ABB DCS SPAD346C控制系統的理論分析
在RH真空處理過程中,冶金反應主要基于熱力學和動力學的理論。真空冶金時,真空對脫氣、碳脫氧、脫碳等反應產生教為明顯的影響。
3.1 鋼液循環原理
RH的主體設備是一個圓柱體型狀的真空室,高度可達7~10m,底部有兩根耐火材料做成的管子,其中一根稱為上升管,另一根稱為下降管,都稱插入管,處理時插入到鋼水中。當真空室抽成真空狀態后,鋼水在大氣壓作用下,升高約1.4m,通過插入管進入真空室。由于在上升管通入氬氣,氬氣進入鋼水后受熱膨脹,推動液面上漲,使真空室內上升管一側的鋼水液面顯著高于下降管一側,鋼水向下降管一側流動,經過下降管回流到鋼包,由此產生鋼水的循環流動,鋼包中鋼水就這樣在真空室反復循環。循環的次數(循環因數C)由以下公式決定:
———循環流量
———處理容量
t———脫氣時間
循環流量由以下公式決定:
---------上升管的直徑
----------下降管的直徑
G-----------驅動氣體的流量
H-----------插入管的長度
3.2 ABB DCS SPAD346C代控制方法
可編程控制器是一臺計算機,它是專為工業環境應用而設計制造的計算機。它具有豐富的輸入/輸出接口,并且具有較強的驅動能力。但可編程控制器產品并不針對某一具體工業應用,在實際應用時,其硬件需根據實際需要進行選用配置,其軟件需根據控制要求進行設計編制。它實質是一種于工業控制的計算機,其硬件結構基本上與微型計算機相同,如圖所示
圖2 硬件系統圖
架構設計
RH控制系統采用兩級控制系統組成,分別為一級基礎自動化系統和二級過程計算機控制系統,兩級系統分別承擔不同的功能:
一、基礎自動化系統(L1級):管理整個RH生產過程,由PLC(包括分布各操作臺的遠程I/O)、OMS(人機接口)、工程師站、編程站及工業以太網絡組成。采集現場信號,完成電氣設備的邏輯順序控制、過程回路控制、設備運轉操作、設備監視和報警等基本功能。
二、過程計算機控制系統(L2級):是以L1系統為基礎的相對獨立的系統。對整個RH系統生產過程進行管理和過程優化,并為煉鋼廠更高級的管理信息系統及攀鋼ERP系統的建立留接口。控制系統結構參見下圖:
圖3 控制系統結構
系統的控制分為兩部分,基礎自動化控制(L1)和過程計算機控制(L2)。一級控制主要負責基礎自動化的一些控制,包括現場執行元件的控制,參數檢測的反饋以及電機的交流傳動控制等,主要采用西門子工業控制計算機系統和西門子PLC系統實現;二級控制負責一些數據模型的建立,模型動態控制,生產計劃編制和流程跟蹤,報表系統等,主要采用工業以太網實現。
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