济钢210t转炉本体自动控制系统调试大纲.docx
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济钢210t转炉本体自动控制系统调试大纲
济钢集团有限公司
210t转炉本体自动控制系统
调试大纲
文档号:
ZD0804-ZLKZ-TDG01
济南钢铁股份有限公司
自动化部
二〇〇九年九月二十日
分管部长:
宋玉刚
项目负责人:
韩继金
编制人员名单
序号
子项
编制人
审核
科审
1
本体仪表系统
徐继红
徐继红
范者峰
2
辅机系统
刘辉
杨锋
付春钢
3
倾动氧枪系统
张成宽
杨锋
付春钢
4
上料系统
李倩
付春钢
付春钢
5
投料系统系统
李静严
梁清华
范者峰
6
汽化冷却系统
宋扬
苗青
范者峰
目 录
本调试大纲遵循自动化部09年2月发布的《自动化工程项目现场调试规范》。
1.转炉本体仪表
1.1转炉本体系统概况
济南钢铁集团总公司十一五工程4#210吨转炉本体仪表系统(+A4PLC102)部分,CPU采用AB公司的ControlLogix5000系列的1756-L62,由1个本地站,3个远程站构成。
可完成对转炉本体、钢包底吹氩气、顶吹、底吹等工艺的所有设备进行在线监控,完成工艺设备或工艺流程的顺序控制,PID控制、故障报警、趋势、操作记录等功能,系统通过ControlNet网络与副枪、L2、氧枪倾动、汽化冷却、投料等系统通讯,采用硬线连接同LT系统进行通讯,PLC与HMI采用工业以太网通讯。
PLC编程软件采用ControlLogix5000v16.3,监控软件采用FactoryTalkViewSE。
系统包括四个主要的工艺部分:
1)转炉本体检测
2)钢包底吹氩气工艺
3)顶吹
4)底吹
检测设备包括:
压力、温度、流量
控制设备包括:
调节阀、切断阀等
1.2.送电前检查
1.2.1校线:
按北钢院设计图纸进行。
1)15C20301DK3831济南钢铁股份有限公司4号210吨转炉工程转炉本体仪控设备设计
2)15C20301DK3832济南钢铁股份有限公司4号210吨转炉工程转炉顶吹仪控设备设计
3)15C20301DK3833济南钢铁股份有限公司4号210吨转炉工程转炉底吹仪控设备设计
4)15C20405DK3843济南钢铁股份有限公司4号210吨转炉工程转炉炉后吹氩喂丝站仪控设备设计
检查控制柜内接线,内容:
⑴线号;⑵紧固情况;⑶模块电源线及信号线连接是否正确。
检查控制柜同外围电气设备及检测、控制元件的外部连线,核实连线的种类、耐压、发热、数量等。
1.2.2检查绝缘情况:
检查控制柜内及外围电气设备、检测、控制元件的绝缘水平符合电气送电规范。
检查工具是1000V或500V摇表。
1.2.3地线的检查:
1)对于电子接地应当如下:
2)屏蔽层接地应使信号接收端接地,而不能两端接地。
1.3送电工作
控制回路的检查、送电。
检查所供电源是否满足如下要求:
1)相与零之间绝缘
2)相与地之间绝缘
1.4控制回路的调试
(只送控制电源在柜内调试)
1.4.1下装PLC程序
1.4.2PLC与设备间联锁试验
1)开关量输入按钮、转换开关及限位开关的试验;
2)开关量输出信号灯、继电器的试验;
3)开关量输出电磁阀的试验;
4)模拟量输入输出的试验。
1.4.3PLC与HMI上位之间联锁试验
1)开关量输入按钮、转换开关的试验;
2)开关量输出信号的试验;
3)模拟量输出的试验;
1.4.4现场控制设备手动单调
1.4.5HMI上手动单调及联动联调
1.4.6本地PLC与其他设备的通讯试验。
1.5电动阀主回路的调试
1)主回路合闸,机旁手动单调;
2)主回路合闸,HMI上手动单调及联动联调。
1.6系统调节回路调试
1)系统连锁条件检查。
(CRT监控)
2)各支路变送器整定参数调试。
(CRT监控)
3)各支路流量调节阀的调整。
(CRT监控)
4)氮气总管、氩气总管上压力调节阀的调整。
5)各支路PID参数整定调试。
1.7PLC模型的调试
1)系统连锁条件:
与不同PLC之间的电气通讯连锁、仪表通讯连锁检查。
(CRT监控)
2)系统发出吹炼及吹炼结束、出钢及出钢结束、溅渣及溅渣结束信号,调试PLC程序,使氮气总管、氩气总管自动切换及流量自动调节投入。
(CRT监控)
3)与L2的通讯数据接收及发送测试
4)顶吹氧气控制回路各种方式下的控制情况测试
1.8带负荷试车
1)转炉系统带介质调试。
2)转炉系统热负荷调试。
2.转炉辅机系统
2.1系统概述
济钢4号210t转炉辅机系统是转炉的辅助设备,包含炉前挡火门、炉后挡火门、烟道横移台车、主控室卷帘门、液压升降烟罩、炉腹风机、二次除尘调节阀门、二次除尘电气阀门、氧枪刮渣器、氧枪缓冲器移出装置、氧枪横移小车和锁定装置、测温取样枪、浸渍罩、吹氩喂丝除尘阀门等主要工艺设备配置。
2.2自动化控制系统调试
辅机控制系统由1套PLC(+A4PLC1012#柜)、1套扩展机架、1套远程机架和2套HMI(一套网络板HMI与主控室其他HMI互为备用,共享操作;一套网络板HMI与炉后控制室其他HMI互为备用,共享操作)及打印机(系统共用)等设备组成。
主要完成4号转炉辅机电气设备、仪表过程检测设备的控制与显示。
本系统采用AB系列ControlLogix5000PLC,远程I/O站、扩展机架、编码器、变频器等通过ControlNet通讯口与PLC控制器进行数据通讯。
机旁操作箱通过ProfibusDP通讯结构与PLC控制器进行数据通讯。
整个L1级系统各PLC之间通过ControlNet网络进行相互通信。
PLC与HMI之间通过Ethernet网络进行相互通信。
各PLC与上位机之间通过100MbPsEthernet网络进行实时数据传输。
2.3调试前工作及调试步骤
2.3.1设备检查
主控制柜(+A4PLC101,2#柜)、远程液压站柜(+A4PLC101,3#柜)、测温取样枪和浸渍罩变频柜、风机控制柜(+A4KZ101)、14个远程机旁操作箱安装位置的检查确认,同时检查柜内元器件的外观及端子接线的基本情况,看柜内元器件是否有缺少、损坏、型号不对等情况。
2.3.2全部控制柜送电前检查,检查内容包括:
1)根据《4#转炉L1PLC配置原理图汇总》,检查柜内220VAC断路器的L、N、PE相互之间的绝缘,方法是由下而上,先负荷后最后是电源总进线。
2)根据《4#转炉L1PLC配置原理图汇总》,检查柜内24VDC断路器的24V(+)、24V(-)之间的绝缘,方法是由下而上,先负荷后最后是电源总进线。
3)检查机架电源
检查机架内开关量I/0模块的24V工作电源,对输入模块检查公共端的24V(-),对应1756IB32的17、18、35、36;对输出模块检查24V(+)和24V(-),检查1756OB32的24V(+)对应18、36,24V(-)对应17、35。
4)操作箱电源检查
根据《4#转炉本体及辅助设施机旁操作箱布置及分屏原理图》、《浸渍罩就地操作台布置图》、《测温取样枪就地操作台布置图》、《氧枪刮渣器/缓冲器机旁操作箱原理图》,检查每个远程操作箱内的两路220VAC进线及对应断路器的L、N、PE相互之间的绝缘,注意加热器的220VAC电源是一个勾一个并接的,220VAC控制电源是点-点独立连接的,然后检查柜内24VDC断路器的24V(+)、24V(-)之间的绝缘。
2.3.3检查辅机系统:
A4M131a,b、A4M132a,b、A4M133(2台)、A4M134a,b、A4M106a,b、A4M107、A4M108、A4M109、A4MF101、A4M112-A4M116(5台)、+B1M101、+B1M102、+B1M201、浸渍罩升降电机、测温取样枪电机、夹持装置电液推杆1、2共26台电机的对地绝缘;
2.3.4MCC传动柜常规检查
包括以下内容:
对照《辅机系统管线表》,检查地下料仓电气室A4MCC101~A4MCC105共5台MCC柜的出线及电缆是否正确,然后解开电机侧的三相连接线,用500V遥表测量到电机电力缆的相间和对地绝缘,重点检查:
控制电源正常信号
报警电源正常信号
2.3.5检查接地情况
分清系统地(M)、保护地(PE),尤其要检查所有机架和远程I/O站的外壳与PE不通,通讯口的外壳与PE不通。
2.3.6依次对各控制柜送电
送电时,先用万用表检查确认控制柜内的进线电压正常,再送柜内220VAC总进线断路器,然后给24V电源模块送电,用万用表检查确认24V电源正常后,再给控制模块送电。
2.3.7对照《辅机PLC系统配置原理图》,完成对介质冗余controlnet网的连接,按照硬件配置的要求,拨controlnet通讯模块的地址,主机架第三槽CNB模块的节点号为3,其他用于机架间通讯的CNB模块的节点地址也要拨,拨多少?
。
2.3.8DP网络检查
对照《辅机PLC系统配置原理图》和《辅机系统的管线表》,完成DP网中14个远程操作箱的连接,注意,终端电阻的接入,DP网两头的DP头要打到ON上,表示有终端电阻串入。
一般DP连接插头接线时A为绿色,B为红色,按照硬件配置的要求,拨各个DP从站profibusDP耦合器模块的地址。
辅机的配置文件已经下装到了PROSOFT模块中,配置文件中有每个操作箱的地址,在瑞宝已经测试过8个箱子,所提问题,根据《辅机系统问题汇总》,看是否处理好了。
还有六个操作箱没有测试:
二次除尘阀门机旁箱A4LC112;二次除尘阀门机旁箱A4LC113;炉腹风机机旁箱A4LC111;测温取样枪机旁箱A4LHLC101;浸渍罩操作台A4LHOS101;缓冲器/刮渣器机旁箱A4GZ101。
2.3.9下载硬件配置程序,调试上下位通讯正常。
2.3.10Controlnet网间的通讯测试
完成对介质冗余controlnet网的连接,每段末端的分接器要接75Ω终结器。
按照硬件配置的要求,设置controlnet通讯模块的地址。
通过RSNetWorx-ControlNet软件,规划controlnet网络,检查确认远程机架通讯状态已正常(在线查看硬件配置时,对应的controlnet模块处无黄色警告标记)。
每次只接通1路controlnet网,用RSLinxClassicGateway软件分别检查确认冗余的两路controlnet网络所连设备均可以浏览到(说明模块正常,物理连接已连通)后,将controllogix5000的L61CPU打到“program”模式,使用RSNetWorx-ControlNet软件,规划controlnet网络,检查确认扩展机架通讯状态已正常(在线查看硬件配置时,对应的controlnet模块处无黄色警告标记)。
注意:
1)controlnet网接线完毕,都需要用万用表检查确认总线没有接地。
2)每段末端的分接器要接75Ω终结器。
3)controlnet网每段允许的最大长度与分接器数量相关,每段最多允许接48个分接器:
1000m-16.3m×(每段分接器的总数量-2)
4)冗余的2根干线电缆的长度要尽量一致。
2.3.11ProfibusDP网间的通讯测试
完成对ProfibusDP网间的通讯网络及设备的连接,DP耦合器接线时,输入端接A1、B1,输出端A2、B2,两段的终端电阻(250欧姆)都拨在“on”位置,两段的PE连接片接通。
按照硬件配置的要求,设置远程操作箱ProfibusDP各从站通讯节点的地址(从2开始)。
使用ProSoftConfigurationBuilder软件,配置每个站点的模块,通过选择ENTERNET网络下装配置,检查确认PDPMV1通讯模块通讯是否正常。
(在线查看硬件配置时,对应的PDPMV156模块处无黄色警告标记)。
用RSLinxClassicGateway软件检查确认1槽的prosoftPDPMV1模块均可以浏览到(说明PDPMV1模块正常,机架底版的CIP通讯已连通)后,使用ProSoftConfigurationBuilder软件,将DP网的通讯配置程序FUJI.ppf下载到主机架1槽所对应的PDPMV1通讯模块,下载完成后,依次进入测试状态的在线模式,检查各远程I/O从站和S7-300网关的DP通讯状态。
2.3.12操作箱检查
1)将所有的现场操作箱打到本地位置,依次从操作箱启停MCC传动电机,在检查程序逻辑的同时,完成从现场到PLC再到上位的设备控制和状态信号的打点确认。
2)将所有的现场操作箱打到本地位置,依次从操作箱启停MCC传动电机,在检查程序逻辑的同时,完成从现场到PLC再到上位的设备控制和状态信号的打点确认。
3)将所有的现场操作箱打到本地位置,从上位依次操作设备,在检查程序逻辑的同时,完成状态信号的打点确认。
2.3.15超时故障检查
有超时故障的设备,要确定超时的时间:
1)炉后挡火门开超时,关超时
2)炉前挡火左门开超时,关超时,右门开超时,关超时
3)炉前挡火门左、右观察窗:
开超时,关超时
4)卷帘门开超时,关超时
5)氧枪横移小车超时:
6)氧枪横移小车锁定,解锁超时
7)二次除尘电气阀门5个:
开超时,关超时,开迟滞,关迟滞
刮渣器左右臂开超时,关超时
8)缓冲器开超时,关超时
9)吹氩喂丝1、2阀门:
开超时,关超时,开迟滞,关迟滞
10)浸渍罩变频器运行超时,抱闸超时
11)浸渍罩夹持器夹持超时,松开超时
12)浸渍罩锁定装置锁定超时,解锁超时:
13)测温取样枪变频器运行超时,抱闸超时
14)烟罩升降超时:
2个
3.转炉倾动氧枪控制系统
3.1转炉氧枪系统概况
济钢第三炼钢厂4#转炉倾动氧枪电气控制系统,包括两部分:
PLC及HMI自动化系统、转炉倾动及氧枪升降传动控制系统。
PLC系统名称为+A4PLC101,采用AB公司的Logix5000系列,CPU处理器为1756-L62,PLC柜数量1,由2个机架构成,13槽主机架和10槽扩展机架各。
可以根据操作员的操作指令、L2级下达的设定数据和现场各检测元件完成转炉倾动及氧枪升降工艺过程的顺序控制、设备重要连锁的安全保护、故障报警处理、显示等功能,并可以通过以太网实现与其它PLC系统数据交换。
编程软件使用RSLogix500016.03,监控软件使用FactoryTalkViewSE6.0。
转炉氧枪系统工艺设备:
转炉倾动设备包括四台电机:
YZPBF400L2-8,江特4*200KW,735r/min、380V、50HZ;倾动电机制动器型号YWZ10630/E301常闭式(焦作股份有限公司),制动力矩2800~5300Nm,推动器功率0.55Kw;电机冷却风机为380V,三相,独立电源、0.45KW;每台电机带有一个旋转编码器8.5823.1831.10241024脉冲/转,作为装置速度反馈。
在转炉的零位装有两个接近开关,转炉的轴上装有一个转炉托圈编码器,型号8.5826.1831.3600,DC24V3600脉冲/转,用于显示转炉的角度。
转炉共有三个操作台及变频柜和一个控制柜。
氧枪系统机械设备包括:
两台氧枪横移车和两台氧枪升降小车。
生产时,一台工作,一台备用。
氧枪升降交流电机,型号YZPF315M2-6(IBM3)江特,200KW201A1500r/min、380V、50Hz,氧枪抱闸电动机,型号YWZ9-500/E201380V50Hz、0.45~0.55KW。
枪位指示编码器,型号8.5823.1832.10241024脉冲/转24VDC。
(安装在氧枪升降卷筒轴端部)。
氧枪驱动装置型号:
PF700S,450Kw,785A,20DC820N0ENNBNCNE。
氧枪事故提升电机型号:
2×13Kw,江特;氧枪事故提升装置型号:
PF700S,22Kw
氧枪横移车行走采用交流电动机驱动。
升降小车采用交流变频电动机驱动卷扬升降,氧枪升降过程中速度变化可控制。
横移台车在工作位设有电液缸定位锁紧装置,升降卷扬钢丝绳装有测力传感器,当牵引力高出或低于设定范围值时,系统报警并断电。
3.2系统调试步骤
调试内容包括两部分:
自动化系统设备调试和传动系统设备调试。
调试过程按照以下调试步骤进行:
第一步:
现场安全辨识。
第二步:
设备状况检查。
第三步:
设备线路、线号打点测试。
第四步:
单体设备离线调试。
第五步:
单体设备在线不带负荷调试。
第六步:
单体设备在线带负荷调试。
第七步:
设备联调。
第八步:
设备冷负荷试车。
第九步:
设备热负荷试车。
3.3.自动化系统设备调试
3.3.1自动化系统功能检查
1)确认自动化系统符合图纸设计要求。
2)核对自动化系统的出厂检验报告和测试记录,对测试报告中提出的整改意见再次确认,确认整改是否符合要求。
3.3.2现场安全辨识
1)熟悉现场周围的工作环境,确认危险源。
2)遵从电气、仪表、计算机系统安全工作规程。
3)带电工作必须有二人及以上人员共同配合。
4)使用的工具必须绝缘良好,且穿戴相应的绝缘用品。
5)未经调试的回路、设备不得送电投入运行,并在相应回路挂明显的标识(有电危险、禁止合闸、禁止操作等)。
6)从现场抄录倾动电机、氧枪电机、减速机、编码器、主令控制器等设备的参数数据,并与图纸核对,确认与设计是否一致。
7)检查进线回路,确认互感器二次侧电流回路未开路和电压回路未短路,在各个回路事先绝缘合格的情况下电源回路才能通电。
3.3.3控制柜、控制箱、控制盘设备核查
1)核查氧枪主操作台、机旁操作箱、倾动装料操作台、出钢操作台、出渣操作台是否与图纸设计相符,对核心设备主令控制器和急停急提按钮要重点确认。
2)熟悉各设备及控制点在现场的分布情况,熟悉现场各被控制设备的功能。
3.3.4电源系统检查
1)检查用电设备电源等级(设备主回路电源AC380V、控制回路电源AC220V、PLC输入信号电源DC24V等)。
2)对供电系统及用电设备进行短路、断路确认和对地绝缘检查。
3)上电前的电源电压检查确认,是否与原理图所要求的电压一致。
3.3.5接地系统检查
1)检查系统是否完好接地,且接地电阻≤1Ω。
2)确认操作站与控制站接地线符合设计要求。
3)确认远程I/O设备接地线符合设计要求。
4)确认屏蔽电缆的屏蔽层接地符合设计要求。
5)确定元件与线路的绝缘是否满足要求,确定元件与线路的安全距离是否满足要求。
3.3.6电缆敷设及接线情况
1)检查供电电缆的敷设是否规范,与控制电缆及线号电缆是否分桥架敷设。
检查线缆接线情况,无线头外露情况。
2)检查所有电缆(线)的压接质量,确定接头、端子符合技术质量要求。
3)确认电缆接线正确,是对于外围设备的电源接线要确认正确。
4)确认设备所需电源等级(DC24V、AC220V、AC380V等),检查接线是否正确。
5)进行校接线打点检查。
3.3.7控制网络通信检查
1)检查PLC主机架与扩展机架、倾动氧枪PLC主机架与其它PLC机架ControlNET网络的连接,注意通信电缆接头、分支器接线、终端电阻的连接正确。
2)检查PLC主机架与HMI上位计算机的EntherNet网络的连接。
3)检查各控制站、操作站的硬件地址拨码情况后,对各节点设备进行上电检查。
4)检查PLC主机架与倾动氧枪变频器的ControlNET网络的连接,注意通信电缆接头、分支器接线、终端电阻的连接正确和网络地址拨码情况。
。
5)按控制系统的通信协议标准及接口设备的要求,设置通信参数、接口参数,连通整个网络,使网络正常工作。
6)规划好以太网通讯设备各节点地址,无地址冲突,用网络测试设备检查网络连接质量。
3.3.8现场I/O信号调试
1)确认主站到I/O站的网络通讯系统通讯功能正常。
2)检查各I/O点到设备之间的线路是否正确。
3.3.9系统模拟调试
1)将现场主要电气设备主回路断开,调试控制回路。
2)分别模拟调试确认倾动系统和氧枪系统逻辑联锁关系是否正确,尤其要注意左右枪的定义是否与仪表系统的定义一致。
3)对系统的各功能进行验证:
顺序控制、联锁控制、故障联锁控制、生产过程控制回路、单台设备启/停控制和生产线联锁启/停控制功能等。
本节工作首先要验证氧枪急停和急提操作、倾动系统急停操作。
4)对控制要求的延迟时间、设置方法、信号指示等进行验证。
5)对产生各I/O信号的继电器、接触器、开关等的动作状况进行检查。
3.3.10单体试车
1)确认倾动电机、氧枪电机及抱闸电机已连接正常,润滑、风机等正常。
2)现场就地进行以上设备的单体试车,确认所有设备就地运行正常、仪表显示正常。
3)就地单体试车时,检测各反馈信号正确。
4)现场有专业人员进行观察监护。
5)在操作站上,通过操作画面对氧枪设备进行操作,确认设备及画面上的信号变化是否正常。
3.3.11无负荷联动调试
1)无负荷联动调试的方案已制定且经过讨论。
(要明确到各工艺流程顺序、各设备、各项功能、人员的配合、紧急事故处理及调试顺序等)。
2)操作人员和各岗位的现场巡检人员等已到岗。
3)对全部设备进行一次全面的检查,确认条件已具备(润滑、风机等)。
4)按无负荷联动调试方案试车调试。
5)调试过程、中间结果、处理方法等进行记录。
6)确认各功能、参数、报警、记录等正确。
3.3.12带负荷联动试车
1)带负荷联动试车的方案已制定且经过讨论。
2)所有人员按工艺生产和管理要求全部到岗。
3)在调试工程师的指导下由生产操作人员进行操作。
4)按工艺控制要求联动试车,验证各种控制功能。
5)确认设备运行的间隔时间、过程控制参数的设定、设备运行极限的状态等符合工艺要求。
3.4.传动系统设备调试
3.4.1传动系统功能检查
1)确认传动系统符合图纸设计要求。
2)核对系统的出厂检验报告和测试记录,对测试报告中提出的整改意见再次确认,确认整改是否符合要求。
3.4.2现场安全辨识
辨识内容和方法同于倾动氧枪自动化系统。
3.4.3控制柜、控制箱、控制盘设备核查
1)核查氧枪主操作台、机旁操作箱、倾动装料操作台、出钢操作台、出渣操作台是否与图纸设计相符,对核心设备主令控制器和急停急提按钮要重点确认。
。
2)熟悉各设备及控制点在现场的分布情况,熟悉现场各被控制设备的功能。
3)检查柜体外壳保护地连接可靠,符合电气相关标准。
3.4.4主电源系统检查
1)检查用电设备电源等级(设备主回路电源AC380V、控制回路电源AC220V、PLC输入信号电源DC24V等)。
2)确定主变压器接线方式、组别、短路阻抗、额定电压、额定电流是否符合设计要求,抄录变压器相关参数,尤其是感抗值。
3)确定主变压器保护回路功能正常,合闸、分闸操作灵活可靠。
4)确定动力电缆绝缘、耐压试验数据是否符合要求,电缆线径是否满足要求,电缆接头制作是否规范,压接是否牢固并保证可靠的接触面积。
5)根据现场电源电压实际情况,调整变压器抽头,保证供电电压在允许范围内。
3.4.5控制电源系统检查
1)检查设备控制电源等级(氧枪控制电源AC220V、倾动控制电源AC120V)。
2)对供电系统及用电设备进行是否短路、断路检查和对地绝缘检查,填写检查报告。
主回路对地绝缘检查使用500V摇表,控制回
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