的流程运转控制、配比运转控制等难点问题。

1 煤处理流程运转控制

煤处理系统配合槽分为A、B、C和D四列，每列5台定量切出装置。彼此可以两两组合作为起点可分别向焦炉煤塔、成型煤原料槽和煤调湿供煤。根据预先选定的流程按照顺序依次从下游往上游起动。流程起动完成后，根据预定的配合比控制定量切出装置的运转速度；当实绩配比与设定配比有偏差时，自动进行补差计算，调整定量切出装置运转速度。流程的控制方式分CPU方式和PLC联动方式。CPU方式时，流程控制指令根据L2设定数据判断得出；PLC联动方式时，流程控制指令根据L1HMI的设定数据得出。

1.1 流程控制程序结构

煤处理系统PLC，既作为流程控制也用作设备控制。顺序控制流程共25条。拟采用模块化程序设计方式，根据工艺要求和流程类别，将流程划分为子块，设计相应的标准功能块，对于不同的流程，调用相应功能块，通过连接块将这些相关功能块连接起来则构成所需流程。另相关流程间必须连锁控制，以免流程冲突，流程冲突判断功能在HMI显示。

流程控制程序包括输入信号处理、流程处理和输出信号处理三大部分，下面进行说明：输入信号处理：程序首先对来自HMI的操作信号、PLC设备控制功能传来的现场设备信号进行必要的处理，以便用于流程处理程序。流程处理：根据HMI所选择的起点、终点、中间点，调用相应的流程块，进行流程合理性判断后，然后顺序启动。输出信号处理：根据流程控制的输出结果，进行设备控制，最后输出信号控制。

1.2 流程处理

流程由皮带机、电动翻板、可逆移动皮带机、卸料小车等设备组成。根据这些设备在流程中的相互关系，将它们归属于不同的流程块，这些流程块之间具有相对独立性。通过链接这些块就可构成一个完整的流程。流程的顺起、顺停、齐停和切换本质上是各流程块不同次序的启动或停止。程序中在接收到正确的流程控制指令后，则将其转换为选中流程块的启动、停止或齐停指令。

①顺序启动：系统的顺序启动需要以下条件：入槽选择→起点选择→中间点选择→终点选择→粉碎机选择→粉碎机与起点配合选择→定量切出装置与起点配合选择→定量切出装置配比正确→系统内连动设备属于连动状态→系统内连动设备无重故障→在以上条件均确认好后，系统具备顺序启动条件。HMI选择开关“PLCCPU”选择“PLC”时，由操作员在HMI起动操作开关“开始”，结果送入PLC。HMI选择开关“PLCCPU”选择“CPU”时，系统根据L2下发的计划依次启动相应流程。PLC收到顺序启动的指令后，根据所选的流程，顺序启动该流程所需的流程块，系统处于起动中。该流程内全部设备运转后，完成起动过程，系统处于运转中。

②顺序停止：HMI选择开关“PLCCPU”选择“PLC”时，由操作员操作HMI上系统顺序停止操作开关“顺序停止”。结果送入PLC。HMI选择开关“PLCCPU”选择“CPU”时，根据L2下发的计划，在流程切换时执行顺序停止命令。系统顺序停止命令发出后，起点停止给料，被选择的系统处于顺序停止中。系统内设备经过一段时间净化后，完成顺序停止过程。

③一齐停止：在HMI上设有系统一齐停止操作开关“一齐停止”。一齐停止由操作员在HMI上设定，结果送入PLC。一齐停止命令发出后，流程内设备（二次粉碎机设备除外）一齐停止，系统处于停止中。

④非常停止：中央非常停止全系统连动设备停止，设备运转表示消去。机侧非常停止，全系统连动设备停止，设备运转表示消去。该设备表示故障。非常停止处理，停止连动设备。取消系统运转状态。

1.3 设备控制

各流程块内的设备根据所属块的启动、停止信号、设备状态（由设备控制提供）及相关设备的连锁得出其起、停信号并发送给设备控制。非连动中控可操作设备则根据生产要求进行起停控制。

2 原料配合比的设定

2.1 配合比计划输入

①操作人员在HMI上输入各槽配比及水分率，全体湿量煤切出速度。②操作输入配合比完成后，系统进行配合比计算。符号说明：Wt-全体湿量切出速度T/H；Hi-各槽水分率；Ci-各槽配合比；Wi-各槽设定切出速度T/H；Dt-全体干量切出速度T/H。③配比检查，配比设定满足如下要求：（配比设定不满足要求时，在HMI上报警）。④定量切出装置动作检查对指定的定量切出装置进行运转可能性检查，当定量切出装置可以运转时，设定配合比。⑤配合比设定。首先画面上选择配比种类，然后计算各槽定量切出装置切出速度，再进行配比异常检查。配比异常时，在HMI上报警。