摘  要：
    石灰的質(zhì)量影響到zui終煉鋼的質(zhì)量。本文介紹了三鋼集團(tuán)礦山公司4＃、5＃氣燒石灰窯計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的配置、原理及構(gòu)成特點(diǎn)，詳細(xì)介紹了氣燒窯控制系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：石灰 氣燒石灰窯  4＃5＃窯  計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)  
一、概述
    石灰是煉鋼zui重要原料之一，它具有很強(qiáng)的脫硫，脫磷能力，石灰的質(zhì)量將直接影響到煉鋼生產(chǎn)中鋼的質(zhì)量和爐窯的使用壽命。衡量石灰質(zhì)量的重要參數(shù)是石灰中活性度。活性度大，則在煉鋼過(guò)程中石灰溶解快，成渣迅速，反應(yīng)能力強(qiáng)。zui早三鋼礦山公司生產(chǎn)石灰的方法是采用焦碳與石灰石混合煅燒。該方法生產(chǎn)的石灰因焦碳與石灰石混合難以達(dá)到均勻造成了石灰生過(guò)燒率高且活性度低。而采用氣燒石灰方法是通過(guò)煤氣與空氣混合煅燒石灰石來(lái)生產(chǎn)石灰。使用該方法生產(chǎn)燃燒充分，石灰生過(guò)燒率低且活性度高。氣燒工藝對(duì)燃燒溫度的控制、氣體流量控制要求較高。采用計(jì)算機(jī)控制將能達(dá)到系統(tǒng)復(fù)雜的控制要求。我廠新投產(chǎn)的4#、5＃石灰窯計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用西門子S7-PLC和中國(guó)臺(tái)灣研華工控機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
二、系統(tǒng)組成及網(wǎng)絡(luò)通訊實(shí)現(xiàn)
    為了節(jié)約投資,原1#、2#、3#石灰窯PLC系統(tǒng)不做改變,只對(duì)1#、2#、3#石灰窯計(jì)算機(jī)操作站工控機(jī)進(jìn)行生級(jí)，新4#、5#石灰窯PLC采用西門子公司的SIMATIC  S7 PLC,計(jì)算機(jī)操作站采用研華P4工控機(jī).整個(gè)系統(tǒng)用MPI網(wǎng)絡(luò),TCP/IP以太網(wǎng),RS232網(wǎng)絡(luò)使1#、2#、3#、4#、5#石灰窯計(jì)算機(jī)操作站實(shí)現(xiàn)資源共享，互為冗余。
硬件構(gòu)成有如下特點(diǎn)：
1.原3#石灰窯所有開(kāi)關(guān)量,模擬量以及1#、2#的所有模擬量由德國(guó)西門子公司SIMATIC S7-300系列PLC控制.主要由一個(gè)主機(jī)架帶三個(gè)從機(jī)架，每個(gè)從機(jī)架由ET-200M和7個(gè)輸入輸出模塊組成，4個(gè)機(jī)架構(gòu)成1個(gè)PROFIBUS_DP網(wǎng)絡(luò)。
2.原1#,2#石灰窯的開(kāi)關(guān)量仍由日本OMRON公司的PLC C1000H控制, 1#、2#石灰窯的煤氣加壓站由C1000H帶的遠(yuǎn)程PLC單元RT201與C200H的輸入輸出模塊控制。OMRON公司的PLC C1000H的數(shù)據(jù)經(jīng)RS232串口與4#/5#石灰窯PLC上的串口RS232模塊相聯(lián),完成3#/4＃/5#操作站對(duì)1＃、2＃窯的熱備份。
3.新4#、5#石灰窯所有開(kāi)關(guān)量,模擬量由德國(guó)西門子公司SIMATIC S7-300系列S7-315DP PLC控制。
     整個(gè)應(yīng)用西門子MPI網(wǎng)絡(luò)，即采用MPI多點(diǎn)接口數(shù)據(jù)通訊技術(shù)把SIMATIC S7-300 PLC與工控機(jī)聯(lián)成MPI網(wǎng)絡(luò)。即在每臺(tái)工控機(jī)上插上CP 5611插卡。通過(guò)此卡能將IPC 工控機(jī)聯(lián)接到SIMATIC　S7-300 PLC 本機(jī)上集成的MPI接口形成MPI網(wǎng)絡(luò)。MPI通訊波特率高達(dá)187.5kbps。MPI通訊可靠、方便、速度快。另外1#、2#、3#石灰窯計(jì)算機(jī)操作站工控機(jī)通過(guò)TCP/IP以太網(wǎng)構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)上位機(jī)資源共享，互為冗余。
                           
三．控制工藝
    通過(guò)煤氣和空氣混合煅燒石灰石，在1000度左右的高溫下生產(chǎn)石灰是復(fù)雜的工藝過(guò)程。
    影響石灰活性的因素為氣燒窯各段溫度，主要是煅燒帶溫度，一般煅燒帶溫度在800～1100 之間，在此以煅燒帶溫度為控制目標(biāo)，進(jìn)爐煤氣流量為控制作用（進(jìn)爐空氣流量與煤氣流量比值關(guān)系），將煤氣的流量的輸出值乘以空/煤比作空氣流量的設(shè)定值來(lái)保證空/煤比恒定。新系統(tǒng)增加了變頻調(diào)速系統(tǒng),一次風(fēng)和二次風(fēng)可變頻調(diào)速調(diào)節(jié)風(fēng)量,滿足系統(tǒng)復(fù)雜的控制要求。 
四. 系統(tǒng)功能與特點(diǎn)
    五臺(tái)石灰窯計(jì)算機(jī)操作站實(shí)現(xiàn)操作站的相互冗余。計(jì)算機(jī)操作站采用Microsoft Windows 2000操作系統(tǒng)。編程語(yǔ)言組態(tài)軟件，用戶界面良好，操作方便，每臺(tái)操作站可同時(shí)采集1#、2#、3#、4#、5#的氣燒窯的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，即對(duì)底層的OMRON C1000H PLC和西門子的S7—300 PLC的各種參數(shù)進(jìn)行采集，分析、存貯，并有報(bào)表供查詢。主要系統(tǒng)功能與特點(diǎn)如下:
1、實(shí)現(xiàn)石灰石上料過(guò)程自動(dòng)化。石灰定時(shí)出灰，星型出灰機(jī)，螺旋出灰機(jī)，粉料皮帶機(jī)，多斗提升機(jī)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
2、ET-200M的PROFIBUS_DP總線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)3#煤氣加壓站加壓機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程控制。
3、OMRON的遠(yuǎn)程通訊模塊RT201實(shí)現(xiàn)1#、2#煤氣加壓站加壓機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程控制。
4、三維動(dòng)態(tài)模擬流程顯示和控制回路模擬顯示?？蓜?dòng)態(tài)顯示石灰石上料，熟石灰出灰過(guò)程。1#、2#、3#、4#、5#窯工況動(dòng)態(tài)顯示，主要有氣燒窯的溫度、壓力、流量 ，及風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)，各種重要閥門的開(kāi)停情況顯示。流程圖畫面主要有1#、2#、3#、4#、5#氣燒窯系統(tǒng)流程圖, 1#、2#加壓站畫面,3#加壓站畫面, 4#/5#加壓站畫面等.
5、對(duì)關(guān)鍵參數(shù)具有歷史記錄，歷史曲線圖可方便用戶查看一年內(nèi)任一時(shí)刻的數(shù)值。實(shí)時(shí)曲線為當(dāng)前時(shí)間向前推一個(gè)小時(shí)曲線，一頁(yè)zui多顯示多條曲線，并顯示每點(diǎn)的時(shí)間及數(shù)值。對(duì)生產(chǎn)過(guò)程非正常狀況能報(bào)警及記錄。
6、每班加入原材料、煤氣量消耗和產(chǎn)量等記錄。以及流量的累計(jì)、出灰時(shí)間的累計(jì)等工藝參數(shù)等記錄供操作人員參考。有各種報(bào)表供查看。
五.結(jié)束語(yǔ)
    1#、2#、3#、4#、5#石灰窯計(jì)算機(jī)操作站通過(guò)MPI網(wǎng)及TCP/IP以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)資源共享，互為冗余。系統(tǒng)可靠性，控制精度高，生產(chǎn)出的石灰能夠滿足煉鋼生產(chǎn)要求。該系統(tǒng)運(yùn)行一年多以來(lái)，系統(tǒng)可靠,操作方便。