摘要：隨著高爐工藝的發展，宣鋼六號高爐上料自動控制系統存在的問題日益嚴重，高爐順產、穩產得不到保證。所以，硬件的改造升級、程序的優化以及增加新的工藝程序成為必然。
關鍵字：上料 Industrial IT AC—800F 網絡 程序
一、前言
2008年6月，對宣鋼六號高爐進行了大修。之前，自控系統均采用ABB公司Industrial IT Freelance 2000系統，用于執行工業過程控制的控制器為PS即常規過程控制器，組態軟件為DigiTool，操作員站軟件即監控軟件為Digivis , 版本為Industrial IT V6.2。操作系統為Windows 2000。由于常規過程控制器PS不冗余，且下掛模件有的不具備帶電插拔功能，一旦出現故障，對生產造成極大的影響。同時，無論是組態軟件，還是操作員站的監控軟件，由于版本較低，一些新工藝不能很好實現。因此，對控制系統改造及控制程序升級勢在必行。
二、系統構成及特點
改造后，采用ABB公司的Industrial IT AC—800F工業用集散過程控制系統（DCS）,硬件系統全部更換。軟件方面，操作系統為Windows XP,組態軟件和監控軟件升級為Industrial IT V8.1，分別為CBF和Dgivis。所有的上料程序進行優化、改進。系統配置圖絡如圖


改造后的上料系統，AC－800F是ABB集團自動化總部推出的一種具世界領先水平的全能綜合型開放系統，該系統融傳統的DCS和PLC優點于一體并支持多種國際現場總線標準。它既具備DCS的復雜模擬回路調節能力、友好的人機界面（HMI）及方便的工程軟件。又同時具有與高檔PLC指標相當的高速邏輯和順序控制性能。系統既可以連接常規I/O，又可連接Profibus、FF、CAN、MODBUS等各種現場總線設備。控制器AC－800F為冗余配置，從AC800F現場控制器的Profibus模件（FI830）出來的Profibus DP線經過了冗余連接模件 （RLM01），與S800I/O站的CI840進行連接，Profibus DP現場總線采用了冗余方式，通訊方式采用冗余的光纖雙環通訊，保證了數據通訊的可靠性。
三、 改造方案的實施
上料控制系統包括三部分:
1、 爐頂設備的控制。
1.1爐頂設備
爐頂設備包括受料斗，料罐，上密封閥，1＃、2＃放散閥，1＃、2＃均壓閥，料流閥，下密封閥，傾動，1＃、2＃探尺。
1.2爐頂控制
爐頂工藝流程分兩部分，一部分是爐料從受料斗到料罐，另一部分是由料罐到高爐。爐料從受料斗到料罐，滿足放料條件后，開放散閥，放散閥開后延時6秒，開上密、開截料閥、關放散依次進行，將受料斗中的爐料放入料罐。等受料斗的爐料全部進入料罐，受料斗是否為空，可由兩個條件來辨定，一是截料閥開到極限位延時20秒，一是受料斗的重量，如果重量小于1.0t，就為空。放空之后，關截料閥，關上密閥。此時第一部分流程結束，第二部分開始。從料罐到高爐，也是滿足相應的放料條件后，提探尺，探尺提到零位后，開下密閥，轉回轉，開料流。此時爐料開如進入高爐，料罐空放后，大開料流關均壓閥，料流大開一下，關料流，關下密，停回轉，回轉停，完成爐頂放料的一個循環。
1.3爐頂布料過程
爐頂布料在程序中將焦、礦分開。當通過料罐射源檢測到料罐料種為礦時，就用礦焦設定的布料角度和相應圈數，料罐料種為焦時，就用焦設定的布料角度和相應圈數。采用多環布料，每一種料都要從第一環第一個角度開始檢測，布完相應的圈數后，到第二環，仍然從第一個角度開始，布設定的圈數，依此類推，直到走完設定的圈數為止。多環不同角度布料使無料鐘爐頂遵循了布料要發展中心、抑制邊緣的原則，確保爐料和煤氣流的正常分布，充分起到了無料鐘爐頂的上部調劑作用。



2、主卷揚控制。
采用雙料車上料，主卷揚由1＃、2＃直流變頻，卷揚機有自動與手動兩種操作方式，自動控制設備及手動操作臺均在槽下。主卷揚與槽下供料及爐頂裝料設備，按程序自動控制并安全聯鎖，形成高爐上料自動控制系統。卷揚機設有自動保護裝置以確保設備安全運行。
主卷揚為1＃、2＃絞車，只有槽下允許啟車和爐頂發出允許命令后，主卷揚才可上行，中間設有減速位，經過高、中、低速運行。在上行過程中，任何一個與主卷揚相關的條件不滿足，發生報警，都要緊急停車。
3、槽下設備的控制
3．1槽下設備
槽下為南北礦倉16個礦倉供料，對稱分布，可隨機進行選擇，16個礦倉對應7個稱斗。焦炭倉2個，對應2個焦斗。燒結礦經給料機和振動篩篩分后，進行入稱斗，完成一次稱重，接到開門指令后打開閘門卸料，經主皮帶運行至中間斗進行二次稱量，滿足放料條件后，裝入主卷揚。焦炭通過給料機、振動篩篩分后，一次稱量，滿足條件后，直接入主卷揚。槽下有一條主皮帶，4條返礦皮帶。
3.2槽下設備控制
篩料的控制。篩料主要由篩料程序來完成。首先在料單中進行設定，有料倉、重量、料種。根據設定情況，先啟動振動篩，延時后啟給料機，振動篩振動使料進入稱量斗。給料機由變頻器控制，通過調整變頻速度來控制下料速度，同時還設有流量，即停篩后余振下料量。當下料量加上流量等于設定重量時，停振動篩，給料機。為保證篩料的準確性，還進行補償計算，自動補償。
放料的控制。放料即稱量斗自動開門，將稱量斗中的料放入主皮帶。放料程序包括：裝序拆分程序，放料子程序，放料主程序。
裝序拆分程序。將在料單中送入的裝序進行分解，判定本料序有幾個循環，每個循環由幾車焦、礦組成，找出本批裝法，運行本批裝法，得出結論，主卷揚該上礦還是焦。如果是礦，開中間斗閘門，如果是焦，開焦斗閘門。例如：料單中送入裝序為：3SS!JJ!+2S!JJ!，首先要拆為3SS!JJ!和2S!JJ!，再由3SS!JJ!得出裝法為SS!JJ!，還要走3個循環，本批裝法有四車，分別為S ，S， J，J。走完之后，同樣，再運行裝法2S!JJ!。S代表礦，J代表焦，!代表開上密位置。
放料子程序。即料由稱斗放入中間斗的情況，為一車礦的選料，即裝法中的一個S。
七個稱斗可根據要求任意選擇，一車可以是一種或多種料經皮帶入中間斗。同時，選擇七個稱斗的放料順序，即開閘門順序，可設為“正裝”或“倒裝”。稱量斗閘門按選擇順序，一個稱斗開門放空并關門后，下一個稱量斗動作。七個稱斗的任意選擇，在裝料方法中實現。稱斗選擇方式見下圖。


裝料主程序。裝料主程序完成一批料的礦運行，如SS!JJ!或S!JJ!中的S，可以根據車數進行選擇，不同車數有不同的礦的配料，如第一種裝法中和兩車礦可以選擇不同的稱斗產，在裝料方法設定中實現，這種不同的配料方式我們設定為20種，即有20個處方，足以滿足生產要求。
四、 結束語
上料自動控制系統改造投產以來，完全滿足煉鐵工藝的要求，運行穩定，操作簡單方便，提高了高爐的利用系數，取得了顯著的經濟效益。