摘要：鞍鋼球團原控制系統(tǒng)由一套DCS系統(tǒng)實現(xiàn)．由于年代較久，硬件和軟件運行不穩(wěn)定，且備件價格昂貴。為此，鞍鋼球團決定對其進行改造。改造采用了美國AB的Control Logix控制系統(tǒng)，并更換了原有18臺控制柜。改造后，系統(tǒng)運行至今，效果顯著。

關鍵詞：鞍鋼球團；自動控制系統(tǒng)；改造

一、前言 鞍鋼球t團車問有帶式焙燒機一臺，焙燒面積321.6 m2，年產(chǎn)球團礦220萬t。于1989年建成投產(chǎn)。其帶式焙燒機、布料裝置及工藝風機系由澳大利亞羅布河引進的二手設備 生產(chǎn)工藝包括上料、配料、造球、焙燒、成品輸出共5大系統(tǒng)。原控制系統(tǒng)為美國貝利公司的N一90，通過一套DCS系統(tǒng)實現(xiàn)。由于年代較久，使用時問長，其硬件和軟件運行均不穩(wěn)定，且備件價格昂貴。因此，鞍鋼球團決定對原控制系統(tǒng)進行改造。

二、球團車間新控制系統(tǒng)的構成 系統(tǒng)改造利用了原有的控制室空問，分別由8個控制站組成。1號站(主控制室)控制焙燒爐系統(tǒng)；2、3號站控制配料系統(tǒng)；4、5號站控制上料系統(tǒng)；6號站控制成品系統(tǒng)；7號站控制風路系統(tǒng)；8號站控制造球系統(tǒng)。整個系統(tǒng)共計約1600點DI／DO和530點AI／AO，控制系統(tǒng)由3臺CFU控制，其中I號CPU控制焙燒爐東側(cè)風路系統(tǒng)和成品系統(tǒng)；2號CPU控制焙燒爐西側(cè)風路系統(tǒng)；3號CPU控制上料系統(tǒng)和配料系統(tǒng)。控制系統(tǒng)有3個操作員接口，整個系統(tǒng)的通訊由兩根75同軸電纜連成一體，網(wǎng)絡跨度900 m，實現(xiàn)分散控制，集中管理?？刂屏顺姵龎m器和倉庫吊車之外的所有工藝設備。

三、控制系統(tǒng)主要控制功能的實現(xiàn)3．1 上料系統(tǒng)上料系統(tǒng)負責向配料系統(tǒng)的礦槽提供鐵料。鐵料主要有兩種，一種是由外部供料系統(tǒng)提供的鐵料．不需要進行干燥；另一種是自產(chǎn)精礦，需要經(jīng)過干燥機進行干燥。該系統(tǒng)根據(jù)料線選擇來控制上料小車的車位，由礦槽的料位信號控制小車皮帶的啟停，井具有料線聯(lián)鎖功能，和過載、打滑、堵漏系統(tǒng)保護和報警功能；能對圓盤給料機進行下料控制，井實現(xiàn)每個圓盤給料機上的兩個附著式振動器的定時振動；對上科系統(tǒng)中的干燥設備進行狀態(tài)檢測，包括油泵的壓力檢測和運行狀態(tài)檢測，以慢動停止和油泵壓力足夠大作為干燥機運行的聯(lián)鎖條件，實現(xiàn)干燥爐的溫度、壓力、煤氣和空氣流量的顯示和控制。干燥爐溫度控制采用PLD， 目的是實現(xiàn)煤氣的充分燃燒。

3．2 配料系統(tǒng)配料系統(tǒng)的主要任務是向造球系統(tǒng)提供混合料。根據(jù)礦槽的料位． 由操作人員設定上料總量，程序根據(jù)上料總量計算、分配、控制I4個礦槽的下料量。主要控制內(nèi)容為：1)系統(tǒng)物料總量實行大閉環(huán)跟蹤控制；2)配料設備啟?？刂?；3)自動換槽的切換啟?？刂疲?)下料閉環(huán)調(diào)節(jié)控制；5)原料礦槽上／下料位控制配料設備啟?？刂婆c造球系統(tǒng)、焙燒系統(tǒng)及辯流量等有嚴格的聯(lián)鎖關系。自動換槽是指在生產(chǎn)過程中． 當某一正在下料的礦槽料位到了下限位置或與該礦槽配套的配料設備發(fā)生了某種故障而不能繼續(xù)下料時，程序根據(jù)與該槽相鄰(前或后)的礦槽的物料品種號，先啟動與該槽具有相同品種號的配料設備，后停止該不能繼續(xù)配料的設備，以保讓該物料品種下料量的連續(xù)性和均勻性。圓盤下料量閉環(huán)自動調(diào)節(jié)是將電子秤檢測的實際下料量(過程變量)與設定值作比較，通過調(diào)節(jié)圓盤給料機的轉(zhuǎn)速，改變下料量來實現(xiàn)的。系統(tǒng)物料流量跟蹤控制是根據(jù)物料平衡的原則，不斷計算各種物料的新設定值，使各工作礦槽下料量之和等于總配料量，并能在一個很小的范圍內(nèi)對配比實行微調(diào)。當一個新的配比輸人計算機時，計算機能自動使物料料頭、料尾對齊。

3．3 造球系統(tǒng)造球系統(tǒng)實現(xiàn)了PLC自動判斷造球機啟動的臺數(shù)，按工藝順序依次單臺啟動，避免了由于同時啟動造球機對電網(wǎng)造成的沖擊。同時，在造球機油泵的管路上增加了8臺壓力變送器，實現(xiàn)了造球機油泵的自動潤滑控制。對擺動皮帶的擺動位置進行r檢測，并控制擺動皮帶在不同位置的擺動速度，以實現(xiàn)均勻布料。

3．4 焙燒機系統(tǒng)焙燒機系統(tǒng)是整個工藝系統(tǒng)的核心，焙燒機分為鼓風干燥段、抽風干燥段、預熱段、焙燒段、均熱段和冷卻段。根據(jù)工藝要求，焙燒機系統(tǒng)具有下列模擬量控制：1)廢氣風機人口閥的調(diào)節(jié)該控制主要是為了保證鼓風干燥段罩內(nèi)的壓力為負壓，防止煙氣外排。控制方式是由操作員設定負壓的控制值，系統(tǒng)利用PID調(diào)節(jié)功能，控制廢氣風機閥門的開度，將負壓控制在設定范圍內(nèi)，以保證罩內(nèi)煙氣不外排。2)鼓風干燥風機冷卻閩的調(diào)節(jié)該控制主要是對鼓風干燥段內(nèi)溫度進行控制。根據(jù)操作員設定的溫度，與罩內(nèi)溫度比較，采用PID調(diào)節(jié)功能控制冷風閥開關，以保證生球干燥所需的溫度。3)回熱風機放散閥的調(diào)節(jié)為了控制抽風干燥段的壓力，保證熱風壓力維持在設定值上，對罩內(nèi)的兩個測量電進行壓力測量，兩個壓力信號取平均值后， 由PID進行調(diào)節(jié)控制，輸出控制信號，調(diào)節(jié)回熱風機的放散閥。4)主抽風機人口閥的調(diào)節(jié)該調(diào)節(jié)的依據(jù)是生球料層的透氣性 ，透氣性好壞的標志是主抽風機的出口溫度。由操作人員設定出口溫度，根據(jù)出口溫度對調(diào)節(jié)閥的開度進行PID控制。5)回熱風機人口閥的調(diào)節(jié)該調(diào)節(jié)主要是控制焙燒機的終 溫度。終點溫度為№28、№29風箱的平均溫度， 由操作人員根據(jù)生產(chǎn)情況設定終點溫度，通過回熱風機人口閥的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)終點控制。6)回熱風機冷風閥的調(diào)節(jié)回熱風機轉(zhuǎn)子要求最高溫度不能超過300℃ ，通過回熱風機冷風閥開度的調(diào)節(jié)，來控制回熱風機的出口溫度。7)鼓風干燥風機冷風調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)主要是調(diào)節(jié)鼓風干燥罩內(nèi)的溫度。根據(jù)罩內(nèi)溫度的變化，采用PID調(diào)節(jié)控制闊的開度，將罩內(nèi)溫度控制在設定值范圍內(nèi)。8)冷卻風機人口調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)控制預熱段爐膛的壓力在設定的范圍內(nèi)，保證生球的預熱效果，根據(jù)爐膛壓力的變化，采用PID調(diào)節(jié)控制該閥的開度。9)二冷罩調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)根據(jù)二冷罩內(nèi)的壓力進行調(diào)節(jié)， 當壓力高于高限或低于低限時，PID調(diào)節(jié)器開始工作，調(diào)節(jié)閥門的開度，直至壓力控制在高低限之問，PID調(diào)節(jié)器停止工作10)鼓風干燥放風閻的調(diào)節(jié)鼓風干燥放風閥控制№3風箱的壓力，采用PID調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)閥的開度，將№3風箱壓力控制在設定值的范圍內(nèi)。11)爐膛溫度控制爐膛溫度控制主要是通過控制焙燒段內(nèi)30個點火煤氣支管流量和30個空氣支管流量來實現(xiàn)。

四、結論 系統(tǒng)通過調(diào)試，現(xiàn)已投入運行 所設計的功能均已投人使用，無論是在精度，還是在穩(wěn)定性及其他一些控制系統(tǒng)質(zhì)量指標方面，均達到 了令人滿意的效果。在對系統(tǒng)調(diào)試和改造后，其運行情況表明，該新控制系統(tǒng)有如下特點：1)該系統(tǒng)可以在線修改組態(tài)，在線編制梯形圖，I/O強制功能，這給用戶提供了極大的方便。尤其是在系統(tǒng)的調(diào)試過程中，這個特點顯得非常必要。2)系統(tǒng)網(wǎng)絡化，輸入輸出模塊不受本地框架和遠程框架的限制，可以隨意組網(wǎng)。3)該系統(tǒng)所提供的電源模塊安全可靠， 當電網(wǎng)發(fā)生瞬間波動時，電源輸出不受影響4)所有輸人輸出模板均沒有硬件設置開關，完全通過軟件設置，硬件不易損壞，維護簡單。5)系統(tǒng)網(wǎng)絡采用雙網(wǎng)結構，互相冗余，安全可靠。6)上位機系統(tǒng)有曲線500余條，畫面100余幅，在調(diào)試過程中， 發(fā)現(xiàn)上位機運行慢，易死機。后來將一臺操作接口專用于曲線查詢，其余作監(jiān)視和操作，系統(tǒng)運行正常。7)球團控制系統(tǒng)只有3臺CPU，在一臺CPU出現(xiàn)故障時，對系統(tǒng)的影響較大，最好根據(jù)工藝系統(tǒng)要求，每個獨立生產(chǎn)系統(tǒng)都配置一臺CPU。8)根據(jù)改造后的生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，新系統(tǒng)運行穩(wěn)定，原控制系統(tǒng)造成的作業(yè)率降低約2％的情況得到克服。年節(jié)約備件費用達200萬元左右。

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