AV50-14型轴流式高炉鼓风机的PLC控制

　　高炉鼓风机是高炉生产的一个致关重要的环节，制约着高炉的生产状况。为了适应高炉连续可靠的生产要求，确保高炉产出高质量、高产量的铁水，要求鼓风机具有良好的应对突发事件的能力。酒钢现有四座450M3高炉，2 00万电动鼓风机是结合450M3高炉配置的高炉鼓风机站，共安装5台电动轴流压缩机组，压缩机由陕西鼓风机厂制造，采用全静叶可调，由14级动叶及15级可调静叶组成。配有机组监测保护，逆流保护，防喘振自动调节系统等。风机间采用岛式布置。其中四台向高炉供风，一台备用，送风系统采用分组互通式配风系统，即风机两台一组，备用风机与各组配风管连通。

　　四座高炉每座专设一条送风母管，并且有三台风机可倒换备用（1、2鼓风机给3、4高炉送风，4、5鼓风机可以给5、6高炉送风，3鼓风机可以给3- 6任意高炉送风）。

　　工艺简介空气由室外自洁式空气过滤器过滤后，经整流栅进入轴流风机，经风机压缩后，由弯管压力平衡型补偿器、出口逆止阀、送风消音器、室内送风阀、室外1或2送风阀送至高炉。为满足风机的启动运行，倒风，事故时的放风，设有自动防喘阀、电动旁通放风阀，自动防喘阀或电动旁通放风阀的放风经放风消音器排入大气。当排气压力高于防喘压力时，防喘振调节法进入自动调节状态，迫使排气压力降低到安全运行工况，如果排气压力持续升高，则电动防喘阀自动打开放风，使排气压力迅速降低，恢复到正常运行工况。工艺流程图如所示。

　　系统构成3.1硬件组成酒钢2QQ万电动鼓风机系统共有五套机组，每一套机组各自成一个系统，控制系统采用德国西门子公司S7-4QQ系统的PLC冗余控制器，控制单元、控制网络以及工作站实现了冗余的设计功能。分别下挂两个S7-300子站，选用西门子工业以太网卡CP1613、工业以太网OSM交换机，用于完成每一套机组由压缩机、变速箱、主电机、盘车装置、润滑油系统、动力油系统及冷却水系统等全过程的过程控制、逻辑控制、快速联锁等功能，实现各个机组生产流程的监视控制。硬件配置如所示。

　　3.2软件设计操作系统采用WINDOWXP，监控站的软件采用工控软件WICC5.1来开发，下位控制程序采用西门子公司Step7V5.1软件。监控站主要完成控制系统的操作、监视、实时数据显示、运行参数的实时趋势、历史趋势、报警查询、报表、自动和手动控制方式的选择，调整过程设定值和偏差等任务。软件配置如所示。

　　系统实现4.1机组启动控制设置启动条件连锁控制的目的是为了保证机组安全正常开机。当满足下列条件后，系统发出“允许启动”信号。

　　⑴润滑油压正常⑵动力油压正常⑶逆止阀全关⑷防喘阀全开⑸静叶关闭（14*）⑹试验开关复位⑺存储器复位⑻油温正常系统发出“允许启动”后，操作站上的“启动条件”画面会自动显示“允许启动”。这时操作员按下“机组启动”按钮，系统立即向SIMATICS400发出指令，开始启电机，直至达到额定转速。转速正常后，按照高炉风量需求加静叶开度，满足高炉供风。

　　4.2紧急停机控制在机组运行过程中，若发生下列任一事故均为机组重故障，为了防止事故进一步扩大和保证，整个机组的安全，必须紧急停机。联锁停机的主要条件有：⑴风机轴位移过大±0.6mm⑵润滑油压力过低0.07MPa⑶动力油压力过低9MPa⑷持续逆流⑸紧急停机按钮按下猫。屯包：234静，防喘振调节阀开始动作一一开阀（控制系统的输出电流为20mAmA，其对应开），排气压力开始降低，在排气压力低于防喘压力“低于防喘调节线”时，阀门慢慢关闭，此时岗位操作人员也可按手/自丑将其切换为手动腧人员可继续腧防喘振调节阀（阀门手/自动切换只能载排气压力低于防喘压力时由自动切换为手动不可反向切换）。在防喘阀自动调节时若排气压力擀卖升高高于机组放风安全运行压力时则机组进A“安全运行，状态，防喘振调节阀紧急全开风机静叶回到芸22度逆止阀强制关闭，机组正常运转。用鼠标点击”自动操作“按钮，逆止阀闭锁解除，防喘振阀、风机静叶控制闭锁解除。操作人员可乍计算机画面关闭防喘振阀增加静叶角度对风机进行加载操作。

　　4.5逆流保护如所示：机组正常运行时工作于A点，若由于某种原因引起阻力线上移时，使压缩机背压降低。网管气容足够大，气流发生倒流，流量由正到零、由零到负、后工作在C点，形成一个反方向的流动，从而发生逆流。

　　逆流是轴流压缩机危险的工况防止逆流的根本措施是力口强防喘振控制，防止出口流量的倒流，当系统中的介质出现逆流时逆止阀阀门自动关闭，以免高温气体倒流回压缩机中。逆止阀是偏心结构的蝶阀，当有正的压差时阀板被顶开；当压差为零时，依靠重锤连杆机构将阀门关闭。为防止机械碰撞，设有缓冲油缸，缓冲油缸上装有电磁阀，可在逆流时控制氮气关紧阀板，以防气体倒流。

　　系统在微机上作好了程序屏幕上给出调整画面，利用鼠标可进行手工调节放风，也可采用自动调节程序在进入放风区自动放风，在放风管道设置了单作用式防喘振阀。

　　采样于喉部差压的压力变化信息，当CPU取到喘振信息后，首先进行喘振报警，在没确认的情况下，快开时间只用15s便全部打开阀门，在喘振阀打开的同时静叶角度也调整到安全运行区，从而保证了防喘振的需要。通过静叶调节实现安全运行此时，喉部差压仍然表现为逆流存在持续时间t=ls，则出现喘振逆流报警，在没得到确认后持续3s进入逆流并报警风机进入安全运行模式，仍然没得到确认后5s便进入持续逆流联锁停机，以上过程全部时间仅有9s这一过程几乎是在一瞬间发生和消失的。如。

　　4.6防喘振调节阀的快开慢关为了保证风机工况点的稳定性防喘振调节阀设定为快开慢关动作方式，分为自动和手动两种情况：自动情况下的实现：当风机运行工况点超过Pc曲线时，防喘振调节阀进入PID自动调节状态，此时的P参数为0.2，1参数为5s，防喘振调节阀打开，直到运行工况点下降到Pc曲线以下；防喘阀又开始自动关闭，此时的P参数为Q.2，I参数为25QQs.关闭的过程十分缓慢。如。

　　手动情况下的实现在上位WmCC软件中有开阀和关阀两个按钮，每点击一次开阀按钮防喘振调节阀开2.5，每点击一次关阀按钮防喘振调节阀关闭0.5.放空阀的开关速度是受到限制的任何一台机组在发生喘振时，其防喘振控制系统能快速响应为了立即脱离喘振工（下转第1Q6页）位设备号加后八位ID号设定成本控制器ID，并以此设定报文过滤寄存器。自此，控制器成功联入CAN网络。

　　接入流程图后，将重新发送请求接入命令。当发送3次仍没接收到设定ID命令后，将退出设定并返回。

　　在成功接入CAN总线网络后，控制器只接收设定ID的报文。工控机可以通过网络设定控制器工作模式，并可以接收控制器发过来的工作状态。

　　结束语本文介绍了dsPIC30F6010A在计量泵控制器上的应用充分利用其外设，完成电机变频控制，人机交互，控制信号采集，以及数据通信等多个任务。具有开发便利，产品成本低等优点。对于计量泵控制器的实际应用，具有一定的意义。