【摘 要】随着社会经济的发展，钢铁行业也快速发展起来，炼钢工序是整个钢铁生产过程的重要环节，在此工艺环节中，会产生大量的粉尘烟气，又不可避免的产生外排废水。为适应炼钢生产的不断发展和环保要求，在炼钢转炉烟气除尘水系统中引入PLC控制系统，作者根据多年钢铁生产企业实际工作经验，对PLC在炼钢转炉烟气除尘水系统中的应用进行了研究分析。

　　【关键词】炼钢转炉；除尘水系统；PLC

　　1 引言

　　全球工业的快速发展，节能减排力度也日益高涨。在坚持以“绿色环保”的理念宗旨下，加强环保治理，实施除尘水处理工程，极大的改善炼钢生产中各类粉尘和废水对环境的污染，实现了钢铁企业的可持续发展，对节约用水和保护环境，安全和低成本运行的转炉烟气除尘水处理工作。PLC控制系统的应用，对钢铁企业节能降耗，减少污水、烟气排放等具有重要意义，有效的提高了环保效益和经济效益。

　　2 工艺简介

　　2.1 浊环水系统

　　来自炼钢转炉烟气除尘净化后的污水经排水槽流至除尘水处理区域，经粗颗粒分离机去除大于60微米的污泥颗粒（由储泥斗储存定期外运）后，污水沿高架槽流入斜板沉淀池，经混凝沉淀后的清水由回水槽流进热水井，沉淀下来的泥浆流入泥浆池，经搅拌后由泥浆泵送至板框压滤机进行脱水，脱水后的泥饼在储泥斗中储存定期运至烧结厂用作原料综合利用。热水井的水再经水泵加压送至冷却塔，冷却后流至冷水井经泵加压供炼钢浊环水用户循环使用。

　　2.2 净环水系统

　　来自炼钢一次二次除尘风机房电除尘净环回水经余压流回到净环冷却塔，经冷却降温后自流进净环冷水井，由水泵加压送炼钢净环水用户。

　　图1 工艺流程图

　　3 自动化控制系统的组成方案

　　3.1 系统构成

　　PLC控制系统由西门子S7-300系列可编程控制器和上位计算机组成，S7-300 PLC作为下位机来完成现场控制和数据采集，它具有模块化、无风扇结构、易于分布和扩展、功能性强、运算速度快、通讯功能强、集成化高等特点。上位机采用工控机用作工程师站和操作员站，工程师站具有画面组态和参数修改权限，操作员站只有数据监视和现场设备操作权限。在上位计算机上采用组态软件WinCC，通过图形化组态建立友好的人机界面和监控管理，实现对生产过程的工艺参数和现场设备的在线监控。采用CP5613通讯接口卡，上位计算机可与下位PLC进行数据交换、实现对PLC的时钟校对、数据上载、系统参数传输、PLC编程调试。系统结构如图2所示。

　　图2 系统结构图

　　3.2 控制功能

　　烟气除尘水PLC控制系统采用西门子S7-300可编程控制器，其主要模块配置有：电源模块、CPU、模拟量输入/输出模块，数字量输入/输出模块、通讯处理器模块等。通过编程软件STEP 7编写程序和对硬件进行组态，完成PLC程序编写和对机架的配置、CPU参数的设置、数字量输入/输出模块和模拟量输入/输出模块参数设置、通讯模块及网络连接的参数设置，以及进行在线调试等工作。

　　烟气除尘水系统主要受控设备有粗颗粒分离机、螺旋输泥机、泥浆泵、搅拌机、板框压滤机、冷却塔风机、浊环热水泵、浊环送水泵、净环送水泵、排水泵、电动阀、补水阀、回水阀等。系统主要设备具有现场手动、远程手动和远程自动操作方式，在机旁设有就地操作箱，通过操作箱上转换开关可进行现场、远程操作切换。生产过程中主要采用远程自动操作方式，由PLC控制系统进行自动控制，也可在计算机的监控画面上选择某台设备，点击操作菜单命令，进行该设备的启/停或开/关操作（远程手动），当计算机发生故障或在设备检修调试时，可选择在就地操作箱上进行现场手动操作。

　　净环送水泵和浊环送水泵均设有3台，分别向炼钢除尘风机房和炼钢转炉烟气除尘供水，其中3台泵2用1备，系统需求供水量较少时，开1台泵供水，当系统需求供水量大时，开2台泵同时供水。各供水泵与出水管电动阀的连锁关系为：启泵时先开泵，5秒后开阀；停泵时先关阀，阀全关5秒后停泵。

　　浊环冷水井、浊环热水井、净环冷水井分别装有液位监测装置，用来监测各吸水井水位高度，各吸水井的补水阀开关控制根据各自吸水井的水位高低来实现自动控制。水位正常范围4.5m～5m，当水位高于5m时，关阀；当水位低于4.5m时，开阀；当水位高于5.2m或低于1m时，PLC控制系统的监控画面上会出现高水位或低水位报警提示，同时发出声光报警。对于浊环冷水井和净环冷水井，当其水位低于1m时，在发出低水位报警的同时，强制停浊环送水泵和净环送水泵。浊环水系统设有2台冷却塔，每台冷却塔各有1台风机。控制系统根据经冷却塔降温后水温高低情况选择冷却风机的运行方式（高速或低速）；净环水系统也设有2台冷却塔，每台冷却塔各有1台风机。

　　在上位计算机上采用组态软件WinCC进行监控界面的编程，完成整个系统的工艺流程实时控制状态、设备运行状态、主要监控参数（如压力、温度、液位、流量等）的显示和监控、实现曲线显示、历史数据保存、权限管理、操作与报警记录查询、数据报表打印等。在监控画面上操作设备时（如启停水泵、开关阀门），可点击画面上相应的设备图形，会弹出操作菜单，再点击相应的命令并确认操作正确，即可完成设备操作任务。在监控画面中，水泵运行时为绿色，水泵停止时为红色； 阀门开到位时为绿色，阀门关到位时为红色，位于中间状态，阀门为黄色。出现故障时画面上的设备为红色闪烁，同时显示故障类型并记录故障信息，并发出声光报警，通知操作人员检查处理。

　　4 结论

　　PLC技术的应用实现了炼钢转炉烟气除尘水系统在线监测和控制要求，其界面友好、功能完善和运行可靠，既降低了劳动强度，又减少了能源消耗，对转炉烟气除尘水达到了有效处理，解决了废水排放对环境的污染，在提高经济效益同时也提高了环境效益，对钢铁行业具有可持续发展。

　　参考文献：

　　[1]周清梅.炼钢生产自动化技术.冶金工业出版社，2006（01）.

　　[2]刘锴，周海.深入浅出西门子S7-300 PLC.北京航空航天大学出版社，2004.8.

　　[3]苏昆哲.深入浅出西门子WinCC V6（第2版）.北京航空航天大学出版社，2004.5.

　　（上接第457页）

　　以国家和集体投资为主修建的单村供水工程，由工程受益村负责管理；由私人或股份制方式修建的集中供水工程，由业主负责管理；小型分散工程由受益户负责管理。

　　6.2 建立农村饮水安全工程良性运行机制

　　供水工程运行时，必须具备“ 三证三卡五公开”条件，“三证”即取水许可证、卫生许可证和管水人员健康证；“三卡”即工程管理卡、水质管理卡和运行管理卡；“五公开”即公开管理责任人、水价、水费收缴及使用、水质监督热线、维修热线。建立“公益性工程， 企业化管理， 用水户参与” 的管理运行机制，明确主管部门和管理人员的责， 权， 利，确保工程良性运行。

　　6.3 建立合理的水价形成机制，完善水价调控措施

　　水价应包括工程折旧费 维修费 管理费 电费和管理人员工资等 水费专户专账 专人管理，水价核定和水费管理公开，接受群众监督 同时，实行计量收费，以水养水，确保工程长期良性运行。

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