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上海鹰衡关于焦化配煤自动化控制系统优化设计
2017-08-03 08:38:20 来源:http://www.scalesh.com 作者:http://www.scalesh.com 【 】 浏览:0次 评论:0

分析焦化配煤自动化控制系统存在的问题 并根据存在的问题提出了可行的改进方案 介绍整个系统的优化过程及项目实施后的效果

0.引言

莱钢焦化厂配煤系统始建于 1970 后经数次扩容改造为目前的一区二区配煤 1#6# 焦炉提供炼焦用配合煤 建设时为手动配煤2001 年在原基础上增加 PLC 系统实现配煤自动化该系统已连续运行多年受腐蚀性环境的影响系统电气元器件老化故障率急速升高配煤效率低下直接影响配合煤质量和产量 而且配煤秤故障率也逐年升高配煤精度呈下降趋势对焦炭质量影响较大难以满足配煤工艺生产需求

配煤现场环境恶劣整个配煤系统皮带秤存在较多问题如设备老化严重秤体变形设备损坏而备件停产等 这些问题造成皮带秤显示的流量不准确无法起到配料秤应有的称量作用从根本上降低了配煤精度影响着焦炭质量

1.系统存在的主要问题

1.1 配煤自动控制系统存在的问题

配煤 PLC 自动化控制系统投产于 2001 采用S7-400 PLC 控制系统与 14 MM440 变频器通讯实现自动配煤 该系统电气元器件老化PLC 通讯模块 变频器通讯模块及 PLC I/O 模块故障率急速升高配煤效率低下影响配合煤质量和产量.

1.2 配煤秤皮带秤存在的问题

一区配煤共有 14 个配煤槽均为拉式皮带变频调节皮带速度), 1#2# 煤塔3#4# 煤塔上煤配料称安装于拉式皮带上用来对物料进行称量 秤体历经多次拆装改造 秤体短且只有 1 m 与配煤槽紧密接触称量短不足 3 m且拉式皮带易被配煤槽内块料砸变形对测量影响大.

二区配煤共有 8 个配煤槽均为圆盘给料机变频调节圆盘给料机转速 下带配料皮带秤 1#2# 5#6# 煤塔上煤 1#~8# 为拉姆齐皮带秤2003 年投运运行时间已经超过 10 称重传感器孔径特殊需定制秤体历经多次拆装改造变形平衡调节校秤难度大往往需要反复校秤多次称量数据精度较差

1.3计量皮带秤存在的问题

量皮带秤主要分为QC42M3 3M2 是汽车卸至煤场或者煤场到配煤槽用于计算单种煤消耗情况1P42P2 3P3 则分别为一期二期三期配煤后的混合煤总量计量 用于计算配煤产量和炼焦煤消耗对于指导生产意义重大 计量带秤主要存在的问题是秤体一端固定 另一端通过称重传感器悬浮然而固定端轴销处易存煤粉导致转动不畅对称量结果影响大 2M33M2 1P4 均安装于斜坡上坡度较大对称量也造成较大影响

2.系统优化的必要性

整个焦化配煤系统的皮带秤存在秤架老化零点漂移无法调节平衡流量不准等问题严重制约着配煤秤称量的可靠性与稳定性 为了实现连续稳定精确的配煤保障焦炭的产质量迫切需要对焦化配煤实施技术改造.

3.系统优化措施

3.1 配煤自动控制系统优化

一期配煤 PLC 自动化控制系统及 MM440 变频器(包含通讯模块全部进行升级改造PLC 系统升级为带 PN 口的 S7 -400 PLC 变频器升级为 SINAMICS G120 PN 采用 Profinet 网络与 PLC 进行通讯以提高 PLC 和变频器运行的稳定性和可靠性 考虑系统的经济性不更换 PLC 控制系统 I/O 模块只更换系统电源CPU 等关键模块同时追加 14 套配料秤相关的 I/O 模块.

3.2 系统整体结构设计

1配料秤与 PLC 的数据传输 采用硬线连接保证数据传输可靠 皮带秤积算仪 4~20 mA 信号输出通过硬线连接到 PLC 系统PLC 获得配料秤的瞬时流量和累计流量

2变频器与 PLC 的数据传输 变频器统一采用西门子 SINAMICS G120PLC 与变频器使用 Profinet网络通讯进行数据交换

3PLC 与上位机监控采用工业以太网通讯 共设计三台上位机1 台为工程师站另外两台分别监控配煤和煤场工艺画面

3.3 配煤秤改造

一区配煤 14 套拉式皮带保留仅用于变频调速拉式皮带下增加新配料秤用于称量 新增的皮带秤上自带电机减速机及跑偏开关需要另配套低压配电及自动控制设施主要包含现场机旁箱断路器接触器热继电器中间继电器转换开关急停按钮启停按钮指示灯动力电缆控制电缆以及 PLC 系统追加控制模块等以实现精确配料 配煤秤改造前后对比如图 1 所示.


二区配煤 8 套配煤旧秤拆除 安装称量精度高运行稳定的新配煤秤以确保物料称量的准确从而提高配煤精度和稳定性 配煤秤积算仪 4~20 mA 信号输出至 PLC 参与控制实现精确配料

6 套旧计量皮带秤拆除安装新皮带秤原有信号电缆利旧

3.4 皮带秤换型改造

对于焦化来说 配煤秤的精度决定了焦炭的质量而精确的称量也是精益管理和 MES 的需要对于指导生产降低成本意义重大 因此拟选取杭州中南电子高精度皮带秤 在此方案中还预留了基于高精度称量数据的模型实施空间将会给生产带来长远的积极影响

配料电子秤选用杭州中南电子配料秤及积算仪采用 4~20 mA 信号与现有的 S7-400 PLC 进行直接数据交换完成数据采集与 PLC 指令下达系统硬件先进合理参与 PLC 控制单机计量精度±0.1%,系统配煤累计控制误差将由改造前的 1.0%减少到 0.5%以内实现精确配煤达到成本核算要求 另外与变频的信息交流采用 Profinet 总线通讯与模拟信号冗余的方式提高控制精度和稳定性

4.实施效果

1降低了高价值焦煤肥煤的消耗 通过稳定下料量稳定配合煤质量进而稳定焦炭质量 在保障焦炭质量的前提下根据配煤秤精度5‰适度降低高价值配合煤配比预计可降低高价值焦煤消耗 2.5‰

2配煤精度提高后配合煤质量提升减少了推焦困难的情况发生

3配煤精度和稳定性提高后焦炭质量CSR M40稳定进而稳定高炉炉况提高高炉产量间接效益巨大

5.结语

该项目的实施投运大大提高了焦化配煤自控系统的控制水平提高了配煤系统的稳定性可靠性准确性保障了配煤设备的安全运行降低了操作人员的劳动强度创造了可观的经济效益.


Tags:地磅,电子地磅,汽车衡,电子汽车衡 责任编辑:admin
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