1 引言 
大連金牛股份有限公司環(huán)保治理工程——電爐除塵項目，由日本新日鐵株式會社和無錫東方環(huán)境研究所合作完成。該項目采用爐蓋四孔直排和屋頂罩相結(jié)合的除塵工藝，電爐產(chǎn)生的煙塵，絕大部分通過直排系統(tǒng)，即經(jīng)過電爐第四孔，水冷滑套，燃燒沉降室，水冷管道，再經(jīng)增壓風(fēng)機排出；另一小部分通過屋頂罩排出，兩股煙塵在除塵器前匯合，經(jīng)除塵器凈化后由主風(fēng)機排出。整個工藝過程根據(jù)電爐工況采用自動控制，大大降低了工人的勞動強度，*改變了冶煉時廠房內(nèi)的煙塵污染狀況，除塵效果十分明顯。 
2 自動控制系統(tǒng)的組成 
除塵自動控制系統(tǒng)共分三大部分，分別由現(xiàn)場級（檢測儀表、傳感器和執(zhí)行裝置），基礎(chǔ)自動化（PLC）和上位機組成。系統(tǒng)組態(tài)如圖1所示。
現(xiàn)場儀表主要檢測工藝過程參數(shù)和設(shè)備運行狀態(tài)參數(shù)，PLC及分布式I/O通過數(shù)據(jù)掃描采集信號并進行數(shù)據(jù)處理，然后根據(jù)控制要求向現(xiàn)場執(zhí)行裝置發(fā)出控制信號，完成控制功能。上位機一方面接收PLC的輸入信號，另一方面根據(jù)控制要求向PLC發(fā)出控制指令，對工藝過程實現(xiàn)監(jiān)控，同時實現(xiàn)過程數(shù)據(jù)管理功能。 
2.1 現(xiàn)場級 
該系統(tǒng)中需要檢測的工藝參數(shù)較多，包括溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速、振動等等，其中參與控制的主要參數(shù)有風(fēng)門閥入口溫度，野風(fēng)閥前煙氣溫度，除塵器差壓等，另外還有一些設(shè)備運行狀態(tài)參數(shù)，主要是監(jiān)視和報警作用。系統(tǒng)工藝控制流程圖如圖2所示。系統(tǒng)根據(jù)檢測到的工藝狀態(tài)參數(shù)以及電爐工況模式，通過PLC或現(xiàn)場操作箱對現(xiàn)場的執(zhí)行機構(gòu)進行自動或手動控制，如控制滑套、風(fēng)門閥、二次閥、野風(fēng)閥等的開度，控制主風(fēng)機和增壓風(fēng)機組的轉(zhuǎn)速以及除塵器清灰等動作。
2.2 基礎(chǔ)自動化 
該系統(tǒng)共有數(shù)字量信號180多個，模擬量信號30多個，采用西門子SIMATIC S7-300可編程控制器（CPU315—2DP），由于現(xiàn)場信號 
比較分散，并且有些信號距離主站PLC柜較遠，故現(xiàn)場另設(shè)一個分布式I/O站，通過Profibus—DP總線與主站進行通訊，系統(tǒng)PLC硬件配置如圖3所示。
軟件部分采用西門子STEP7 編程軟件，模塊化編程。系統(tǒng)主要控制過程有以下方面： 
（1）主風(fēng)機和增壓風(fēng)機控制： 
根據(jù)電爐冶煉工況模式的不同，控制風(fēng)門閥和二次閥的開度，調(diào)節(jié)系統(tǒng)風(fēng)量。同時通過液力偶合器調(diào)節(jié)主風(fēng)機和增壓風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，達到節(jié)能降耗的效果。 
（2）滑套控制 
根據(jù)增壓風(fēng)機風(fēng)門閥前的煙氣溫度，自動調(diào)節(jié)滑套的開度，以控制直排系統(tǒng)風(fēng)量和煙氣溫度，保護增壓風(fēng)機風(fēng)門閥葉輪。 
（3）野風(fēng)閥控制 
根據(jù)野風(fēng)閥前煙氣溫度，控制野風(fēng)閥的開關(guān)，從而控制進入除塵器的煙氣溫度，保護除塵器布袋不被高溫?zé)焿m燒壞。 
（4）除塵器清灰控制 
除塵器清灰系統(tǒng)分為定時和差壓控制清灰兩種，正常情況下，按照一定的時間間隔依次對除塵器各倉進行離線清灰。如果除塵器差壓過大時，則系統(tǒng)自動縮短離線清灰間隔時間，以加快清灰速度。 
（5）反吹氣源控制 
由于進入布袋的煙塵溫度較高，為防止脈沖反吹時冷空氣遇熱凝露，使布袋擰結(jié)。需對氣源進行凈化和加熱，使反吹氣體保持在合適的溫度范圍內(nèi)。 
2. 3 上位機 
系統(tǒng)上位機采用的是研華工控機，通過工業(yè)以太網(wǎng)與PLC進行遠程通訊，通訊介質(zhì)采用光纖，由網(wǎng)卡、交換機、光電轉(zhuǎn)換模塊、及PLC通訊模塊組成。同時，該系統(tǒng)可與車間內(nèi)其它工藝控制過程聯(lián)網(wǎng)，組成二級網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)生產(chǎn)管理。畫面監(jiān)控采用西門子WINCC組態(tài)軟件編程，界面友好，操作人員通過HMI可監(jiān)控整個生產(chǎn)過程，并具有數(shù)據(jù)管理，報警和打印功能。 
3 系統(tǒng)調(diào)試 
系統(tǒng)安裝完成后進行了調(diào)試，調(diào)試分冷調(diào)試和熱調(diào)試。冷調(diào)試是在無負荷條件下進行的，熱調(diào)試是系統(tǒng)通過冷調(diào)后，在有負荷條件下進行的。整個調(diào)試過程硬件部分和軟件部分同時進行。 
3.1 冷調(diào)試 
冷調(diào)分單體調(diào)試和系統(tǒng)調(diào)試。單體調(diào)試是指對單個設(shè)備的運行調(diào)試，是系統(tǒng)調(diào)試的基礎(chǔ)。包括所有的傳感器元件、檢測儀表輸出、顯示是否正常，參數(shù)調(diào)整是否正確，電機、液力偶合器、風(fēng)機、閥門等執(zhí)行裝置，啟動、運行狀態(tài)是否正常。在PLC程序和HMI上監(jiān)控它們的運行，出現(xiàn)問題及時排除，為下一步系統(tǒng)聯(lián)調(diào)做好準(zhǔn)備。系統(tǒng)調(diào)試是在單體調(diào)試結(jié)束后，所有設(shè)備運行正常的條件下，對整個控制系統(tǒng)進行的調(diào)試。包括系統(tǒng)中所有控制、聯(lián)鎖條件的調(diào)試，PLC控制程序的調(diào)試及HMI監(jiān)控程序的調(diào)試等。 
3.2 熱調(diào)試 
在系統(tǒng)冷調(diào)試結(jié)束后，進入熱調(diào)試階段，熱調(diào)試是在帶負荷的工況條件下，完成系統(tǒng)自動監(jiān)控的調(diào)試。包括系統(tǒng)中一些重要的控制參數(shù)的調(diào)整。比如在不同的電爐工況下，直排系統(tǒng)和屋頂罩的風(fēng)量是不同的，理論值和實際值總會有些差異，這就需要在實際生產(chǎn)工況下調(diào)整增壓風(fēng)機和主風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，使其既滿足排塵的要求，又節(jié)省能源。 
4 結(jié)論 
目前，該系統(tǒng)已投運三個多月，除塵效果良好，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。電爐正常運行的情況下，可不需人工干預(yù)，*實現(xiàn)自動控制，與以前的除塵系統(tǒng)相比優(yōu)勢十分明顯。實踐表明，該系統(tǒng)的投入運行，*改善了電爐煉鋼對環(huán)境造成的污染，提高了生產(chǎn)技術(shù)水平，降低了能源消耗，收到很好的經(jīng)濟效益和社會效益。