攀钢加热炉仪表自动控制系统

3.4 换向控制

　　(1)定时换向:系统正常运行状态按照换向周期作定时周期换，段与段之间换向时间完全错开，段内分散换向的原则。当某加热段一侧燃烧到达换向周期时，系统会按照规定的顺序对该段的每一侧烧嘴的煤气快切阀和空气三通阀进行逐一切断停止燃烧处于排烟状态，同时将对面与之相对应的煤气快切阀和空气三通阀逐一打开进行燃烧，完成换向功能。

　　(2)定温换向：是指当某加热段一侧燃烧另一侧排烟时，该燃烧过程还没有达到换向周期，如果排烟温度超过设定温度时，系统会自动作换向动作，强制将排烟侧烧嘴换向成燃烧状态，将对面烧嘴换成排烟状态，避免了因排烟温度过高造成设备损坏。

　　(3)阀位报警：换向系统中每个快切阀和三通阀都设置有开关位置反馈，在正常运行状态下，每一个阀位状态全部显示在crt上。当其中一个快切阀和三通阀出现故障时致使阀位反馈信号错误，系统会自动发出报警，提示检修人员及时处理故障，彻底分散了设备故障点，使系统更加安全可靠。

　　3.5 排烟温度控制

　　排烟温度有两个部分:一是烧嘴冷端温度控制，二是供热段的排烟温度。烧嘴冷端温度控制是通过烧嘴前手动蝶阀控制该烧嘴的燃烧状况和排烟量，使每各烧嘴冷端温度控制在规定范围内，在调试过程中一次调节完成。在每个供热段空气三通阀后支管设有烟气调节阀，根据三通阀后的排烟温度作为控制排烟量的测量值，手动或自动控制烟气调节阀控制该段的排烟量大小，使该段的排烟温度控制在设定范围内。

　　3.6 能源介质的监控与调节

　　能源介质的正常供应是保证加热炉能否正常生产的重要条件之一。在能源介质供应异常时报警，若可能危及人身、设备安全时，控制系统将自动处理到安全状态。为了满足燃烧系统需要在煤气总管上加装气动快速切断阀、压力调节阀用于稳定煤气压力和安全切断煤气，用于确保加热炉燃烧系统安全稳定、安全节能、提高钢坯质量等目的。

　　当煤气和其它能源介质压力过低不能保证加热炉正常生产时，plc送出信号控制装在煤气总管上的调节切断阀，紧急切断煤气。为避免干扰信号造成误动作，在煤气总管上又装了压力开关。在plc发现测量值过低时系统会自动与压力开关信号比较，若都显示煤气压力过低时，plc才发出紧急切断煤气信号。

　　助燃空气总管压力控制：助燃空气压力稳定也是加热炉燃烧控制必备的条件之一。在助燃空气热风总管上取压经变送器转为电信号送plc,由plc按设定值采用控制2台助燃风机的进风门，以调节和稳定空气总管压力，同时可有效防止鼓风机发生喘震造成机械设备和电气的损坏发生。

　　其它如动力压缩空气、冷却水、压缩空气、氮气等等均受到监控，异常时报警。

　　3.7 安全和保护

　　煤气总管道上设有事故自动切断阀，在发生煤气低压、助燃空气低压、压缩空气低压、鼓风机停机、等重大故障时自动切断煤气。为了更加安全可靠在系统控制柜中加装紧急事故人工按钮，它是独立的硬件连锁关系不受因控制系统故障的原因的影响，而由人工处理事故最为可靠及时单元。

　　3.8 抗干扰设计与实现

　　由于电气设备的存在，严重威胁控制系统的正常运行和通信网络的安全、稳定畅通，为此设计中根据各种干扰源的存在增加了以下抗干扰功能：

　　(1) 接地：计算机、plc和通信网络采用单独的专用接地处理，使其统一共地，杜绝相互之间的工模干扰。

　　(2) 通道隔离及信号滤波技术：

　　l模拟量通道屏蔽：模拟量信号的输入导线采用有屏蔽线的双绞线电缆，以降低辐射干扰和电磁耦合性干扰。

　　l数字量通道隔离：数字量模块采用通道光电隔离模块，在信号进出plc通道之前加设中间继电器对通道进行双重隔离，防止串入强干扰电压烧坏通道。

　　l通信电缆设置：工业以太网通讯缆和profibus-dp电缆敷设时单独穿金属管，电缆走向避免与动力缆平行，尽可能远离大电流线路。

　　l电源隔离工作电源通过带屏蔽的隔离变压器给plc主站和从站供电，使plc和大功率的电器设备的电位隔离，避免供电线路干扰。

　　(3)程序设计抗干扰处理：对于模拟量输入信号采用延时滤波技术，消除瞬时干扰。对于数字量输入信号采用锁存和指令对比技术，降低误信号。

4 结束语

　　该加热炉仪控系统自正式投运以来，系统运行稳定，现场设备动作正常。工作站(hmi)人机界面友好，操作性能好，操作人员可方便、灵活的根据现场情况进行控制。报警及历史趋势记录等一系列功能使操作人员能及时的发现现场故障，并能对炉内升温曲线进行及时调整。

　　经过连续运行考核，该控制系统完全满足了加热炉生产工艺的各项技术要求，性能稳定可靠，操作维护方便，大大减少了不安全因素对人和设备的危害，提高了生产率，减轻了工作人员的劳动强度，在节能降耗、高产稳产、安全生产及环境保护等方面均发挥了重要的作用，取得了显著的经济效益和社会效益。