韶钢105m2烧结机过程控制系统的设计与应用

　　O 引言

　　烧结过程是一个工艺流程长、影响因素多、机理复杂的动态系统。在激烈的市场竞争中，高炉炼铁对入炉烧结矿的质量和用量要求日益提高，同时烧结设备向大型化发展，要求更高的生产率和更低的生产成本。因此，建立高性能的烧结过程控制系统，对烧结过程实行有效控制以满足生产要求将发挥重要的作用[1]。

　　韶钢105m2烧结机采用了先进的集散控制系统和三电软件，其控制功能强，操作简单，可靠性高，是韶钢目前较为先进的自动化项目。

　　本文介绍了韶钢105 m2烧结机控制系统的构成、软/硬件配置、网络、系统特点，阐述了配料、混合加水、点火炉等环节，并重点介绍了烧结终点控制等的原理和功能，以及现场应用结果及其分析。

　　1 工艺特点

　　韶钢105m2烧结机是韶钢年产铁180万t的配套工程，由长沙冶金设计研究院设计，于2002年2月投产，主要设计指标为：利用系数1.5 t/(m2·h)，年产烧结矿124.2万t，人炉量109万t， 含量为58.74% ，碱度为1.7。本系统是针对这种工艺过程进行设计的。

　　烧结机生产线主要包括燃料筛分及破碎、配料、混合、烧结、冷却、筛分、抽风机及烟囱、成品矿槽和烧结矿输出系统、公用辅助设施，工艺流程设计结合韶钢具体情况，消化、吸收国内外先进经验，采取了一些行之有效的技术和设备。其工艺特点为：

　　(1)采用小球团烧结技术;

　　(2)热返矿于烧结机尾参加配料;

　　(3)改常规“一破四筛”为三次筛分。

　　同时，还采用了新型结构的烧结机、鼓风式环冷机椭圆等厚振动筛等设备，并安装有先进的DCS对烧结过程进行控制。

　　2 系统组成

　　韶钢105 m2烧结机烧结过程参数采集与控制采用西门子公司的Simatic PCS7过程控制系统，实现自动监视、控制及报警等功能。其设备主要有：操作站OS(安装有PCS7过程监控软件，共4台)、工程师站ES(共2台)、Simatic S5-115U系列PLC、分布式I/O、工业通信网络及打印机。系统结构如图1所示。

　　操作站(OS)是系统的人机界面，操作员通过操作站完成对烧结过程的监视、控制功能，并可监视本系统工作状态。工程师站(ES)用于控制回路组态、画面生成、报表生成及过程趋势和参数整定等，可进行生产操作，发生故障或停用时不影响操作站的正常操作。由S5-115U可编程控制器组成的PLC控制站主要完成过程信号的采集、控制运算及控制信号的输出;分布式I/O站负责接收现场传感检测信号。

　　PCS7是一种模块化的基于现场总线的新一代过程控制系统，结合了传统DCS和PLC控制系统的优点，将两者功能有机结合。系统的所有硬件都基于统一硬件平台;所有软件都集成在Simatic程序管理器下，有同样统一的软件平台。系统在网络配置上，使用工业以太网和Profibus现场总线实现现场信息采集和系统通信。PCS7在一定程度上消除了DCS和PLC系统间的界限，更好地实现了仪控和电控一体化，体现了全集成自动化的特点，使系统应用范围变广，是一种适用于现在、面向未来的开放型过程控制系统[2]。