蒸發(fā)冷卻器給水泵智能控制分析

王景娟，趙 宇，厲鐵鎖，李海寬

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司，河北唐山 063020）

0 引言

煉鋼轉爐蒸發(fā)冷卻器為靜電除塵器粉塵降溫冷卻，粉塵溫度的高低直接影響靜電除塵器的除塵效果和電場使用壽命，對于后續(xù)煉鋼的持續(xù)性造成直接影響。蒸發(fā)冷卻器噴頭噴水量受水質、水壓影響，水質臟，會造成噴頭堵塞，降溫效果不好；水壓低則直接影響噴水量，而蒸發(fā)冷卻器的水溫、壓力檢測與煉鋼工藝聯(lián)鎖，若是不能保證，會影響煉鋼生產，更會造成靜電除塵效果差而冒煙的嚴重后果。對此，采用中速過濾罐過濾蒸發(fā)冷卻器供水，采用壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)，保證供水壓力實時調節(jié)，確保生產的穩(wěn)定運行。

1 蒸發(fā)冷卻器控制系統(tǒng)

（1）變頻器選用6SE70 系列裝機裝柜型，主要組成包括控制板、通訊板、電源板、整流觸發(fā)板、接口板、逆變模塊、觸發(fā)板、檢測板、直流母線電容、風扇等。與PLC（Programmable Logic Controller，可編程控制器）進行通信，接收PLC 傳送的速度、啟動停止指令，發(fā)送電流、速度等信號到PLC，利用內部簡單的功能塊和參數組合完成規(guī)定動作。

（2）3UF7 裝置選用PRO C 系列，主要組成包括基本單元、電流檢測模塊、連接電纜、操作面板。通過電流檢測模塊檢測電流信號，作為內部對電機保護的比較信號。連接電纜為扁平電纜，用于連接電流檢測模塊、基本單元和操作面板，進行數據傳送。操作面板可以監(jiān)控數據狀態(tài)、故障復位。基本單元是3UF7的核心，與上位機連接進行參數設置。

（3）可編程邏輯控制器硬件。選用S7-300 系列，主要組成有電源模塊、中央處理單元模塊、導軌、接口模塊、信號模塊、功能模塊等。機架安裝模塊的順序：1 號槽安裝電源模塊，2 號槽安裝中央處理器，以后安裝I/O 接口模塊、功能模塊，通信處理器或I/O 信號模塊。作為整個控制系統(tǒng)的核心，采集所有輸入信號，包括起動停止控制信號及系統(tǒng)自動反饋的控制信號，如液位、壓力、故障等信號，實現所有輸出單元的控制，如中間繼電器、接觸器等電氣元件的控制，執(zhí)行控制算法及與上位機進行數據交換、通信等操作。用戶按照實際需求選取的各種模塊可以直接安裝在導軌上，通過背板總線把這些模塊連接起來。

2 蒸發(fā)冷卻器電機變頻器和3UF7 控制

實際生產中，在5 座轉爐同時煉鋼的情況下，5 臺供水泵供水一般啟動3 臺，另外2 臺處于備用狀態(tài)。5 臺供水泵電機的驅動控制不同，其中2 號和3 號采用變頻器控制，而1 號、4 號、5號采用3UF7 控制，每次啟動2 臺3UF7 和1 臺變頻器控制電機運行。

（1）變頻器參數選擇泵類控制設置。控制原理如圖1 所示，電機主接觸器通過變頻器x9 端子4，5 的主接觸器控制。繼電器KA2 通過設置參數P651=106 控制，顯示裝置故障。繼電器KA4通過設置參數P652=104 控制，作為啟停的顯示輸出。繼電器KA0 通過機旁操作箱選擇開關控制后，輔助觸點作為變頻器控制板的輸入，通過參數P590=18，控制參數組選擇，與PLC 通信時選擇第二組參數。繼電器KA1 準備好信號，通過參數P561=661 和U271 選擇來設置。繼電器KA3 為機旁啟動、停止控制，通過參數P554 完成。通信參數P443.1=41，P401=100，工頻控制，P443.2=3002，接收PLC 傳送速度。變頻器參數設置P101 至P113 按照電機額定數據設置。

圖1 變頻器控制電路

（2）3UF7 控制的設置。控制原理如圖2 所示，3UF7 的輸入點KM1 作為啟停的輸入反饋，同時也是主回路的主接觸器。輸入點KA1 作為各斷路器合閘正常的準備好信號。輸入點KA0是機旁操作箱的選擇集中選擇信號。輸入點KA3 是機旁操作箱的啟停控制信號。輸出點KA2 既是集中的輸出控制信號，也是機旁輸出的控制信號。各輸入輸出點在3UF7 中對應設置，out1在3UF7 的outputs 里basic unit 的輸出進行設置。輸入的邏輯塊在logic modules 真值表里進行設置。由于out1 是機旁和集中都必不可少的一步，此輸出點故障時可以更換out2 作為輸出，對應3UF7 里參數進行更改；或者3UF7 故障時，可以通過對out1 輸出點封點處理，使得KA2 繼電器快速得電，恢復設備運行。

圖2 3UF7 控制電路

3 蒸發(fā)冷卻器PLC 控制

PLC 與變頻器、3UF7 通過DP 網通信連接，在監(jiān)控畫面上設置壓力設定值和壓力控制聯(lián)鎖投入選擇。在畫面上選擇壓力控制按鈕后，壓力聯(lián)鎖控制投入，根據壓力控制變頻器電機的投入使用。當壓力低于設定值時，先通過PLC 調節(jié)變頻器的速度，通過增加速度增加供水壓力，若供水壓力仍不滿足要求，則啟動備用變頻器電機，速度給定仍是先給低速，再判斷壓力值，當壓力仍不滿足要求時增加速度。2 臺變頻器的低速、高速設定值相同，比例積分調節(jié)值可以根據實際情況，在畫面上進行調節(jié)。流量控制設計時沒有參與聯(lián)鎖控制，僅作為顯示報警提示。在變頻器的PI 調節(jié)上，初始2 臺變頻器設定值一致，根據現場使用情況，也進行了優(yōu)化。

4 結束語

蒸發(fā)冷卻器控制系統(tǒng)為滿足現場壓力要求，設計了壓力、速度閉環(huán)控制，優(yōu)化了智能控制系統(tǒng)，既可以保證壓力供應，又可以通過速度控制起到節(jié)能作用。使用3UF7 設備，在通信和3UF7 故障時，可以迅速封點3UF7 的輸出，保證3 臺電機運行，快速恢復系統(tǒng)供水，縮短設備故障處理時間。