1前言
連續熱鍍鋅退火爐溫度控制系統的控制方式.是由一大一小兩個電磁閥分別開、關動作,使煤氣進入輻射管燃燒,對應的只有大火和小火兩種控制方式,不能進行煤氣流量的調節,只能通過連續退火爐各段煤氣支管手動調節閥和各輻射支管手動調節閥(共計294個)進行煤氣流量的調節。導致生產運行中出現以下問題:①生產時手動調節閥門開度,使得爐溫調節速度緩慢,滿足不了生產需求:②退火爐區域環境惡劣,現場人工調節危險性高、工作量大③目前八鋼所供應的混合煤氣熱值基本在3 000——4 000 kcal,不僅遠高于原退火爐設計的2000kcal+10%要求,而且熱值波動范圍較大,致使退火爐溫控操作非常困難。爐溫控制滯后,造成鍍鋅板質量不穩定;④煤氣消耗量大,熱能利用率低,使產品生聲成本增加,大量富余煤氣在煙氣管道中燃燒,造成設備損壞.增加了設備維護量和產品成本。通過對其進行改造,可以徹底解決以上問題。
2改造方案
通過分析討論,提出了改造方案:將連續熱鍍鋅退火爐原設計中的各段共10個DN100煤氣支管單向手動閥拆除,并更換為DN100電動調節閥:組建電氣控制系統,實現電動調節及遠程控制功能:退火爐末段冷卻風機由普通電動機改為變頻電動機控制。
2.1系統介紹
連續熱鍍鋅退火爐電氣控制系統.由一臺上位機、一臺編程器及一套西門子S7-300和5套s7200PLC組成。上位機為研華工控機.采用西門子CP5611通信剛卡,功能強大.編程器為1臺筆記本電腦,PLC編程軟件為STEP7V5.3。人機界面軟件為WINCC V6.0,系統中文平臺為WINdows 2000。PLC采用MPI(多點接口)構成主站-從站控制方式,s7-300作為主站,由接口模板IM365實現中央機架和擴展機架之間的數據傳送。5套S7-200PLC組成5個從站。由CP343通信模板建立PLC與PROFIBUS-DP網絡的聯接,構成完整的現場總線控制系統。如圖1所示
2.2新增PLC從站
硬件配置:電源模塊PS307,5A:接口模板IMl53 1;模擬量輸入模塊SM331AI 8x1281T~模擬量輸出模塊SM332 AO 4x1281T:PROFIBUS總線連接器6ES7972 0BAl2——-OXA0。
通過硬件組態將新增PLC站作為原系統的第6個從站,在PLC程序中編寫電動調節閥控制功能塊,通過模擬量輸入、輸出模塊實現電動調節閥從0~100%任意開度的調節和監控。程序如圖2所示。
利用西門子WinCC軟件,完整的HMI軟件系統和高性能的信息集成交換平臺,制作電動調節操作控制畫面,操作人員可以在上位機前,通過鼠標操作。調整和監視電動調節閥實時開度。
2.3冷卻風機選用變頻器控制
選用西門子MM440系列變頻器37kW),集成內置A級EMC濾波器及基本操作面板BOP,附加PROFIBUS。
DP通信模塊,實現與PLC(CPU313C 2DP)的通信。變頻電動機的電氣控制原理圖如圖3所示。
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3改造效果
退火爐系統改造完成后,投入運行后,通過對使用過程各項數據的跟蹤檢查,表明具有較好的綜合效益。能實時監控煤氣調節閥開度狀態,根據煤氣熱值的變化和爐溫的需要相應調整煤氣流量,提高煤氣利用率,有效降低生產成本:爐溫控制穩定,提高了產品成材率(由原來的76%可以上升到92%);改善了操作人員的工作環境,確保設備安全和文明生產,減少了維護人員的工作量,為生產提供了保證。