自动化控制技术

　　自动化控制系统组成和功能

　　一、电气系统组成

　　1.供电系统

　　大型系统如铁水脱硫、热风炉、高炉喷煤等系统，一般是两段10kV/0.4kV变压器电源供电，两段母线间设置母联，当其中任何一路电源故障时，另一路电源可以承担所有系统的负荷。采用单母线分段接线方式，即：两个受电柜，带一个联络柜。柜内母排贯通。

　　电气柜的额定值：

　　-额定的绝缘电压：AC660V

　　-额定频率：50Hz

　　-额定电压：AC380V

　　-相位：3相5线(3+N+PE)

　　组成成份：

　　-空气电路断路器

　　-塑壳断路器

　　-电流互感器

　　-安培计

　　-伏特表

　　-控制回路隔离变压器

　　-柜内元器件采用施奈德产品

　　2.马达控制中心

　　马达控制中心采用固定式GGD柜型，柜内主要电气元器件(断路器、接触器、继电器等)选用施耐德产品,由PLC控制。

　　3.变频器(VVVF)

　　电机功率大于37kw的电机控制均使用变频器，变频器选用西门子系列产品，与PLC通过硬接线连接。急停功能采用硬接线方式完成。

　　类型：室内使用，金属固定式GGD柜型，金属封闭，IP31以上

　　电路断路器类型：铸模外壳电路断路器

　　电气柜的额定值：

　　-额定的输入电压：AC380V±10%

　　-额定的输入频率：50Hz

　　-控制电压：AC220V+10%DC24V

　　-控制信号：硬接线

　　-控制范围：1：10(最大)

　　-过载能力：150%，1min

　　-控制：V/F恒定控制

　　-变频器类型：大功率晶体管桥脉冲宽度调制

　　4.接地技术说明

　　接地系统：电阻

　　低压设备≤1Ω

　　计算机、仪表、PLC≤1Ω

　　5.现场操作箱

　　现场操作箱设置在机旁，可以对工艺设备进行就地操作。部分现场操作箱采用远程I/O与PLC控制系统连接，双层门防尘保护结构，高温辐射区域采取隔热措施。内部转换开关、按钮、信号灯等电气元件选用施耐德产品。

　　二、检测仪表组成

　　仪表产品的设计选型以先进、实用、经济、可靠为原则，采用技术成熟、运行可靠的设备，关键仪表将采用引进国外技术生产的或国外进口仪表。

　　(1)流量：气体流量检测仪表可选用孔板流量计。

　　(2)料位选用超声波或雷达料位计。

　　(3)称量罐的称量选用高精度小型防抗侧力的称重传感器及称重变送器。

　　(4)压力(差压)变送器选用EJA智能型产品，或者国内知名品牌的产品。

　　(5)温度检测以热电阻、热电偶为主。

　　(6)调节阀选用国内知名品牌的蝶阀或单/双座阀，执行机构采用模块化智能电子式或气动执行机构+进口智能型阀门定位器。

　　三、自动化系统组成

　　1.PLC选用SiemensS7系列产品。

　　控制器：充分考虑系统的先进性、可靠性和扩展性，选用的处理器要满足相应的控制要求，具有在线编程和修改的能力，其硬件按15%I/O余量、50%内存余量、10%空槽位、网络通讯负载率≤20%的要求配置。

　　2.监控站：

　　选用当前推出的国际标准化、开放性能好、售后服务支持好的通用型主机。计算机的内、外存容量，网络通讯能力、机柜空间和插件槽的位置等均应留有适当的余地，以便于将来系统的扩展。其配置以当前主流配置为主。

　　3.软件配置：

　　监控软件WinCC(无限点、含接口驱动)、编程软件Step7均采用优良版本，运行环境为WinXP中文版。

　　四、自动控制系统应用功能层次：

　　自动控制系统由检测控制仪表、电气传动设备及以计算机为主体设备的分布式控制系统共同组成。自动控制系统在系统应用功能上由2级组成。

　　L1级：基础自动化级，主要完成生产过程的数据采集、处理、显示和记录，执行对生产过程的连续调节控制和逻辑顺序控制;

　　L2级：过程控制级，主要完成生产过程操作指导、作业管理、模型计算、数据处理及存储。

　　网络：各层之间采用工业以太网TCP/IP协议,网络交换机采用工业交换机，网络线物理连接介质采用12芯多模光缆和超五类屏蔽双绞线综合布线。

　　监控系统能进行中文组态和操作，并具有历史数据存储，历史趋势显示、报警和事件记录以及自由格式报表和音响报警功能。

　　五、自动控制系统功能

　　1.电气、仪表、基础自动化控制系统及计算机过程控制系统将满足机电设备运转要求及性能要求、铁水脱硫、热风炉、高炉喷煤等系统工艺要求、生产控制及管理要求。采用管控一体化理念设计三电系统。依据多年从事冶金行业三电控制系统的设计经验，结合国外冶金自动化技术的发展情况，采用西门子SiemensS7系列作为控制核心，现场总线PROFIUS-DP与ET200远程站、变频调速装置、马达控制中心、现场仪表等实现对现场过程数据采集控制。

　　2.系统采用2层网络结构，即信息层、现场总线层。

　　a.信息层：在过程控制计算机与PLC和HMI之间，PLC之间，HMI之间，PLC与HMI之间传送控制信息、设备运转情况等信息。在生产管理用计算机、过程控制计算机之间传输生产标准、质量信息、技术信息、生产信息、管理信息、设备的运转情况及生产实绩等数据。

　　b.现场总线层：是PLC等控制设备和现场监测设备、驱动设备、现场操作盘连接起来的一种网络。它只需一条网络线就可以把现场的多个传感器、驱动设备、现场操作盘加以连接，大大减少了布线的数量和工时。功能描述：

　　该技术规格适用于铁水脱硫、热风炉、高炉喷煤等系统站的仪表和集中工艺过程控制系统，以便于铁水脱硫、热风炉、高炉喷煤等系统执行下列功能：

　　检测、测量、指示、记录、合计过程变量，例如：流量、压力等。

　　控制PID环路仪表且顺序控制机械和电气装置。

　　产生报警，观察整个设备的状态。

　　3.数据库管理和维护

　　数据库的管理和维护是设置不同的权限在不同的终端上实现不同的功能来实现的。如数据库结构修改只有软件工程师有权限，而工艺工程师有权限修改模型的参数，操作人员有权限对某些数据的显示、修改、拷贝、存取等。

　　武汉南锐公司结合在大高炉喷煤技术上成功的经验，开发出一套成熟的、经济效益明显的高炉喷煤技术;KR铁水脱硫及单吹颗粒镁脱硫系统在国内多家钢厂成功使用;飞锤式连铸板坯去毛刺机去毛刺效果优异，不锈钢板坯上下端面同时去毛刺;生产的连铸板坯电弧铝丝喷号机工作稳定，字迹清晰，采用全过程自动控制，运行良好;板坯结晶器锥度仪和开口度检测仪的稳定性、精度及功能超过国内同行水平，其产品得到国内板坯厂家的普遍认可;环保型自动喷碳系统可实现全过程自动控制、流量连续调节;智能型电炉集束氧枪及碳氧燃烧系统完全可以取代国外同类产品。

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