0 引言

　　隨著高爐冶煉技術(shù)的提高，對高爐供水要求也進(jìn)一步提高，高爐供水壓力流量等參數(shù)的穩(wěn)定程度直接關(guān)系到高爐的壽命，為此本文從高爐安全穩(wěn)定供水的角度對天津鐵廠的高爐供水問題進(jìn)行探討。

1 概述

　　高爐供水系統(tǒng)包含4套6000伏710KW普通高壓泵(101泵、103泵、105泵、107泵)和4套6000伏1400KW高壓液阻軟起動高壓泵(102泵、104泵、106泵、108泵)，分別兩兩互投。另外還有12套臺380伏55KW的冷卻用噴淋泵。

　　每套高壓泵含6KV高壓泵一臺、出口閥門一套、電接點(diǎn)壓力表一個。1400KW的高壓泵還包含一套高壓液阻軟起動柜，軟起動器串接于鼠籠式電機(jī)主回路上，利用其平衡的三相電阻隨溫度的特性。當(dāng)該電阻能入電流時，電阻體溫度逐步上升高而電阻值逐步減小，從而使電機(jī)端電壓逐步升高，起動轉(zhuǎn)矩逐步增加，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)平衡起動且降低起動電流的目的。高壓軟起動柜通過高壓開關(guān)柜(起動控制柜)接入電機(jī)起動同路，該高壓開關(guān)柜具有起動電動機(jī)和切斷供電回路，使高壓熱變電阻器獨(dú)立完成起動過程時具備保護(hù)功能、避免長期帶電。該高壓液阻軟起動柜起動電流為電機(jī)額定電流的2倍～3.3倍，降低了電機(jī)起動發(fā)熱，有效的延長電機(jī)使用壽命，確保一次啟動成功，不受電網(wǎng)電壓波動和負(fù)載變動的影響，啟動平穩(wěn)，對機(jī)械設(shè)備無沖擊。

2 控制系統(tǒng)詳細(xì)配置

　　基于高爐供水系統(tǒng)安全的重要性，該系統(tǒng)PLC控制器選用德國西門子公司S7—400系列中高可靠性的SIMATICH系統(tǒng)中的H系列PLC，該系列PLC具有高可靠和安全性，通過將發(fā)生中斷的單元自動切換到備用單元的方法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的不中斷工作，H系統(tǒng)通過部件的冗余實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高可靠性，經(jīng)過MTBF計算方法計算出的SIMATIC H系統(tǒng)的平均無故障時間為CPUl5年，10模件50年。S7．400H是西門子提供的最新冗余PLC，由于其是SIMATIC S7家族的一員，著意味著其同樣具有SIMATIC S7的一切先進(jìn)特性。

　　PLC系統(tǒng)具體配置如圖1所示。因?yàn)镾7—400H系統(tǒng)中有兩個CPU同時工作，CPU間沒有切換時間，IO為主動冗余，因此該系統(tǒng)具有：

圖1 PLC系統(tǒng)具體配置圖

　　1)平滑的主從切換；

　　自動事件同步；　　集成的錯誤識別和錯誤定位功能；　　運(yùn)行中所有部件的更換；　　CPU的無擾動切換和切換期間的輸出保持；

　　2)控制說明

　　101和103泵、105和107泵、102和104泵、106和108泵四套泵組內(nèi)兩兩互為備用，具體控制模式如下三種：

　　(1)監(jiān)控計算機(jī)遠(yuǎn)程手動控制模式；　　(2)監(jiān)控計算機(jī)自動控制模式；

　　(3)監(jiān)控計算機(jī)互投聯(lián)動控制模式；

　　在監(jiān)控計算機(jī)遠(yuǎn)程手動控制模式中根據(jù)調(diào)度指” 令和現(xiàn)場反饋信號操作人員手動啟動泵和出口閥門。

　　在監(jiān)控計算機(jī)自動控制模式中根據(jù)調(diào)度指令和現(xiàn)場反饋信號，計算機(jī)自動檢測需啟動泵的出口閥門到位狀況，并根據(jù)閥門狀態(tài)判斷先啟泵或關(guān)閥(啟泵前閥門必須關(guān)到位)。泵啟動后，根據(jù)電接點(diǎn)壓力表的反饋信號開出口閥。停泵時，PLC控制系統(tǒng)首先關(guān)閉閥門，閥門關(guān)到位后停泵。泵意外故障停止運(yùn)行時，PLC控制系統(tǒng)首先無條件的關(guān)閉閥門，然后給出一停泵信號。以上是自動控制模式的控制流程。在監(jiān)控計算機(jī)互投聯(lián)動控制模式中泵的啟動和停止無須人工參與，泵組根據(jù)壓力變化自動啟動和停止相應(yīng)設(shè)備，并在運(yùn)行狀態(tài)泵意外停止運(yùn)行的情況下，自動啟動相應(yīng)的備用互投泵。

　　以上功能的實(shí)現(xiàn)是建立在高可靠和安全的S7-400H系列PLC的可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)之上。

3 結(jié)束語

　　高爐供水系統(tǒng)是高爐的血液，一刻也不能停，高可靠和安全的西門子S7—400H系列PLC保證了供水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，同時其在線運(yùn)行更換部件的性能也實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)維護(hù)對高爐供水無影響的功能。另外，在高爐供水本站的設(shè)計中，盡最大可能提高自動化的程度是一個主要考慮因素，如水壓的高、低報警；水位的高、低報警及與補(bǔ)充水閥連鎖；在線的水泵、電機(jī)軸承的溫度、振動報警與泵站的綜合自動化系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)際應(yīng)用中收到事半功倍的效果。