IX與MS在寶鋼三期二煉鋼二連鑄三電系統(tǒng)的應(yīng)用

前言

臺塑公司于1985年成立電子組，與日本富士電機(jī)技術(shù)合作，從事中大型分散式控制系統(tǒng)(DCS)軟硬件設(shè)計與制造，2004年臺塑實現(xiàn)多元化發(fā)展策略，將富士電機(jī)DCS技術(shù)整體收購，成立臺塑電子(寧波)有限公司，由日本、臺灣經(jīng)驗直接移轉(zhuǎn)到大陸，并培養(yǎng)大陸技術(shù)人員，達(dá)成制造本土化，就近服務(wù)客戶。目前臺塑DCS(富士DCS)廣泛應(yīng)用于鋼鐵、化工、紙業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、汽電共生、發(fā)電廠等過程。

富士電機(jī)于1975年10月發(fā)布DCS系統(tǒng)，是世界上最早研發(fā)出DCS系統(tǒng)的廠家之一。AX-2000集散控制系統(tǒng)是富士的第五代產(chǎn)品系統(tǒng)，是開放的新一代綜合控制系統(tǒng)，智能可靠的Process I/O 單元同時也被橫河的CS3000系統(tǒng)所采用。AX-2000系統(tǒng)具有良好的控制性能、實時靈活的通訊能力、直觀清晰的人機(jī)接口，系統(tǒng)擴(kuò)展方便，獲得用戶較高評價。

寶鋼二煉鋼廠包括鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐、爐外精煉、二連鑄即1450 mm板坯連鑄機(jī)等工序。整個工程于1995年7月開始建設(shè)，1998年4月投產(chǎn)，年產(chǎn)300萬t鋼水和288萬t鑄坯。主要滿足鍍錫板，高質(zhì)量冷軋汽車板和高、中、低牌號硅鋼等鋼種，適應(yīng)市場對質(zhì)量日趨嚴(yán)格的要求。從高爐出鐵水開始，經(jīng)前扒渣、鐵水預(yù)處理、后扒渣、轉(zhuǎn)爐、爐外精煉、連鑄、直至板坯選熱軋，全線采用4級計算機(jī)控制：包括基礎(chǔ)自動化級，過程控制級，生產(chǎn)控制管理級，全公司管理級。二煉鋼、二連鑄生產(chǎn)控制管理計算機(jī)通過全公司光纖主干網(wǎng)與上工序鐵水管理機(jī)及下工序1580熱軋生產(chǎn)控制管理計算機(jī)相連，奠定了從鐵水到熱軋卷全工序物流和信息流同步管理的基礎(chǔ)，從而實現(xiàn)了鐵、鋼、坯、卷一貫綜合管理。系統(tǒng)投入后達(dá)到了下列目標(biāo)：實現(xiàn)最佳過程控制，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，省力化，實現(xiàn)各工序間最佳的生產(chǎn)控制及管理，提高鐵(水)-鋼(水)-(板)坯一貫綜合管理水平。其中控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)自動化級全部采用日本富士電機(jī)公司生產(chǎn)的DCS集散型控制系統(tǒng)，其為三電(EIC)一體化控制系統(tǒng)。

1、生產(chǎn)工藝流程

1.1原理

煉鐵的主要原料鐵礦石、焦炭和煤通過高爐中一系列反應(yīng)變?yōu)殍F水。鐵水和廢鋼通過轉(zhuǎn)爐加工為鋼水，通過爐外精煉后在進(jìn)入連鑄。

1.2鐵水預(yù)處理

鐵水預(yù)處理將3座高爐生產(chǎn)的鐵水用魚雷罐車(TPC)送到指定工位，實現(xiàn)鐵水凈化的目的。在鐵水預(yù)處理工位，根據(jù)預(yù)處理要求進(jìn)行脫硫、脫磷和脫硅，預(yù)處理后的鐵水在成分和溫度上要求與轉(zhuǎn)爐出鋼計劃所對應(yīng)的鐵水相吻合，鐵水經(jīng)稱量后由TPC倒入鐵水包，再由450t吊車倒入轉(zhuǎn)爐。

1.3廢鋼

由轉(zhuǎn)爐過程計算機(jī)根據(jù)計劃要求計算所需的廢鋼量，經(jīng)臺車稱量后，由190t吊車送入轉(zhuǎn)爐。

1.4轉(zhuǎn)爐煉鋼

轉(zhuǎn)爐兩座250t轉(zhuǎn)爐采用底部攪拌(LD—KGC)，氣動擋渣。爐內(nèi)進(jìn)行氧氣復(fù)合吹煉，副槍探頭取樣，測溫定碳;除塵采用LT電除塵方式。

1.5爐外精煉

爐外精煉的目的是：1)有助于干凈和高純度鋼的生產(chǎn);2)升溫;3)合金成分微調(diào)。

(1) 真空脫氣裝置(RH—KTB) 采用雙塞式RH超真空脫氣裝置，主要功能有真空脫碳、脫氫、脫氧、調(diào)節(jié)溫度和化學(xué)成分。

(2) IR—UT 采用IR(噴射精煉)和UT(升溫)浸漬管式。主要功能有脫硫、脫氧、溫度和化學(xué)成分的調(diào)整。

1.6連鑄

1450 mm板坯連鑄機(jī)其工藝由鋼水包吊到回轉(zhuǎn)臺上的大包位置開始，直至板坯送熱軋。

1.7其它

系統(tǒng)還包括轉(zhuǎn)爐與爐外精煉區(qū)域的煉鋼水處理系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、能源介質(zhì)供給系統(tǒng)及450t鍋水包稱量裝置等。

2、控制系統(tǒng)配置

2.1概述

控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)自動化級采用日本富士電機(jī)公司生產(chǎn)的集散型控制系統(tǒng)，其為三電(EIC)一體化控制系統(tǒng)。

采用兩種型號，MICREX-Ⅸ用于轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)，MICREX-MS用于鐵水預(yù)處理系統(tǒng)、爐后合金加料系統(tǒng)、精煉RH-KTB及IR-UT系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)。

根據(jù)所采用系統(tǒng)軟件的不同，又分為E型、EI型和I型，E型控制站支持順序控制功能，I型控制站支持回路控制功能，EI型控制站既支持回路控制功能，又支持順序控制功能。操作站IOS-2500為儀表電氣共用。

控制站分為PCS-250和HDC-250兩種，通常儀表系統(tǒng)采用PCS-250，可完成各種不同類型的回路控制功能。HDC-250適用于各種順序控制。操作站OCS-250為儀表電氣共用。

圖1 系統(tǒng)基礎(chǔ)自動化級示意圖

2.2 控制系統(tǒng)的配置

(1)MICREX-Ⅸ的主要配置

過程站 ICS-2500(冗余)，8對+3臺擴(kuò)充柜

操作站 IOS-2500,兩套

數(shù)據(jù)站 IDS-2500(冗余)，l套

工程師站 IES-2500，2臺

遠(yuǎn)程站 T-I/O U，4臺

數(shù)據(jù)通路 DPCS-F(冗余)，PE-LINK，T-LINK開發(fā)工具軟件 FPROCES

(2)MICREX-MS的主要配置

過程站 PCS-250(冗余)，5對

控制站 HDC-250，10臺

操作站 OCS-250，10臺

數(shù)據(jù)通路 PE-LINK T-LINK

3、系統(tǒng)特點

(1) 具有統(tǒng)一的通信系統(tǒng)、統(tǒng)一的控制、統(tǒng)一的操作站(MMI)、統(tǒng)一的分享數(shù)據(jù)資源，構(gòu)成了新一代的三電一體化系統(tǒng)，體現(xiàn)了系統(tǒng)的完整性、實時性、安全可靠性及先進(jìn)性。

(2) 網(wǎng)絡(luò)通信可以方便地做到信息流與物流同步。實現(xiàn)了從鐵水進(jìn)入前扒渣站直到鋼水包吊到連鑄大包回轉(zhuǎn)臺的全線跟蹤。

(3) 系統(tǒng)通信方式上采用統(tǒng)一的Ethernet局域網(wǎng)和TCP/IP通信協(xié)議，開放性能及擴(kuò)展性能好，可方便地與其它計算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

(4) 電儀操作監(jiān)控可在同一操作站上進(jìn)行，過程機(jī)終端緊挨電儀操作站放置，使操作人員方便地在操作室內(nèi)進(jìn)行集中操作、監(jiān)視、控制，節(jié)省人力且省力化，提高了工作效率。

(5) 軟件中設(shè)計了有關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視畫面，如供電設(shè)備、主傳動設(shè)備及機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)和故障的監(jiān)視畫面，便于操作工及時發(fā)現(xiàn)情況和便于點檢維修人員查找和排除故障。

4、系統(tǒng)運(yùn)行狀況

寶鋼二煉鋼自1998年4月投產(chǎn)以來，各個系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。儀表控制系統(tǒng)己基本投入P/C或AUT控制方式，各調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作穩(wěn)定，滿足生產(chǎn)工藝的要求。寶鋼二煉鋼建成投產(chǎn)，成為目前我國自動化水平最高的煉鋼廠。

參考文獻(xiàn)：

1、寶鋼三期二煉鋼二連鑄三電系統(tǒng)概述

2、寶鋼二煉鋼儀表控制系統(tǒng)