蒸发冷却器给水泵智能控制分析

2019-10-26王景娟厉铁锁李海宽

设备管理与维修 2019年12期

王景娟，赵宇，厉铁锁，李海宽

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北唐山 063020）

0 引言

炼钢转炉蒸发冷却器为静电除尘器粉尘降温冷却，粉尘温度的高低直接影响静电除尘器的除尘效果和电场使用寿命，对于后续炼钢的持续性造成直接影响。蒸发冷却器喷头喷水量受水质、水压影响，水质脏，会造成喷头堵塞，降温效果不好；水压低则直接影响喷水量，而蒸发冷却器的水温、压力检测与炼钢工艺联锁，若是不能保证，会影响炼钢生产，更会造成静电除尘效果差而冒烟的严重后果。对此，采用中速过滤罐过滤蒸发冷却器供水，采用压力闭环控制系统，保证供水压力实时调节，确保生产的稳定运行。

1 蒸发冷却器控制系统

（1）变频器选用6SE70 系列装机装柜型，主要组成包括控制板、通讯板、电源板、整流触发板、接口板、逆变模块、触发板、检测板、直流母线电容、风扇等。与PLC（Programmable Logic Controller，可编程控制器）进行通信，接收PLC 传送的速度、启动停止指令，发送电流、速度等信号到PLC，利用内部简单的功能块和参数组合完成规定动作。

（2）3UF7 装置选用PRO C 系列，主要组成包括基本单元、电流检测模块、连接电缆、操作面板。通过电流检测模块检测电流信号，作为内部对电机保护的比较信号。连接电缆为扁平电缆，用于连接电流检测模块、基本单元和操作面板，进行数据传送。操作面板可以监控数据状态、故障复位。基本单元是3UF7的核心，与上位机连接进行参数设置。

（3）可编程逻辑控制器硬件。选用S7-300 系列，主要组成有电源模块、中央处理单元模块、导轨、接口模块、信号模块、功能模块等。机架安装模块的顺序：1 号槽安装电源模块，2 号槽安装中央处理器，以后安装I/O 接口模块、功能模块，通信处理器或I/O 信号模块。作为整个控制系统的核心，采集所有输入信号，包括起动停止控制信号及系统自动反馈的控制信号，如液位、压力、故障等信号，实现所有输出单元的控制，如中间继电器、接触器等电气元件的控制，执行控制算法及与上位机进行数据交换、通信等操作。用户按照实际需求选取的各种模块可以直接安装在导轨上，通过背板总线把这些模块连接起来。

2 蒸发冷却器电机变频器和3UF7 控制

实际生产中，在5 座转炉同时炼钢的情况下，5 台供水泵供水一般启动3 台，另外2 台处于备用状态。5 台供水泵电机的驱动控制不同，其中2 号和3 号采用变频器控制，而1 号、4 号、5号采用3UF7 控制，每次启动2 台3UF7 和1 台变频器控制电机运行。

（1）变频器参数选择泵类控制设置。控制原理如图1 所示，电机主接触器通过变频器x9 端子4，5 的主接触器控制。继电器KA2 通过设置参数P651=106 控制，显示装置故障。继电器KA4通过设置参数P652=104 控制，作为启停的显示输出。继电器KA0 通过机旁操作箱选择开关控制后，辅助触点作为变频器控制板的输入，通过参数P590=18，控制参数组选择，与PLC 通信时选择第二组参数。继电器KA1 准备好信号，通过参数P561=661 和U271 选择来设置。继电器KA3 为机旁启动、停止控制，通过参数P554 完成。通信参数P443.1=41，P401=100，工频控制，P443.2=3002，接收PLC 传送速度。变频器参数设置P101 至P113 按照电机额定数据设置。

图1 变频器控制电路

（2）3UF7 控制的设置。控制原理如图2 所示，3UF7 的输入点KM1 作为启停的输入反馈，同时也是主回路的主接触器。输入点KA1 作为各断路器合闸正常的准备好信号。输入点KA0是机旁操作箱的选择集中选择信号。输入点KA3 是机旁操作箱的启停控制信号。输出点KA2 既是集中的输出控制信号，也是机旁输出的控制信号。各输入输出点在3UF7 中对应设置，out1在3UF7 的outputs 里basic unit 的输出进行设置。输入的逻辑块在logic modules 真值表里进行设置。由于out1 是机旁和集中都必不可少的一步，此输出点故障时可以更换out2 作为输出，对应3UF7 里参数进行更改；或者3UF7 故障时，可以通过对out1 输出点封点处理，使得KA2 继电器快速得电，恢复设备运行。

图2 3UF7 控制电路

3 蒸发冷却器PLC 控制

PLC 与变频器、3UF7 通过DP 网通信连接，在监控画面上设置压力设定值和压力控制联锁投入选择。在画面上选择压力控制按钮后，压力联锁控制投入，根据压力控制变频器电机的投入使用。当压力低于设定值时，先通过PLC 调节变频器的速度，通过增加速度增加供水压力，若供水压力仍不满足要求，则启动备用变频器电机，速度给定仍是先给低速，再判断压力值，当压力仍不满足要求时增加速度。2 台变频器的低速、高速设定值相同，比例积分调节值可以根据实际情况，在画面上进行调节。流量控制设计时没有参与联锁控制，仅作为显示报警提示。在变频器的PI 调节上，初始2 台变频器设定值一致，根据现场使用情况，也进行了优化。