論企業高爐鼓風機PLC跳機程序優化

劉建斌

（河鋼股份有限公司承德分公司 能源事業部，河北 承德 067102）

[摘 要]隨著工業技術的持續發展和自動化控制程度的不斷提高，越來越多的大型設備由原始的儀表和常規電氣控制走向，以PLC、DCS等高級自控設備為下位機、計算機為上位機的遠程自動控制。由于大型設備種類繁多，設計者技術水平參差不齊，加上操作人員的素質參差不齊，導致設備控制沒形成完整的設計體系，PLC、DCS的程序設計存在諸多不足，操作人員發生操作失誤，引發了很多的生產事故。基于此，本文分析企業高爐鼓風機PLC跳機程序。

[關鍵詞]高爐鼓風機；PLC；程序優化

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.10.035

[中圖分類號]F273 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）10-00-02

河鋼股份有限公司承德分公司（以下簡稱“承鋼”）能源事業部負責承鋼7臺高爐的供風系統，高爐鼓風機自動化控制系統上位機、下位機程序中存在很多遺留缺陷。在長期運行中，曾發生過多起因程序缺陷造成的事故，為保證機組穩定運行，防止崗位人員誤操作，方便維護人員維護，相關人員需對上位機、下位機程序進行全面優化，以達到安全、可靠的目的。

1 選題理由

（1）風機穩定與否直接影響高爐生產，風機穩定運行至關重要。

（2）完善上位機、下位機程序的前提是不改變風機控制的工藝流程，為方便維護、防止崗位人員誤操作添加了多重保護。

（3）在多臺機組的程序中尋求單體設備的控制優點，運用生產操作中積累的經驗，完善其他機組存在的不足，確保優化無誤。

2 高爐鼓風機自動化控制系統存在的問題

（1）有的風機下位機程序中電動排風閥門的操作是連動操作，在調節風壓過程中，一旦崗位人員操作不當，將直接導致閥門全開或全關，導致風壓大幅波動，直接影響高爐生產。

（2）有的風機上位機中沒有跳機條件切除功能，不便維護人員在線維護，也不利于機組運行。

（3）有的機組上位機程序中重要按鈕缺少二次保護功能，容易引起人為誤操作，導致設備事故。

（4）調節閥門控制輸入采用鍵盤輸入容易發生崗位誤輸入數據造成，閥門開度巨變，影響風壓。

面對大型鼓風機組存在的不足，本文力爭將程序優化到最佳，把人為事故停機率降低到零，大幅降低客觀非停因素導致的停機率。

3 針對高爐鼓風機自動化控制系統存在問題的解決方案

鼓風機初始設計的程序中缺陷較多，不利于風機穩定運行。導致機組非正常停機的因素很多為人為誤操作，誤操作可以通過技術措施來避免。對于維護，企業可以設計跳機條件的投入與退出程序，防止出現由于保護元器件故障導致的不必要停機，也便于機組運行中緊急維護。對于運行崗位，企業可在操作界面中添加重要按鈕，保護界面，有效防止誤操作。具體實施方案如下。

（1）拷貝現場最終的運行程序，提前做好跳機條件投入與切除的操作界面，做好模擬實驗，保證無誤。利用檢修時間做現場調試實驗。

（2）閥門需要頻繁調節的（如電動排風閥），在下位機中將聯動控制改為點動控制，增加一次執行動作的時間限制，最長動作時間為2 s。

（3）凡是模擬量控制方式帶直接輸入控制幅值的，在上位機中采用分段控制，保證操作安全。

（4）對于上位機中重要的按鈕，都采用二次保護確認功能，用名稱、操作命令、動作與否等形式進行二次確認，防止崗位誤操作。

（5）對于優化更改后的操作方法及步驟，對崗位人員進行詳細培訓，編寫詳細的操作流程，確保操作人員操作熟練、準確。

4 實施過程及效果

圖1為上位機WINCC操作中，停機保護條件投入和退出的部分畫面，帶有二次確認的畫面和功能的狀態顯示功能。如果505跳閘保護退出，指示燈為綠色，期間可以解決505跳閘回路的相關問題，便于維護。

圖2為4#風機一拖二WINCC操作系統中，調節閥的模擬量控制，采用分段控制，每個區域只能輸入本區域內的相關開度，例如輸入9.0時，不慎輸入成90，在相關區域會提示數值無效，防止微調閥門時出現誤操作。

圖3為上位機WINCC操作按鈕的二次保護確認功能，點擊相關按鈕不會直接發出命令，需要二次確認后，命令才會發出，如果不帶二次保護，機組將直接停機，此功能可有效避免操作人員誤動按鈕或點錯按鈕帶來嚴重后果。

圖4為6#汽輪風機下位機PLC程序中，排風閥按鈕的自動復位功能，原程序中靠鼠標的點動控制，出現過鼠標粘連排風閥的全程動作事故，導致風壓大幅波動，影響高爐生產。添加自動復位功能后，可有效避免類似事故發生。

5 結 語

目前，承鋼高爐鼓風機的自動化程序優化已按設計方案全部完成，根據程序的完善了崗位操作規程，并普及全體操作人員。這不僅有效預防了操作人員誤操作，且方便維護人員在機組運行中處理與跳機相關的電氣儀表故障。此舉大大降低了機組的非停率，保證了高爐生產。

但高爐鼓風機的自動化控制優化是一個復雜、帶有一定風險性的過程，風機程序優化還需循序漸進，在運行中不斷發現問題，制訂相應的穩妥方案、措施來解決問題，進而使風機程序優化方面達到一個新層次，穩定生產。

主要參考文獻

[1]廖常初.PLC編程及應用[M].北京：機械工業出版社，2008.

[2]王永華.現代電氣及可編程控制技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，2002.