球团生产自动化系统结构

现代球团厂的自动化系统都是EIC一体化系统。并与分析计算机、原料场计算机相连，是CIME的一部分(国内也有这样的系统并在第四节叙述)。但由于建设年代不同，大小不一，特别是许多生产能力较小的竖炉，控制也相对简单些，过去大都是仅有一些检测仪表和硬线逻辑的传动联锁控制，近来改造也限于资金，大都使用小型PLC和工控机，新建或改建的较大型的带式焙烧机或链箅机—回转窑都是使用PLC或DCS的EIC一体化系统。因而国内的球团厂自动化系统结构有下面两种形式：

(1)以工控机(可能带小型PLC作为电控)为基础的EIC一体化系统(图1)。这主要用于生产能力较小的竖炉。马钢球团厂共有两座8m²竖炉，1号炉于1999年8月28日投产，2号炉于2000年11月18日投产，总生产规模为70万t/a。竖炉是以高炉煤气为燃料，工艺流程为：以精矿和膨润土为原料进行配料—烘干混匀—加水造球—生球筛分，不合格的返回烘干混匀，合格生球通过梭式布料器向竖炉均匀布料，经干燥、预热、焙烧、均热、冷却等工艺后，再经液压传动的齿辊卸料后，由振动给料器将熟球排出炉外，最后经链板机送入热振动筛，筛得成品球团送到成品堆场，再送入高炉，不合格的送返矿堆场。其自动化系统见图1，电控部分选用华光电子工程公司的带远程I/O的华光SU-6B型PLC，实现整个系统的皮带机、给料机、造球机、筛分设备、齿辊液压系统的顺序、联锁控制。它的编程软件是基于WIN95的DirectSOFT软件，人机界面除有传统的操作台、操作箱外，还有工控机FIX画面通过PDNI/O驱动软件监控现场设备状况。PLC与上位机通讯通过SU-6B的CPU模块上的通用RS422/232串口连接工控机RS232串口来实现。仪控部分采用研华工控机完成竖炉现场的煤气系统流量、压力，助燃风系统流量、压力，冷却风流量、压力，燃烧室温度、压力，供水总管温度、压力，炉身温度，火道温度，炉箅温度，烟罩温度的数据采集、显示，生成总貌画面、竖炉本体和炉前动态画面，煤气趋势图、助燃风趋势图、冷却风趋势图、炉身温度趋势图、火道温度趋势图、燃烧室温度趋势图，打印班、日报表，发出相应事故报警信号等。有关其I/O点见表1。

表1  期仪测仪控I/O点配置

图1  马钢球团厂三电系统配置图

计算机都采用密封性、抗干扰能力和耐粉尘环境较强的研华工控机，一期为IPC-610P，主板SBN-570N,COU为P120，内存32M，硬盘2G，显卡MX86250,打印机选用EPSONLQ1600Ⅲ型一台和UPS一台，主模件采用研华ADAM5510四块，脉冲量输入模件采用ADAM4080三块，三通道RTD输入模件ADAM-5017一块，7通道热电偶输入模块ADAM-5018四块，8通道模拟量输入ADAM-5017四块，16通道ADAM-5050数字输入输出四块和RS232-485通讯模件ADAM+4520一块，电源模件两块。二期的配置在此基础上有所调整。另外，为了保证温度的测量准确，在ADAM-5018中采用CJC冷端补偿技术，以减少误差。

软件采用INTELLUTION工业自动化控制软件公司的FIX7.0MMX软件(150点)作为研华工控机的系统软件包，FIX与研华ADAM系列模件的通讯用VB5.0编写开发。FIX与FIX之间的通讯采用FIX本身的通讯功能FIX与PLC之间的通讯采用PDNI/O驱动软件来实现。

系统的功能除了上述的电控仪控功能外，还有下列监控功能：1)数据采集与报警。由马钢球团厂操作总貌、全厂工艺流程图、1号、2号竖炉工艺流程图和炉前工艺流程图5个画面来完成全厂各仪控点的实时数据监视功能，并采用超报警设定点颜色的改变和输出节点信号发出声光来完成报警提示。2)各设备运转状况显示。一期把各设备运转的数字开关量信号直接引入计算机ADAM5050采集模块；二期通过PLC联结引入计算机，并根据0、1信号所对应的颜色状态来判断各设备的运转是否正常。3)煤气量的统计。通过数据采集得到的煤气量，经过上位机处理后，实现自动累加，并能自动复零。4)配料秤信号的处理。采集4台精矿粉配料秤(一期2台)、2台膨润土配料秤(一期)和生球、成品皮带秤(共2台)数据，并在画面上显示配料秤的瞬时量、累计量并生成班产量、日产量报表。5)趋势显示及查询。对竖炉的一些关键测点，如燃炉温度、火道温度等，作了12个相关的趋势显示画面，便于操作工查询和生产调度对操作工的考核，为竖炉的顺利生产提供了依据。6)报表打印。完成时报、班报日报、月报及实时数据和趋势数据打印，以便于分析和决策。

(2)以PLC或DCS为基础的EIC一体化系统。这主要用于新建或改建的带有较大型的带式焙烧机或链箅机—回转窑的球团生产流程。例如鞍钢球团车间321.6m²带式焙烧机，使用美国A-B公司的Controllogic系统(PLC)控制整个流程的上料、配料、造球、焙烧、成品输出5大系统。系统由8个控制站组成。1号站(主控制室)控制焙烧机系统；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CPU控制，其中1号CPU控制焙烧机东侧风路系统和成品系统；2号CPU控制焙烧机西侧风路系统；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75Ω同轴电缆连成一体，网络跨度900m，实现分散控制和集中管理。控制了除电除尘器和仓库吊车之外的所有工艺设备。

其他如鞍钢东鞍山球团厂也是使用以PLC为基础的EIC一体化系统，它使用德国西门子公司生产的以S7-400型PLC为核心的分布式系统进行控制。

球团生产自动化和其他机组一样，也是包括基础自动化、过程自动化和管理自动化。