炉顶系统操作及功能说明

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1、承德建龙特殊钢有限公司1350m3高炉 炉顶工序自动化控制系统软件操作及功能规格书建龙钢铁控股有限公司工程设备部2010年8月目录一、炉顶工序工艺流程、设备简介31、工艺流程32、设备简介4二、硬件配置4三、自动化功能描述51、控制方式52、主要控制功能63、控制过程74、报警与故障12四、操作站功能描述131、炉顶系统工艺画面132、报警画面143、趋势画面144、操作画面14炉顶工序自动化控制系统软件功能规格书（2010年8月）一、炉顶工序工艺流程、设备简介1、工艺流程1350m³高炉炉顶采用串罐无料钟炉顶，主要由上罐、下罐、上阀箱、下阀箱、中心喉管、气密箱（包括溜槽传动装置）、

2、溜槽和探尺等装置组成。主要设备包括：上部料闸阀（柱塞阀）、上密封阀、下密封阀，给料滚筒、下部料闸阀（料流阀）、均压和均压放散设备、布料溜槽（倾动及旋转）、探尺、炉顶液压站设备等。工艺过程：槽下称量后的物料，经主皮带送至上罐，上罐装料结束后，在下罐符合装入条件即开始向下罐放料，最终完成炉内布料，周而复始，循环进行。系统简图如下：2、设备简介序号名称数量1旋转溜槽12倾动溜槽136米探尺提尺1421米探尺提尺15上部料闸阀16上密封阀17下部料闸阀 18下密封阀 19给料滚筒110一次均压阀111二次均压阀112排压阀213西除尘阀114炉顶放散阀215均压主管放散阀116润滑油泵217循环油泵1

3、18水冷电磁阀219液压站加热器120加热蒸汽至料罐切断阀1二、硬件配置炉顶自动化系统由一套PLC、两台互为备用的操作站及网络设备组成，均由UPS供电，摆放地点为主控室电气室。PLC采用西门子400冗余系列CPU作为主站，I/O分站采用西门子300系列模块，对现场数据进行采集（详见附件1:I/O清单），各个站之间通过PROFIBUS总线连接，分装在三面PLC控制柜内（硬件配置详见附件2：炉顶PLC原理图），编程软件采用STEP 7。操作站选用研华工控机，显示器为飞利浦22寸宽屏，监控软件采用WINCC。用以实现炉顶系统设备控制及状态监视。 该系统用双绞线与主控电气室主环网交换机连接。（网络结构

4、详见附件3：承德1350高炉自动化网络方案）三、自动化功能描述1、控制方式控制操作方式分为“全自动”、“半自动”、“手动”、“机旁”四种方式。主要控制画面如下：全自动主条件指：主要一条线设备处于PLC且无故障状态。主要判断：下密投入、上密投入、柱塞阀投入、一均或二均投入、放散1或2、6M探尺或21M探尺或无尺状态、a角投入或a角不动状态、b角投入。以上条件不同时满足则认为系统不具备全自动条件，不能实现全自动。全休止状态： 炉顶设备为无法操作状态，此状态为检修状态。设备全投入：此操作为一次性将所有设备进行投入状态，即所有设备在PLC且无故障时，全部进行投入，等待操作。1.1、 全自动方式：由自动

5、化系统按照预先设定的装料和布料程序自动完成上罐自动受料、上罐到下罐自动装料、下罐到炉内自动环形布料。1.2、 半自动方式：实现扇型布料、点型布料、Batch（一罐料）自动、Charge（一批料）自动。扇布状态：下罐满、不在布料中，可以投入。扇布结束后走环布料单。点布状态：下罐满、不在布料中，可以投入。点布结束后走环布料单。罐自动状态：下罐满、不在布料中，可以投入。下罐料布完结束。批自动状态：下罐满、不在布料中，可以投入。一批料布完结束。以上状态布料结束后，系统处在半自动状态。在双罐全满，下罐均压OK后，炉顶处于暂停状态，需要操作人员下发指令，如：回到全自动，半自动继续点击扇、点、批、罐自动。1

6、.3、 手动：在HMI界面上，由操作人员点击，对设备进行逐一控制。 1.4、机旁控制：各设备在机旁操作箱无联锁操作，不受PLC控制。在全、半自动方式下设有单体设备的“独立手动”模式，用以实现自动方式下对单体设备的干预性操作。为方便快捷的处理故障，在“手动”方式和“独立手动”模式下，设有“解锁”功能，岗位工在确认安全的前提下，通过此方式去掉联锁条件，进行操作。如：主要标识：布料开始：下罐满，均压OK,到料线，下密关到位，无下密开到位，上密关到位，无上密开到位，放散1符合条件（选排压一制度投入，排压阀1开到位，无关到位），放散2符合条件（选排压二制度投入，排压阀2开到位，无关到位），无料单填写错误

7、，有布料方式，无禁开下密，无系统休止状态。布料中：布料开始，下罐不空，下料闸阀无关到位。布料结束：布料开始，下罐空，下密关到位，下密无开到位。上罐空：1、正常空：柱塞阀开到位，柱塞阀无关到位，上密无关到位，设定时间空值走完，发出空信号; 2、强制空：手动触发空信号。上罐满：1、正常满：柱塞阀关到位，槽下料尾到，发出满信号 2、强制满：柱塞阀关到位，手动触发满信号。下罐空：1、正常空：根据选料位计、称重、时间制度，发出空信号。 2、强制空：手动触发空信号。下罐满：1、正常满：柱塞阀无关到位，上密无关到位，上罐空，发出满信号; 2、强制满：下部料闸阀关到位，手动触发空信号。2、主要控制功能2.1、

8、料罐受料控制2.2、上下罐倒料控制2.3、单环、多环、扇布、点布的控制2.4、探尺控制系统2.5、氮气冷却控制系统2.6、气密箱水冷控制系统2.7、润滑控制系统2.8、炉顶液压站控制系统2.9、均压制度选择、料罐满空控制、赶料控制、单罐自动、批料自动控制2.10、布料计划、布料实绩自动记录2.11、整体系统联锁（安全联锁、工艺联锁等）控制等2.12、全厂大停电时，人工发出触发信号，炉顶设备回到安全状态（先关下密, 再打开炉顶大放散，一均、二均、料流阀、下密、上密、料闸阀全关阀;均压放散打开;）3、控制过程3.1、往上罐装料过程：上罐空、柱塞阀关到位，主皮带允许装料，否则待料停止，上罐用跟踪满判

9、断料满。3.2、往下罐放料过程：下罐空、料流阀关、下密关、一、二均压关、均压阀关开下罐放散上罐满开上密封阀开上部料闸阀延时下罐满关上部料闸阀关下罐放散阀、关上密封阀开均压阀开一均开二均（以均压制度判断为准）均压OK关均压阀。 料空时间设定：为上罐料全部放入下罐中的时间，时间到后发出上罐空信号。剩余时间：为料空时间倒计时强制满：为保证故障状态时的自动运行，可手动强制满信号，与强制料种配合使用。强制空：为保证故障状态时的自动运行，可手动强制空信号。强制料种：为保证故障状态时的自动运行，可以强制焦、矿料种。禁止上料：为禁止主皮带向上罐放料。仅为炉顶故障时使用。3.3、由下罐向炉内布料过程：到料线、下

10、罐有料、均压OK探尺提到零位溜槽倾角到位下密封阀开启溜槽旋转到布料位开下部料闸阀（下部料闸阀10度后）给料滚筒运行下罐空后下部料闸阀全开后关闭（下部料闸阀全开后）给料滚筒停止下密封阀关闭下探尺开下罐放散阀。 料位空：使用料位计来发出下罐料空信号。称重空：使用称重仪表来发出下罐料空信号，可以进行料空重量设定。时间空：使用时间来发出下罐料空信号，节流开后开始计时，到达设定时间发出料空信号。可以进行料空时间设定。禁止开下密:实现禁止布料操作，无布料开始信号。强制满：为保证故障状态时的自动运行，可手动强制满信号，与强制料种配合使用。强制空：为保证故障状态时的自动运行，可手动强制空信号。强制料种：为保证

11、故障状态时的自动运行，可以强制焦、矿料种。强制方式：为保证故障状态时的自动运行，可强制下罐中的布料方式（1-8种）。3.4、主要设备操作及联锁要求3.4.1、探尺每个探尺均可实现连续测量和点测料面。连续测量：探尺探到料面（着床），随料面下降进行测量。点测料面：探尺探到料面后，立即提尺，即探尺不随料面下降。此方式非正常状态下使用，如炉内频繁塌料、滑料。两个探尺一般同时工作，也允许单尺作业。无尺操作：无探尺操作状态，探尺停止不动，放料触发与它无联锁。此为探尺故障时使用，与强制到料位一起使用，此时到料线信号由强制料线给出。料线设定：分为焦料线与矿料线设定。强制到料位:人为强制到料线，无需下尺，为故障