摘要：鞍钢球团原控制系统由一套DCS系统实现．由于年代较久，硬件和软件运行不稳定，且备件价格昂贵。为此，鞍钢球团决定对其进行改造。改造采用了美国AB的Control Logix控制系统，并更换了原有18台控制柜。改造后，系统运行至今，效果显著。

关键词：鞍钢球团；自动控制系统；改造

一、前言 鞍钢球t团车问有带式焙烧机一台，焙烧面积321.6 m²，年产球团矿220万t。于1989年建成投产。其带式焙烧机、布料装置及工艺风机系由澳大利亚罗布河引进的二手设备 生产工艺包括上料、配料、造球、焙烧、成品输出共5大系统。原控制系统为美国贝利公司的N一90，通过一套DCS系统实现。由于年代较久，使用时问长，其硬件和软件运行均不稳定，且备件价格昂贵。因此，鞍钢球团决定对原控制系统进行改造。

二、球团车间新控制系统的构成 系统改造利用了原有的控制室空问，分别由8个控制站组成。1号站(主控制室)控制焙烧炉系统；2、3号站控制配料系统；4、5号站控制上料系统；6号站控制成品系统；7号站控制风路系统；8号站控制造球系统。整个系统共计约1600点DI／DO和530点AI／AO，控制系统由3台CFU控制，其中I号CPU控制焙烧炉东侧风路系统和成品系统；2号CPU控制焙烧炉西侧风路系统；3号CPU控制上料系统和配料系统。控制系统有3个操作员接口，整个系统的通讯由两根75同轴电缆连成一体，网络跨度900 m，实现分散控制，集中管理。控制了除电除尘器和仓库吊车之外的所有工艺设备。

三、控制系统主要控制功能的实现3．1 上料系统上料系统负责向配料系统的矿槽提供铁料。铁料主要有两种，一种是由外部供料系统提供的铁料．不需要进行干燥；另一种是自产精矿，需要经过干燥机进行干燥。该系统根据料线选择来控制上料小车的车位，由矿槽的料位信号控制小车皮带的启停，井具有料线联锁功能，和过载、打滑、堵漏系统保护和报警功能；能对圆盘给料机进行下料控制，井实现每个圆盘给料机上的两个附着式振动器的定时振动；对上科系统中的干燥设备进行状态检测，包括油泵的压力检测和运行状态检测，以慢动停止和油泵压力足够大作为干燥机运行的联锁条件，实现干燥炉的温度、压力、煤气和空气流量的显示和控制。干燥炉温度控制采用PLD， 目的是实现煤气的充分燃烧。

3．2 配料系统配料系统的主要任务是向造球系统提供混合料。根据矿槽的料位． 由操作人员设定上料总量，程序根据上料总量计算、分配、控制I4个矿槽的下料量。主要控制内容为：1)系统物料总量实行大闭环跟踪控制；2)配料设备启停控制；3)自动换槽的切换启停控制；4)下料闭环调节控制；5)原料矿槽上／下料位控制配料设备启停控制与造球系统、焙烧系统及辩流量等有严格的联锁关系。自动换槽是指在生产过程中． 当某一正在下料的矿槽料位到了下限位置或与该矿槽配套的配料设备发生了某种故障而不能继续下料时，程序根据与该槽相邻(前或后)的矿槽的物料品种号，先启动与该槽具有相同品种号的配料设备，后停止该不能继续配料的设备，以保让该物料品种下料量的连续性和均匀性。圆盘下料量闭环自动调节是将电子秤检测的实际下料量(过程变量)与设定值作比较，通过调节圆盘给料机的转速，改变下料量来实现的。系统物料流量跟踪控制是根据物料平衡的原则，不断计算各种物料的新设定值，使各工作矿槽下料量之和等于总配料量，并能在一个很小的范围内对配比实行微调。当一个新的配比输人计算机时，计算机能自动使物料料头、料尾对齐。

3．3 造球系统造球系统实现了PLC自动判断造球机启动的台数，按工艺顺序依次单台启动，避免了由于同时启动造球机对电网造成的冲击。同时，在造球机油泵的管路上增加了8台压力变送器，实现了造球机油泵的自动润滑控制。对摆动皮带的摆动位置进行r检测，并控制摆动皮带在不同位置的摆动速度，以实现均匀布料。

3．4 焙烧机系统焙烧机系统是整个工艺系统的核心，焙烧机分为鼓风干燥段、抽风干燥段、预热段、焙烧段、均热段和冷却段。根据工艺要求，焙烧机系统具有下列模拟量控制：1)废气风机人口阀的调节该控制主要是为了保证鼓风干燥段罩内的压力为负压，防止烟气外排。控制方式是由操作员设定负压的控制值，系统利用PID调节功能，控制废气风机阀门的开度，将负压控制在设定范围内，以保证罩内烟气不外排。2)鼓风干燥风机冷却闽的调节该控制主要是对鼓风干燥段内温度进行控制。根据操作员设定的温度，与罩内温度比较，采用PID调节功能控制冷风阀开关，以保证生球干燥所需的温度。3)回热风机放散阀的调节为了控制抽风干燥段的压力，保证热风压力维持在设定值上，对罩内的两个测量电进行压力测量，两个压力信号取平均值后， 由PID进行调节控制，输出控制信号，调节回热风机的放散阀。4)主抽风机人口阀的调节该调节的依据是生球料层的透气性 ，透气性好坏的标志是主抽风机的出口温度。由操作人员设定出口温度，根据出口温度对调节阀的开度进行PID控制。5)回热风机人口阀的调节该调节主要是控制焙烧机的终 温度。终点温度为№28、№29风箱的平均温度， 由操作人员根据生产情况设定终点温度，通过回热风机人口阀的调节来实现终点控制。6)回热风机冷风阀的调节回热风机转子要求最高温度不能超过300℃ ，通过回热风机冷风阀开度的调节，来控制回热风机的出口温度。7)鼓风干燥风机冷风调节阀的调节主要是调节鼓风干燥罩内的温度。根据罩内温度的变化，采用PID调节控制阔的开度，将罩内温度控制在设定值范围内。8)冷却风机人口调节阀的调节控制预热段炉膛的压力在设定的范围内，保证生球的预热效果，根据炉膛压力的变化，采用PID调节控制该阀的开度。9)二冷罩调节阀的调节根据二冷罩内的压力进行调节， 当压力高于高限或低于低限时，PID调节器开始工作，调节阀门的开度，直至压力控制在高低限之问，PID调节器停止工作10)鼓风干燥放风阎的调节鼓风干燥放风阀控制№3风箱的压力，采用PID调节器调节阀的开度，将№3风箱压力控制在设定值的范围内。11)炉膛温度控制炉膛温度控制主要是通过控制焙烧段内30个点火煤气支管流量和30个空气支管流量来实现。

四、结论 系统通过调试，现已投入运行 所设计的功能均已投人使用，无论是在精度，还是在稳定性及其他一些控制系统质量指标方面，均达到 了令人满意的效果。在对系统调试和改造后，其运行情况表明，该新控制系统有如下特点：1)该系统可以在线修改组态，在线编制梯形图，I/O强制功能，这给用户提供了极大的方便。尤其是在系统的调试过程中，这个特点显得非常必要。2)系统网络化，输入输出模块不受本地框架和远程框架的限制，可以随意组网。3)该系统所提供的电源模块安全可靠， 当电网发生瞬间波动时，电源输出不受影响4)所有输人输出模板均没有硬件设置开关，完全通过软件设置，硬件不易损坏，维护简单。5)系统网络采用双网结构，互相冗余，安全可靠。6)上位机系统有曲线500余条，画面100余幅，在调试过程中， 发现上位机运行慢，易死机。后来将一台操作接口专用于曲线查询，其余作监视和操作，系统运行正常。7)球团控制系统只有3台CPU，在一台CPU出现故障时，对系统的影响较大，最好根据工艺系统要求，每个独立生产系统都配置一台CPU。8)根据改造后的生产数据统计，新系统运行稳定，原控制系统造成的作业率降低约2％的情况得到克服。年节约备件费用达200万元左右。

乾润钢球专业提供大量不锈钢钢球产品，欢迎来电垂询！