大型屋頂風機_科威嵌入式PLC在隧道窯控制系統上的應用嵌入式高爐

科威嵌入式PLC在隧道窯控制系統上的應用

一、引言 　　隧道窯是一種連續式窯爐，主要用于陶瓷建材、日用陶瓷等燒制，就其結構而言主要由預熱區、高溫區、急冷區和緩冷區組成，隧道窯的控制涉及風機的控制、溫度的檢測、壓力的檢測，溫度的控制、壓力的控制以及其它控制。將CAN總線技術應用在隧道窯控制系統，可以很好地滿足溫度和壓力實時控制的要求，系統通信速率高、穩定性強，而工業級人機界面的參與，使得控制系統更加直觀化，易于用戶使用和操作。下面以河北唐山某陶瓷廠的一條隧道窯為案例，介紹其控制系統的實現過程。 　　 　　二、控制對象 　　此窯是一條80m長的燃氣隧道窯，共有溫度檢測點20個（K分度12個，S分度8個），其中10個溫度點受控，壓力檢測點2個，10個燃氣執行器，10只燒嘴火焰檢測，風機有：排煙風機2臺（一用一備）、助燃風機2臺（一用一備）、急冷風機2臺（一用一備）、緩冷風機2臺（一用一備）、抽熱風機2臺（一用一備）、窯頭窯尾氣幕風機各1臺。10點溫度控制是通過控制執行器閥位大小，改變燃料注入多少，從而使溫度穩定。2點壓力控制通過調節排煙風機和急冷風機轉速來控制，實際上調節排煙和急冷變頻器頻率來控制壓力。此外還有風機連鎖，燒嘴熄火報警及各類故障報警。 　　 　　三、窯爐控制系統的組成 　　本控制系統由3臺嵌入式PLC（EASY-M2416R）、2臺CAN-AD1216、1臺CAN-AD1208、1臺CAN-DA1208等部分組成。其中，嵌入式PLC用于邏輯開關量的控制，PID運算，以及通過CAN總線與下級的模塊進行通訊；溫度采集模塊CAN-AD1216用來完成20點溫度模擬量的采集；壓力采集模塊CAN-AD1208用來采集2點壓力信號；模擬量輸出模塊CAN-DA1208用來控制風機變頻器。 　　下面為系統框架圖： 　　 　　作為本系統的控制核心嵌入式PLC Easy-AD1216，下層網絡采用CAN總線來進行通訊，對上分別用RS0口與HMI（人機界面），RS1口與計算機進行通訊。其特點如下： 　　1、有比較強大的通訊功能： 　　一路CAN總線接口在應用層作了標準規劃，凡遵循該標準的CAN總線設備，可以通過CANSET軟件設置CAN網絡配置文件，并下載固化到EASY-M2416R中，就可以把該設備映射到CAN網絡中。CAN總線由于具有良好的實時性、可靠性、抗干擾能力及檢錯能力，所以在一些條件比較苛刻的場合里廣泛應用。 　　另外，串行口 RS0可用于梯形圖程序及上位機的監控，還可以與人機界面通訊；串行口RS1可用于下載CANSET軟件生成的CAN網絡配置文件，還可以通過RS485網絡連接第三方設備，如PC、三菱PLC。由于各個網絡都是獨立的，同個PLC在連接多個模式的網絡也不會受影響。如此多樣的通訊模式，確實為用戶提供了更多的靈活性。 　　2、有和三菱相當的運算速度和幾乎完全兼容的開發環境： 　　經過測試，基本指令的運算速度在0.5u/步以下，和三菱FX2系列的PLC相當，這對于控制要求不是很高的用戶來說已是足夠了。它的梯形圖以及指令和三菱PLC的也是完全兼容，并且都能在三菱編程軟件里很好的運行。這對于使用過三菱PLC的用戶來說減輕了很多的困難。 　　3、獨立開發的CAN總線互聯CANSET軟件： 　　CANSET軟件能很輕松方便的完成通訊設置。設置內容包括：網絡設備總數、網絡設備地址、網絡通訊數據的內容、網絡數據通訊速度等。它還能根據用戶的需要，靈活設置每個設備的任務級別，以保證網絡資源的合理分配。處于下層網絡的AD和DA，以及Easy-M2416R設備，遵循CANBUS協議的接口，能很方便的聯入CAN總線網絡中，構成系統的主體。 　　 　　四、系統功能的實現 　　1、所有的邏輯控制和PID控制都由Easy-M2416R完成，在CAN總線網絡中，三臺PLC中任選一臺作為主站，這里選Easy-M2416R-1作其主站。它通過CAN總線與下層網絡的每個設備進行通訊，兩個設備之間的通訊也必須由主站來完成。同時它又作為從站與PC（上位機）和HMI（人機界面）進行通訊。 　　2、整個CAN總線網絡互聯也全由CANSET軟件來實現，它是圖形化界面的軟件，設置起來十分簡便，并且在PLC的梯形圖中除了地址和主從站外無須再對其他相關內容進行設置，在一定程度上簡化程序設計的工作量。 　　3、系統具有很大的擴展性和可維護性，在工作環境改變時，可靈活增添或減少設備。實現起來也只需在CANSET軟件中來設置即可，不用考慮其他事項，這對于系統的不斷完善和升級換代奠定了很好的基礎。 　　4、系統工作流程：下層網絡的AD1216、AD1208設備把采集上來的溫度，和壓力信號轉化為數據信號上傳到Easy-M2416R-1；運用于PID運算，控制各個執行器的正反轉和DA的輸入值，從而控制窯爐的各段溫度和壓力；另外在邏輯控制上完成各個風機和電磁閥的控制。下面是其中一路執行器正反轉控制的梯形圖程序： 　　 　　 　　 　　5、人機界面通過串口RS0與EASY-M2416R-1連接，實現整個系統運行監控，其畫面包含：現場模擬圖、風機狀態指示、溫度壓力顯示、各種參數設置、變頻調節、實時溫度曲線圖、設定溫度曲線圖以及報警信息。 　　 　　五、結束語 　　由于嵌入式PLC EASY-M2416R兼有CAN總線接口和與三菱相同的數據鏈協議接口、編程環境等特色，因此它既能很好的構建以CAN總為下層網絡，又能構建以RS485和RS232總線為上層網絡的系統。將它應用在隧道窯爐系統，既可以滿足底層的控制又可以滿足上層的監控，尤其是CAN總線的應用，使它的實時性、靈活性、組網方便性以及可維護性獲得很好的保證。 　　 　　參考書目 　　[1]科威自控嵌入式PLC《EASY編程手冊》 　　[2]科威自控嵌入式PLC《EASY原理及應用》 　　[3]HITECH《ADP軟體使用手冊》 　　 　　附：實物圖片

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收錄時間:2011年04月08日 05:11:46 來源:dzsc.com 作者:零八我的愛

高爐鼓風系統工藝設計 ???????? (blast system technological design of blast furnace) 設計內容主要包括高爐鼓風參數選擇，鼓風機運行工況區的確定和高爐綜合鼓風。 高爐鼓風參數選擇 ?????? 包括風量、風壓和熱風溫度。 風量 ??????? 送入高爐的空氣質量或標準狀態下的鼓風體積。由于大氣溫度、壓力和濕度隨地點和時間而變化，因此風量須用當地氣象系數修正。 高爐入爐風量可按下式計算： V 0 = V u iv / 1440 式中V 0 為高爐入爐風量，m 3 ／min；V u 為高爐有效容積，m 3 ；i 為冶煉強度，t／(m 3 ? d)；v為每噸干焦耗風量，可根據冶煉條件通過配料計算確定。當條件不具備時也可采用以下近似數據，當焦炭灰分在10％～16％時，每噸干焦的耗風量在2750～2600m 3 (干風)。 鼓風機出口風量，是高爐入爐風量與鼓風系統漏風損失的總和。漏風損失一般在5％～10％。在采用靜葉可調鼓風機時，日本在計算中加上熱風爐充壓用風量400～1000m 3 ／min為風機最大風量。選配風機，鼓風機風量(m 3 ／min)大致可按高爐有效容積的2．1～2．5倍考慮。 高爐鼓風壓力 ??????? 取決于爐頂壓力、爐內料柱和鼓風系統的阻力損失，并考慮一定的風壓變動余裕。一般常壓高爐的爐頂壓力為20～30kPa，高壓高爐的爐頂壓力為50～300kPa，高壓程度取決于鼓風機能力、設備制造及冶煉強度等因素。通常，當爐頂壓力在50kPa以上時，每提高10kPa，可增產1％～3％，焦比降低0．5％左右。隨著爐頂壓力的逐漸提高，增產效果遞減。爐內料柱阻力損失取決于高爐容積、原燃料條件和冶煉強度等因素，一般在70～160kPa,負壓風機廠家。鼓風系統阻力損失一般在15～20kPa。 熱風溫度 ?????? 主要取決于燃料條件、耐火材料理化性能、熱風爐工作制度，并與熱風爐的結構有關,生產負壓風機。熱風爐，當燒高爐煤氣、用粘土及高鋁質耐火磚砌筑、且單爐送風時，風溫水平一般在1000～1100℃。當燒混合煤氣或燒高爐煤氣、采用自身預熱、高溫區用硅磚砌筑，并聯送風時，則風溫水平可達1200～1310℃。熱風爐煙氣余熱回收可提高風溫45～70℃。當噴吹燃料和加濕鼓風時，則需要熱補償，必須相應提高風溫。 鼓風機運行工況區的確定 ??????????? 高爐生產對鼓風機的要求是：有穩定而均勻的送風能力，當風壓變動時風量不隨之改變，高爐在不同季節和不同冶煉條件下操作時，要求鼓風機的風量和風壓能在較大范圍內變動，此變動范圍稱為鼓風機運行工況區，此區必須在鼓風機安全運轉范圍內。煉鐵工藝設計確定鼓風機運行工況區是為了委托制造廠進行風機設計，或根據現有風機的特性曲線選定爐容。為了確保高爐正常生產，對于高壓操作的高爐鼓風機運行工況區(如圖)應按下列條件考慮：(1)在夏季最熱月份最高平均氣象條件下，高壓與常壓操作的最高冶煉強度時的運行工況點為A與B。(2)在冬季最冷月份最低平均氣象條件下，常壓與高壓操作的最低冶煉強度時的運行工況點為C與D。(3)在年平均氣象條件下，高壓與常壓操作年平均冶煉強度時的運行工況點為E與F,車間通風。鼓風機能力應滿足工況點A的要求，C、D點必須在鼓風機的安全運行范圍內。E點應在鼓風機的經濟運轉區內，此點并作為制造廠進行鼓風機設計的計算點。 高爐與鼓風機的配置，通常一座高爐配用一臺鼓風機。為確保高爐安全生產，爐容大致相同的三座高爐合用一臺備用鼓風機。 高爐冶煉鼓風強化措施 ???????????? 是當前高爐生產中最重要的發展方向之一。其內容包括富氧鼓風、加濕或脫濕鼓風、綜合鼓風等。 富氧鼓風 ?????? 提高鼓風含氧量，能提高爐缸燃燒溫度，減少爐缸煤氣生成量并降低爐頂煤氣溫度，有利于提高產量和降低焦比。富氧鼓風使每噸生鐵的鼓風量減少，同時也減少了熱風帶入的熱量，但富氧超過一定界限會引起焦比升高。理論上，鼓風含氧提高1％可增產4．76％，因高爐生產受多種因素影響，實際增產效果會有差異，并且隨富氧量的提高增產率遞減。 ? 加濕或脫濕鼓風 ???????? 將蒸汽加入鼓風或將鼓風濕分大部脫除的鼓風。以穩定鼓風濕分，消除大氣濕度波動對爐況的影響，改善煤氣化學能及熱能利用，從而使爐況順行，產量提高，焦比降低。 加濕鼓風又稱蒸汽鼓風。使鼓風中氧氣增多，并提高煤氣中氫氣濃度，加快氧化鐵還原過程，因而使高爐行程強化。鼓風中濕度增加1％(或8g／m 3 )，相當增加風量2．38％，如焦比不變可增產2．38％，鼓風中加入1g水分，需提高風溫9℃，以補償水分的分解熱，因此鼓風濕度須與熱風爐加熱能力相適應。 脫濕鼓風又稱干燥鼓風。將鼓風濕分冬季脫至1～3g／m 3 ，夏季脫至8～10g／m 3 ，鼓風濕分減少10g／m 3 ，焦比可降低6～10kg／t，產量可提高6％左右。脫濕鼓風需要昂貴的脫濕設備，故未得到廣泛采用。 高爐綜合鼓風 ????????? 高爐采用噴吹燃料、富氧和控制濕分等綜合技術。由于噴吹燃料會增大煤氣量，降低爐缸燃燒溫度，因此使增加噴吹量受到限制，而富氧鼓風既可提高燃燒溫度，又能減少煤氣量，故兩者結合相得益彰。中國高爐以噴煤為主，用富氧、提高噴煤量和置換比來大幅度增產節焦。1986年8月至1987年6月鞍山鋼鐵公司2號高爐(900m 3 )進行了富氧噴煤試驗，其試驗效果為：富氧1％，可以增產1．61％～3．83％，降低焦比0．082％～1．04％，其置換比為0．693～0．849，噴煤量為每噸鐵增加12～13kg。 相關文章

礦井對旋軸流通風機設計中存在的問題及解決方法

1引言 　　通風機堪稱煤礦的“肺臟”，通風機的運行效率的高低以及可靠性型問題是煤礦關心的焦點。由于部分老礦井風機老化，運行效率低，正逐漸被高效節能風機所代替，各種各樣的風機應運而生，對旋風機就是引進國外80年代新技術經消化吸收后研制生產的礦用通風機的更新換代產品。它以其壓力高、流量大、高效、結構緊湊、反風容易的特點深受煤礦的青睞。但是，經過長期的實踐證明，對旋軸流通風機還存在一些缺陷，本文針對這些問題提出整改措施。 　　2結構特點 　　對旋式軸流通風機一般由集流器、前后主風筒、擴散器組成。一級、二級葉輪直連在電機軸上，電機均置于風筒內，兩級葉輪互為導葉，工作時兩級葉輪反向旋轉。結構簡圖如圖1。 　　3對旋軸流風機的優越性以及設計和使用注意問題 　　3.1對旋風機的優越性 　　3.1.1傳動效率高。葉輪直接安裝在電機軸上，改變了傳統的傳動結構，既避免了傳動裝置的頻繁損壞，消除了能量損耗，也提高了風機裝置的傳動效率，同時也提高了使用效率。 　　3.1.2對旋軸流通風機最高壓力點的壓力值較高，一般比普通帶后導的軸流風機的壓力高1.2～1.3倍[1]。 　　3.1.3靜壓效率高。由于采用對旋結構，減少了兩級工作輪之間中的導葉，降低了風機內部阻力損失，提高了風機的靜壓效率。 　　3.1.4最高效率高，高效運行范圍廣。對旋風機比前置導葉兩級風機的最高效率高出約8%，比后置靜葉型兩級普通風機最高效率高4%～5%，其高效運行范圍廣[2]。 　　3.1.5軸流對旋風機使用靈活。對旋風機兩級工作輪分別由兩臺電機驅動，因而對旋風機對應不同的使用狀態，可進行各式各樣的組合，使其中一級空轉可組成前導加動葉級或動葉加后導葉級，亦可配備一個靜葉作為附件，可以調節柵距以實現變風量調節。對旋風機可變轉速和兩轉子的轉速比來調節流量，這是對旋風機所特有的。 　　3.1.6軸流對旋風機，有良好的逆向送風性能，回風量可達到60%～70%的送風量。由于對旋風機可以利用電機的反轉反風，既不需建擴散器和擴散塔，也不需建風機房和反風道，施工工藝簡單，因此可大大縮短工期。與其他風機相比，其輔助設備少，控制環節少，安全可靠性好，可節約70%的土建工程費。 　　3.2對旋風機設計中存在的問題 　　3.2.1對旋風機中電動機的散熱問題。由于在對旋軸流式通風機中，電機是與葉輪直聯，固定于風機中，電機工作在含有高瓦斯濃度的氣體之中，所以就無法使用風機中自身風流來散熱。而普通軸流式風機，電機置于自由大氣中，可以充分利用這個得天獨厚的條件。 　　3.2.2電機的防爆問題。與普通軸流風機的電機放在風機外面相比，相當于把井上主扇送回到井下的惡劣環境中，因此電機要防爆。但是，風機的II級電機隔流腔內可能存在瓦斯超限。隨著抽出式對旋風機的投入使用，發現其第一級風機的I級電動機隔流腔內瓦斯濃度達到0.1%～0.3%，與周圍環境中的瓦斯濃度相同，不存在安全隱患；而其第二級風機的II級電動機隔流腔內瓦斯濃度達到2.2%～2.8%，存在著隔流腔內瓦斯濃度超限問題，造成II級電動機周圍瓦斯聚集。 　　3.2.3軸伸端軸承使用壽命短。由于風機葉片產生的軸向力、旋轉系統的殘余不平衡力、電磁拉力、風量風壓變化將產生的推力等，這些風機運轉中的徑向力、軸向力形成當量動負荷，對軸承壽命威脅是致命的損壞因素。所以靠近電機軸伸端的軸承容易抱軸、燒毀，嚴重時整個定子繞組被燒毀，這不僅降低了軸承的使用壽命，同時降低了風機的使用壽命。這一點尤其在局扇上較為突出。 　　3.2.4軸流式通風機后級電機容易燒壞。軸流通風機壓力大，通風距離長，通風距離與流量成反比，只要通風距離稍微增大，如果兩級葉輪設計的匹配性不好，II級電機負載增加比第一級快，當達到一定通風距離時，雖然兩級風機的總功率尚未達到單級的2倍，但是II級電機的負載已遠遠超出了額定功率，造成II級電機的超載運行，從而導致電機的燒毀。

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收錄時間:2011年01月07日 15:05:01 來源:ccen 作者:

???? 選用鼓風機應能滿足鼓風爐技術條件波動的要求，須注意以下幾點： 1、熔煉過程中，鼓風壓力在一定范圍內波動，風量應保持穩定。 2、當爐料合熔煉條件變更時，鼓風機應能在相當大的范圍內調節風量和風壓。 3、便于調節和維護。 目前鉛鼓風爐一般采用容積式鼓風機，也采用離心鼓風機。 一臺鼓風爐宜設一臺鼓風機單獨供風，并設一臺同樣規格的鼓風機做備品。如有兩臺和更多的鼓風爐時，為了維持鼓風爐的正常鼓風制度，通常用管道系統把幾臺鼓風機連通，互為備用，以減少備用鼓風機臺數。管道系統供風損失一般為供風量的10%～30%。 表1為鉛鼓風爐用鼓風機性能實例。 ? 表1? 鉛鼓風爐用鼓風機性能實例 廠名

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