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西门子PLC在北满特钢VD炉电控系统中的应用

2012-10-12 11:24
seele_jin
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1 引言

  特殊钢冶炼vd炉抽真空设备在整个生产中处于重要的地位,它直接关系到特殊钢的质量及生产成本等诸多方面。而抽真空控制系统是否稳定运行,直接影响电炉的生产顺行。因此解决抽真空系统的稳定性、防止抽真空时间过长,造成钢水温度低而进行二次升温,影响生产及防止造成漏包事故等方面由为重要。本文就北满特钢2#vd炉为例,对vd炉抽真空设备的电气控制系统的组成及控制原理进行讨论,技术基于西门子simatic s7-300系列plc自动化平台。

2 vd炉原理及工艺概述

  vd炉抽真空是将电炉或精炼炉处理完成的高温钢水(约1650℃-1700℃)在密闭的真空罐内通过全蒸汽式抽真空系统或水环泵+蒸汽式抽真空系统进行真空处理,去除钢液中的气体。整个抽真空时间一般控制在20-25分钟结束。水蒸气喷射真空泵是利用于饱和蒸汽或过热蒸汽作为动力,来取得真空的一种装置。具有一定压强的工作水蒸气通过拉瓦尔喷嘴,于是工作水蒸气减压增速(蒸汽的势能转化成为动能),以超音速喷入吸入室,使吸入室产生一个负压区,炉气由吸入口进入吸入室,蒸汽与炉气成为混合气体进入扩压器后减速增压并进入冷凝器内,在冷却水的喷淋冷却作用下,高温状态的水蒸气与冷却水进行热交换,水蒸气被冷却水冷凝成为冷凝水并随冷却水一起由冷凝器底部的下水口流至水封池内,而被抽炉气则由冷凝器上方的出口排至下一级喷射泵或大气中。

3 控制系统设计

  3.1 总体设计

  vd炉电器控制系统(如图1)主要包括:水环式真空泵控制、各级蒸汽式真空泵控制、给水泵及循环泵及冷却系统控制、真空盖车控制、氩气控制及破空控制等。为了保证整个系统的运行可靠,本系统利用西门子可编程序控制器s7-300实现了对现场数字信号状态,模拟信号采集并将采集信号通过cp5611卡mpi网络传送给上位机中,上位机在根据需要将控制信号通过cp5611卡mpi网络传输给plc,通过plc完成各个控制对象的输出。同时利用wincc5.2组态软件实现对设备的实时远程监控,包括对现场开关量的实时显示、对模拟量的实时显示、下位机运行参数的实时修改、故障报警、运行参数记录等等。

  3.2 硬件配置

  本系统采用的cpu为314-1af10-0ab0版本。配64kmcc存储卡,i/o模块配置为64di 32do 16ai2ao。系统压力、流量全部采用川仪公司eja变送器转换为4~20ma标准信号送plc。温度采用铂电阻信号送plc。

  主、辅水环式真空泵电机功率90kw;罐盖车行走电机功率11kw;真空罐盖升降电机功率30kw;给水泵三台,每台电机功率37kw;循环泵三台,每台电机功率30kw;冷却风机两台,每台电机功率11kw。

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