宁夏石嘴山市某工贸公司球团冶金自动化控系统

球团冶金自动化控制系统

——某工贸公司球团加工报警系统

一、某工贸公司球团加工报警系统项目背景：

石嘴山市某工贸有限公司主要经营氧化球团的生产、销售，公司占地面积20560㎡。近两年，公司原有工艺设备生产的竖炉球团和土球团，无论是质量还是数量，逐渐都不能满足新一代高炉的生产需求。但是球团矿的需求缺口仍然很大，特别是高质量的球团矿更是供不应求，有很大的市场空间。2018年，在国家提出了高环保、高质量、高效率、排放回收再利用的号召下，某工贸公司响应国家政策，投资数亿元，引进当前先进的链篦机-回转窑氧化球团矿设备，新建设日产值100吨的煤球冶炼生产线。为了让生产线准确高效运行，需将所有设备链入到自控系统中，根据工艺参数进行无人值守的自动化运行。经过技术、经验、能力、价格等多个方面的慎重考虑，某工贸公司选择委托宁夏金润昌科技有限公司实施“球团冶金自动化控制系统”，系统完成后，生产能力和经济效益得到大幅提升。

​图1 石嘴山某工贸公司

二、某工贸公司球团加工报警系统项目必要性：

石嘴山某工贸公司生产工艺中，原料系统把精矿粉和膨润土送入配料间和膨润土配料矿槽。精矿粉和膨润土通过电子称在配料室按一定比例进行集中配料，由胶带运输机送至干燥机进行干燥混匀，将混合料充分混匀并控制其水份在8％以下，送入润磨系统，分料后由胶带机送至竖炉系统的圆盘造球机进行造球。具有一定强度和粒径的生球由胶带机送至生球圆辊筛分机进行筛分，粒径6mm 的成品球团矿通过胶带运输机经计量后送入成品系统，粒径5mm 以下的小球和碎块由胶带机送到返矿槽。

控制配料水份在8％以下，精确筛选粒径6mm的成品球团矿，都是相对较高的工艺要求，人工操作不但效率低下，而且非常容易导致精度不高，产品质量下降，造成企业损失。为了提高生产精度，避免人工误差，提高生产效率和产品质量，“球团冶金自动化控制系统”成为必然选择。
 

三、某工贸公司球团加工报警系统设计思路：

宁夏能宇自动化公司按生产工艺需求，采用一级基础自动化，一级基础自动化级包括电气传动控制和仪表数据采集及控制两部分，面向生产过程，完成电控部分的顺序控制、联锁控制、准确定位，仪控部分的数据采集、PID 单回路控制，串级比值控制，联锁报警控制功能;在HMI 上完成：电气部分装置的启停，设备与操作状态显示，操作记录；仪控部分的数据显示，现场调节阀的状态，PID 调节，电磁切断阀的开关控制及状态，重要数据的历史曲线，报警记录；PLC 采用SEIMENS S7-300系列可编程控制器,使用现场总线分布式控制，在现场设置从站I/O，变频器亦属于从站并用现场总线相接，网络结构为工业局域网，使用标准TCP/IP Ethernet协议，速率10M/100M bps。HMI 使用WINCC，操作系统为Windows2000。

设计使用当前国内流行的操作站+控制站+分布式现场网络，考虑现场控制设备的分布及仪控数据采集控制任务安全的需要，配置3 套PLC 控制系统，1#竖炉、2#竖炉、公用部分各一套，完成所有电控、仪控控制、数据采集、系统联锁等功能，相距较近工艺段的可以几个合用一个从站， PLC 主站位于竖炉电磁站内，便于维护与调试，也有利于PLC 工作PLC 系统的每一个扩展机架都必须有独立的模块电源， PLC 模块电源与其它设备所需的24V 电源必须分开。PLC 数字量输入输出回路需使用带熔断器端子排。PLC 供电电源应有防过电压及短路措施。为便于日后对控制系统的完善和发展，每一套PLC 必须预留15-20%的输入输出点作为备用。

原则上采用当前先进的检测技术及工艺，选用先进、节能、可靠的检测设备，充分满足生产工艺的各项技术要求及设备维护的低成本， 确保产品质量和技术经济指标，达到低投入，高产出的目的。

由PLC 完成仪控部分的流量、压力、温度（ RTD 和RTS 信号）、电子称毫伏信号数据采集， PID调节的功能，重要能源介质的累积，电磁切断阀的控制，工艺联锁等；由HMI 完成数据处理、显示、回路操作， 电动阀门的操作，工艺控制参数修正，PID整定，报警提示，重要工艺数据记录、历史趋势等。仪表系统需提供电伴热。

在本自动化系统中,计算机监控系统除了要充分满足系统性能外,还具备以下基本功能：

l)实时生产过程监视功能。

2)机电设备开关机控制功能。

3)报警自动检测、记录和显示功能。

4)故障自动诊断和远程维护功能。

5)实时或历史趋势图显示功能。

6)各种报表统计和打印功能。

图2 球团冶金自动化控制系统控制柜

 

四、某工贸公司球团加工报警系统项目效果：

1、温度的调节是生产球团的重点，因此每座热处理窑都配备“温度控制子系统”，采用模糊PID控制方案进行智能调节，实现温度精细化控制，大大提高了回转窑内温度控制水平，保证了产品加热温度的均匀稳定性，极大的提高产品质量，降低了废品率；

2、物料传输采用“自动化传输子系统”，全程自动控制，保证皮带启停和物料传输有条不紊，在特殊作业段，传输带启动之前有确认按键，只有所有工段确认无误，所有确认按键生效后，传输系统才会自动化运行，既保证生产精确高效运行，又兼顾工艺特殊性，还可避免安全隐患；

3、针对整条生产线安装“生产过程监测子系统”，任何一条传输带跑偏或者发生故障时，系统将控制该传输带前一工段的设备依次自动停止，且启动声光报警，传送该报警信息至当前控制台和总控制台，提示巡检和操作人员检修处理，及时发现并解决问题，避免问题恶化，防止更大损失；

4、在生产线重要工段安装“视频监控子系统”，将生产场景实时传回中控室，“生产过程监测子系统”将现场所有温度、压力、流量和重量数据准确的上传到中控室，使整个生产情况一目了然，对稳定生产、提高质量、改善工艺、规避风险等多个方面都有积极意义；

5、球团冶金自控系统建成之后，所有设备均在自动模式下运行，现场不再需要配备操作人员，只需巡检人员定期巡检，极大的节省劳动力，降低了生产成本。