可編程控制器——PLC是以微處理器為基礎，綜合計算機技術、自動控制技術和通訊技術發(fā)展而產(chǎn)生的一種新型工業(yè)控制裝置，它具有結構簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中。

　　重慶鋼鐵有限責任公司環(huán)保搬遷新建2500m 高爐的水渣處理系統(tǒng)采用西門子SIMATIC S7-300可編程控制器進行自動化控制，通過西門子軟件STEP7與WINCC對系統(tǒng)所有電氣設備運行及模擬信號進行實時監(jiān)測和功能控制，完成數(shù)據(jù)處理、報警、顯示、停機聯(lián)鎖保護等功能。在實際生產(chǎn)過程中具有穩(wěn)定性高，可靠性強，操作維護簡便的特點。

1、工藝簡介

　　高爐水渣處理系統(tǒng)主要由水渣粒化裝置、水渣過濾裝置、水渣輸送裝置、?；h(huán)水系統(tǒng)、補充水系統(tǒng)、事故供水系統(tǒng)、清洗水系統(tǒng)及壓縮空氣系統(tǒng)組成。

　　出鐵口放出的高溫液態(tài)渣從渣溝經(jīng)溝頭進入?；鳎桓咚傩D的?；啓C械破碎，并沿切線方向拋出，同時受粒化器內(nèi)高壓水射流冷卻和水淬作用形成顆粒水渣。隨后，渣水混合物進入到脫水器中的渣水混合物經(jīng)過渣水分配器分配后，均勻落人脫水器篩斗中，通過篩斗中的篩網(wǎng)實現(xiàn)渣水分離，成品?；粼诤Y斗中，水則透過篩網(wǎng)流入回水槽中。隨著脫水器的旋轉，篩斗中的渣慢慢上升，達到頂部時翻落下來進入受料斗，通過受料斗下面出口落到膠帶運輸機上，經(jīng)轉運站及轉運膠帶運輸機外運。熱水進入一、二級沉淀池，經(jīng)過濾沉淀后由?；盟突亓；魈幯h(huán)使用。沉淀在池底的渣定期由抓斗吊撈出放置在脫水平臺上濾水，再用抓斗吊轉運到皮帶機上進入水渣外運系統(tǒng)。

2、控制系統(tǒng)設計

　　由于水渣系統(tǒng)運行的正常與否將直接影響到整個煉鐵生產(chǎn)過程，因此沖渣控制系統(tǒng)必須具有快速數(shù)據(jù)處理、高運行穩(wěn)定性的性能。重慶鋼鐵環(huán)保搬遷新建2500m高爐水渣處理分為南、北水渣兩套系統(tǒng)，均采用西門子S7—300系列PLC。

　　S7—300 PLC通過模塊化結構設計，各種單獨模塊之間可進行廣泛組合和擴展。它的主要組成部分有機架、電源模塊、中央處理單元模塊、接口模塊、信號模塊、功能模塊和通信處理器模塊等。S7-300PLC采用緊湊的、無槽位限制的模塊化組合結構，根據(jù)應用對象的不同，可選用不同型號和不同數(shù)量的模塊，并可以將這些模塊安裝在同一機架(導軌)或多個機架上。

　　2.1 硬件配置

　　本系統(tǒng)使用SIEMENS S7—300CPU模塊CPU315-2DP中央處理單元，其內(nèi)部定時器達到126個，掃描1000個指令需10ms，足以滿足現(xiàn)場控制的實時要求。它自帶DP接口作為DP網(wǎng)絡的主站，數(shù)據(jù)傳輸速率最大可達12Mbps，集成了系統(tǒng)內(nèi)部通訊網(wǎng)絡功能，實現(xiàn)對

　　系統(tǒng)各設備工作狀態(tài)監(jiān)控與控制。選用數(shù)字量輸入模板6ES7 321-1FH00-0AA0實現(xiàn)粒化器，脫水器，?；?，皮帶，電動閥等電氣設備的數(shù)字量信號如運行狀態(tài)，故障等信號進行采集監(jiān)控。選用數(shù)字量輸出模板6ES7 322-1FH00-0AA0對系統(tǒng)各電氣設備的啟停，電動閥的開關進行數(shù)字量輸出控制。選用模擬量輸入模板6ES7331-7KF02—0AB0實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部溫度，流量，壓力，轉速等所有現(xiàn)場儀表檢測信號的采集。選用模擬量輸出模板6ES7 332—5HD01—0AB0對?；?，脫水器的轉速進行變頻調(diào)速控制。

　　2.2 軟件設計

　　本系統(tǒng)采用西門子編程工具STEP7和完成硬件組態(tài)、參數(shù)設置、PL C程序編制、測試、調(diào)試和文檔處理。用戶程序由組織塊(OB)、功能塊(FB／FC)和數(shù)據(jù)塊(DB)構成。其中OB是系統(tǒng)操作程序與應用程序在各種條件下的接口界面用于控制程序的運行。FB、FC是用戶子程序。DB是用戶定義的用于存儲取的存取區(qū)，與其相對應的DB塊就可實現(xiàn)上位機監(jiān)控軟件WINCC與STEP7程序的數(shù)據(jù)接口。

　　監(jiān)控軟件WINCC完成對水渣處理過程各種工藝數(shù)據(jù)的設定、控制和畫面監(jiān)視，并具有進行報警提示、報表生成、數(shù)據(jù)存儲歸檔、歷史實時趨勢顯示等功能。

3、控制系統(tǒng)實現(xiàn)功能

　　(1)高爐渣處理設備粒化裝置啟動順序：?；b置運行時，系統(tǒng)正常啟動順序如下：啟動皮帶機一啟動脫水器一啟動水系統(tǒng)設備一啟動吹掃脫水器壓縮空氣電動閥門。

　　(2)?；b置設備停車順序：與啟動順序相反。

　　(3)水池液位與補水閥聯(lián)鎖實現(xiàn)自動補水。當PLC接收到的循環(huán)水池液位低于預設的報警液位時，系統(tǒng)發(fā)出報警并自動打開回用水補水閥向循環(huán)水池進行補水。當水池液位高于高水位報警值時，如果回用水補水閥處于開閥狀態(tài)系統(tǒng)則輸出關閥信號，實現(xiàn)循環(huán)水池自動保持正常液位。

　　(4)循環(huán)水泵和循環(huán)水池液位聯(lián)鎖，當循環(huán)水池超過最低水位時循環(huán)水泵停止運行并發(fā)出故障報警。出口電動閥啟停關系為泵開閥開，閥停泵停。

4、結語

　　重鋼環(huán)保搬遷2500m 高爐自投產(chǎn)以來，運行效果良好。水渣處理自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)了實時調(diào)節(jié)水、畫面監(jiān)控、報警、趨勢記錄、流量累計等一系列功能。具有運行可靠，操作容易，維護方便，控制精度高等優(yōu)點。該系統(tǒng)的應用達到了提高生產(chǎn)效率，增加經(jīng)濟效益，降低消耗的目的。對整個高爐的正常運行，起著十分積極的作用