摘要：鞍鋼球團原控制系統由一套DCS系統實現．由于年代較久，硬件和軟件運行不穩定，且備件價格昂貴。為此，鞍鋼球團決定對其進行改造。改造采用了美國AB的Control Logix控制系統，并更換了原有18臺控制柜。改造后，系統運行至今，效果顯著。

關鍵詞：鞍鋼球團；自動控制系統；改造

一、前言 鞍鋼球t團車問有帶式焙燒機一臺，焙燒面積321.6 m2，年產球團礦220萬t。于1989年建成投產。其帶式焙燒機、布料裝置及工藝風機系由澳大利亞羅布河引進的二手設備 生產工藝包括上料、配料、造球、焙燒、成品輸出共5大系統。原控制系統為美國貝利公司的N一90，通過一套DCS系統實現。由于年代較久，使用時問長，其硬件和軟件運行均不穩定，且備件價格昂貴。因此，鞍鋼球團決定對原控制系統進行改造。

二、球團車間新控制系統的構成 系統改造利用了原有的控制室空問，分別由8個控制站組成。1號站(主控制室)控制焙燒爐系統；2、3號站控制配料系統；4、5號站控制上料系統；6號站控制成品系統；7號站控制風路系統；8號站控制造球系統。整個系統共計約1600點DI／DO和530點AI／AO，控制系統由3臺CFU控制，其中I號CPU控制焙燒爐東側風路系統和成品系統；2號CPU控制焙燒爐西側風路系統；3號CPU控制上料系統和配料系統。控制系統有3個操作員接口，整個系統的通訊由兩根75同軸電纜連成一體，網絡跨度900 m，實現分散控制，集中管理。控制了除電除塵器和倉庫吊車之外的所有工藝設備。

三、控制系統主要控制功能的實現3．1 上料系統上料系統負責向配料系統的礦槽提供鐵料。鐵料主要有兩種，一種是由外部供料系統提供的鐵料．不需要進行干燥；另一種是自產精礦，需要經過干燥機進行干燥。該系統根據料線選擇來控制上料小車的車位，由礦槽的料位信號控制小車皮帶的啟停，井具有料線聯鎖功能，和過載、打滑、堵漏系統保護和報警功能；能對圓盤給料機進行下料控制，井實現每個圓盤給料機上的兩個附著式振動器的定時振動；對上科系統中的干燥設備進行狀態檢測，包括油泵的壓力檢測和運行狀態檢測，以慢動停止和油泵壓力足夠大作為干燥機運行的聯鎖條件，實現干燥爐的溫度、壓力、煤氣和空氣流量的顯示和控制。干燥爐溫度控制采用PLD， 目的是實現煤氣的充分燃燒。

3．2 配料系統配料系統的主要任務是向造球系統提供混合料。根據礦槽的料位． 由操作人員設定上料總量，程序根據上料總量計算、分配、控制I4個礦槽的下料量。主要控制內容為：1)系統物料總量實行大閉環跟蹤控制；2)配料設備啟停控制；3)自動換槽的切換啟停控制；4)下料閉環調節控制；5)原料礦槽上／下料位控制配料設備啟停控制與造球系統、焙燒系統及辯流量等有嚴格的聯鎖關系。自動換槽是指在生產過程中． 當某一正在下料的礦槽料位到了下限位置或與該礦槽配套的配料設備發生了某種故障而不能繼續下料時，程序根據與該槽相鄰(前或后)的礦槽的物料品種號，先啟動與該槽具有相同品種號的配料設備，后停止該不能繼續配料的設備，以保讓該物料品種下料量的連續性和均勻性。圓盤下料量閉環自動調節是將電子秤檢測的實際下料量(過程變量)與設定值作比較，通過調節圓盤給料機的轉速，改變下料量來實現的。系統物料流量跟蹤控制是根據物料平衡的原則，不斷計算各種物料的新設定值，使各工作礦槽下料量之和等于總配料量，并能在一個很小的范圍內對配比實行微調。當一個新的配比輸人計算機時，計算機能自動使物料料頭、料尾對齊。

3．3 造球系統造球系統實現了PLC自動判斷造球機啟動的臺數，按工藝順序依次單臺啟動，避免了由于同時啟動造球機對電網造成的沖擊。同時，在造球機油泵的管路上增加了8臺壓力變送器，實現了造球機油泵的自動潤滑控制。對擺動皮帶的擺動位置進行r檢測，并控制擺動皮帶在不同位置的擺動速度，以實現均勻布料。

3．4 焙燒機系統焙燒機系統是整個工藝系統的核心，焙燒機分為鼓風干燥段、抽風干燥段、預熱段、焙燒段、均熱段和冷卻段。根據工藝要求，焙燒機系統具有下列模擬量控制：1)廢氣風機人口閥的調節該控制主要是為了保證鼓風干燥段罩內的壓力為負壓，防止煙氣外排。控制方式是由操作員設定負壓的控制值，系統利用PID調節功能，控制廢氣風機閥門的開度，將負壓控制在設定范圍內，以保證罩內煙氣不外排。2)鼓風干燥風機冷卻閩的調節該控制主要是對鼓風干燥段內溫度進行控制。根據操作員設定的溫度，與罩內溫度比較，采用PID調節功能控制冷風閥開關，以保證生球干燥所需的溫度。3)回熱風機放散閥的調節為了控制抽風干燥段的壓力，保證熱風壓力維持在設定值上，對罩內的兩個測量電進行壓力測量，兩個壓力信號取平均值后， 由PID進行調節控制，輸出控制信號，調節回熱風機的放散閥。4)主抽風機人口閥的調節該調節的依據是生球料層的透氣性 ，透氣性好壞的標志是主抽風機的出口溫度。由操作人員設定出口溫度，根據出口溫度對調節閥的開度進行PID控制。5)回熱風機人口閥的調節該調節主要是控制焙燒機的終 溫度。終點溫度為№28、№29風箱的平均溫度， 由操作人員根據生產情況設定終點溫度，通過回熱風機人口閥的調節來實現終點控制。6)回熱風機冷風閥的調節回熱風機轉子要求最高溫度不能超過300℃ ，通過回熱風機冷風閥開度的調節，來控制回熱風機的出口溫度。7)鼓風干燥風機冷風調節閥的調節主要是調節鼓風干燥罩內的溫度。根據罩內溫度的變化，采用PID調節控制闊的開度，將罩內溫度控制在設定值范圍內。8)冷卻風機人口調節閥的調節控制預熱段爐膛的壓力在設定的范圍內，保證生球的預熱效果，根據爐膛壓力的變化，采用PID調節控制該閥的開度。9)二冷罩調節閥的調節根據二冷罩內的壓力進行調節， 當壓力高于高限或低于低限時，PID調節器開始工作，調節閥門的開度，直至壓力控制在高低限之問，PID調節器停止工作10)鼓風干燥放風閻的調節鼓風干燥放風閥控制№3風箱的壓力，采用PID調節器調節閥的開度，將№3風箱壓力控制在設定值的范圍內。11)爐膛溫度控制爐膛溫度控制主要是通過控制焙燒段內30個點火煤氣支管流量和30個空氣支管流量來實現。

四、結論 系統通過調試，現已投入運行 所設計的功能均已投人使用，無論是在精度，還是在穩定性及其他一些控制系統質量指標方面，均達到 了令人滿意的效果。在對系統調試和改造后，其運行情況表明，該新控制系統有如下特點：1)該系統可以在線修改組態，在線編制梯形圖，I/O強制功能，這給用戶提供了極大的方便。尤其是在系統的調試過程中，這個特點顯得非常必要。2)系統網絡化，輸入輸出模塊不受本地框架和遠程框架的限制，可以隨意組網。3)該系統所提供的電源模塊安全可靠， 當電網發生瞬間波動時，電源輸出不受影響4)所有輸人輸出模板均沒有硬件設置開關，完全通過軟件設置，硬件不易損壞，維護簡單。5)系統網絡采用雙網結構，互相冗余，安全可靠。6)上位機系統有曲線500余條，畫面100余幅，在調試過程中， 發現上位機運行慢，易死機。后來將一臺操作接口專用于曲線查詢，其余作監視和操作，系統運行正常。7)球團控制系統只有3臺CPU，在一臺CPU出現故障時，對系統的影響較大，最好根據工藝系統要求，每個獨立生產系統都配置一臺CPU。8)根據改造后的生產數據統計，新系統運行穩定，原控制系統造成的作業率降低約2％的情況得到克服。年節約備件費用達200萬元左右。

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