济钢1号1750m3高炉水泵房电气自动化系统改造实践

济钢1号1750m3高炉水泵房电气自动化系统改造实践

吕莎莎

吕莎莎（济钢能源动力厂，山东济南250101）

中图分类号：TF5文献标识码：A文章编码：1003-2738（2012）06-0337-01

摘要：本文介绍了济钢1号1750m3高炉水泵房电气自动化系统改造实践，完善了泵房设备的自保持功能、应急开关功能、重要设备压力自启功能及声光报警功能。

关键词：PLC；自保持；压力自启；声光报警

一、前言

在济钢能源动力厂，PLC(ProgrammableLogicController)控制应用广泛，高度的自动化实现了集中监控，提高了工作的效率，然而作为工业自动化控制的核心，往往由于过于依赖PLC控制，导致PLC一旦故障便会导致整个系统的瘫痪，造成生产的中断。

1750m3高炉水泵房的控制系统是一个典型的范例，在高度集中监控的背景下，其控制风险逐渐暴露，近几年就发生过由于PLC底板故障、CPU故障等导致的系统瘫痪事故，直接影响高炉的生产，造成了恶劣的影响。

考虑如何从本质上消除这种控制方式存在的风险，又要立足在现有系统上改造完善，制定一个经济、适用、可行的改造方案已迫在眉睫，更是摆在济钢自动化专业技术人员面前的一项难题。

二、改造方案的制定

通过对1号1750m3高炉水泵房控制系统的分析，由于现场设备的所有控制点全部进入了PLC，现场机旁操作箱控制和电脑的集中控制全部是借助PLC程序进行逻辑运算，PLC相当于该系统的大脑，例如水泵的控制，当需要开泵时，PLC就输出一个指令让接触器闭合，由于该指令是单输出控制，当UPS和PLC任何一个环节出现故障，该指令无法进行自保持，造成所有正在开启的低压电机泵组跳闸，引发事故。因此，如何将PLC的输出点进行自保持，将是解决问题的突破口。

为实现PLC的输出点进行自保持功能，确定了将PLC的单输出的置位信号改造成双输出的自保持信号，即实现主要PLC系统双输出控制的主体方案；同时改造方案还对供配电系统设置了安全防护墙，即对二次控制回路加装防晃电模块；此外还确定了应急开关迁移、重要设备压力自启、声光报警程序的开发等内容。

三、改造方案的实施

（一）现场设备的统计落实。

济钢1号1750m3高炉水泵房现场设备的统计落实情况见表3-1。

表3-11750m3高炉水泵房现场设备落实情况统计

（二）改造方案的实施。

1.针对普通直启泵和软启泵分别进行了PLC系统的双输出改造与供配电系统安全防护墙的设置，现分别举例描述如下：

（1）普通直启泵的改造（以E泵组1号煤气洗涤内环泵为例）。

对普通直启泵的改造主要是对二次控制回路的改造，改造前原二次控制回路中水泵的启动和停止由一个中间继电器控制，即PLC就用一个输出点控制中间继电器线圈的闭合或断开，即单输出的置位控制，当UPS和PLC任何一个环节出现故障，该控制方式无法进行自保持，可靠性不高。普通直启泵控制回路改造前如图3-2(a)所示。而改造后在二次控制回路中水泵的启动和停止由两个中间继电器分别控制，PLC用两个输出点分别控制水泵的启动和停止即双输出控制，从而实现PLC双输出信号的自保持。普通直启泵控制回路改造后如图3-2(b)所示。

同时对二次控制回路加装防晃电模块，即对接触器的自保点设置了安全防护墙，在供电系统突然失电状态下保障水泵短时不跳机，为供电系统故障处理争取时间。

（2）软启水泵的改造（以F泵组1号增压水泵为例）。

该水泵房部分泵组采用JJR型软启控制，其改造原理与普通直启泵相同，通过增加中间继电器，将PLC的单输出置位控制改造为PLC的双输出控制，软启水泵控制回路改造前后具体内容详见图3-3(a)、（b）。

图3-3（b）软启水泵控制回路改造后

2.应急开关迁移。

使应急开关脱离UPS电源，直接连接至单机，使用单机电源。这种情况下UPS故障，或单机故障，不影响其他设备的正常启动。

3.重要设备压力自启。

自动起车是本次改造的一项重要内容，根据水系统各区域工艺操作要求，对水泵房1号、2号、3号和4号净循环TRT供水泵以及1号、2号增压水泵设计了联锁自动起车程序,实现了手动/自动模式的切换，可在异常情况下(压力低)自动起车，确保供水系统的稳定，1号、2号、3号和4号净循环TRT供水泵自启压力为0.25MPa，1号、2号增压水泵自启压力为0.65MPa。

4.声光报警程序的开发。

设计声光报警程序和加装报警装置，实现了越限生产参数和异常故障的声光报警,使运行人员可在第一时间发现生产异常，对避免事故起到重要的作用。并通过加装报警验证试音按钮，确保了报警系统的可靠。具体上位监控画面如图3-4所示。

图3-4上位监控画面

四、改造方案的验证

（1）自保持功能的验证，分别开启泵组泵，对PLC的CPU和UPS分别进行停电。当PLC的CPU和UPS分别进行停电后，泵开启过程中不跳闸，确定功能正常。

（2）应急开关验证，对UPS、PLC进行停电，通过现场应急开关分别开启17台泵，确定功能正常。

（3）重要设备压力自启的验证，确定功能正常。

（4）声光报警的验证，确定功能正常。

五、结论

济钢1号1750m3高炉水泵房控制系统经过改造完善，控制系统稳定性、安全性得到了提高，岗位的日常管理和维护工作量大大降低。

参考文献：

[1]赵俊生,杨怀林,姚年春著.电气控制与PLC技术.机械工业出版社,2007.

[2]周建清著.PLC应用技术.机械工业出版社,2007.

[3]苏国民,何勇华,黄曾华.基于PLC控制的泵站自动控制系统的应用[J].煤矿机电2008(2):93-94.

作者简介：

吕莎莎：女，1984年7月18日出生，2008年毕业于济南大学自动化专业。现在济钢能源动力厂从事电气自动化方面的技术工作。