IX与MS在宝钢三期二炼钢二连铸三电系统的应用

前言

台塑公司于1985年成立电子组，与日本富士电机技术合作，从事中大型分散式控制系统(DCS)软硬件设计与制造，2004年台塑实现多元化发展策略，将富士电机DCS技术整体收购，成立台塑电子(宁波)有限公司，由日本、台湾经验直接移转到大陆，并培养大陆技术人员，达成制造本土化，就近服务客户。目前台塑DCS(富士DCS)广泛应用于钢铁、化工、纸业、学校、医院、汽电共生、发电厂等过程。

富士电机于1975年10月发布DCS系统，是世界上最早研发出DCS系统的厂家之一。AX-2000集散控制系统是富士的第五代产品系统，是开放的新一代综合控制系统，智能可靠的Process I/O 单元同时也被横河的CS3000系统所采用。AX-2000系统具有良好的控制性能、实时灵活的通讯能力、直观清晰的人机接口，系统扩展方便，获得用户较高评价。

宝钢二炼钢厂包括铁水预处理、转炉、炉外精炼、二连铸即1450 mm板坯连铸机等工序。整个工程于1995年7月开始建设，1998年4月投产，年产300万t钢水和288万t铸坯。主要满足镀锡板，高质量冷轧汽车板和高、中、低牌号硅钢等钢种，适应市场对质量日趋严格的要求。从高炉出铁水开始，经前扒渣、铁水预处理、后扒渣、转炉、炉外精炼、连铸、直至板坯选热轧，全线采用4级计算机控制：包括基础自动化级，过程控制级，生产控制管理级，全公司管理级。二炼钢、二连铸生产控制管理计算机通过全公司光纤主干网与上工序铁水管理机及下工序1580热轧生产控制管理计算机相连，奠定了从铁水到热轧卷全工序物流和信息流同步管理的基础，从而实现了铁、钢、坯、卷一贯综合管理。系统投入后达到了下列目标：实现最佳过程控制，提高产品质量，降低成本，省力化，实现各工序间最佳的生产控制及管理，提高铁(水)-钢(水)-(板)坯一贯综合管理水平。其中控制系统的基础自动化级全部采用日本富士电机公司生产的DCS集散型控制系统，其为三电(EIC)一体化控制系统。

1、生产工艺流程

1.1原理

炼铁的主要原料铁矿石、焦炭和煤通过高炉中一系列反应变为铁水。铁水和废钢通过转炉加工为钢水，通过炉外精炼后在进入连铸。

1.2铁水预处理

铁水预处理将3座高炉生产的铁水用鱼雷罐车(TPC)送到指定工位，实现铁水净化的目的。在铁水预处理工位，根据预处理要求进行脱硫、脱磷和脱硅，预处理后的铁水在成分和温度上要求与转炉出钢计划所对应的铁水相吻合，铁水经称量后由TPC倒入铁水包，再由450t吊车倒入转炉。

1.3废钢

由转炉过程计算机根据计划要求计算所需的废钢量，经台车称量后，由190t吊车送入转炉。

1.4转炉炼钢

转炉两座250t转炉采用底部搅拌(LD—KGC)，气动挡渣。炉内进行氧气复合吹炼，副枪探头取样，测温定碳;除尘采用LT电除尘方式。

1.5炉外精炼

炉外精炼的目的是：1)有助于干净和高纯度钢的生产;2)升温;3)合金成分微调。

(1) 真空脱气装置(RH—KTB) 采用双塞式RH超真空脱气装置，主要功能有真空脱碳、脱氢、脱氧、调节温度和化学成分。

(2) IR—UT 采用IR(喷射精炼)和UT(升温)浸渍管式。主要功能有脱硫、脱氧、温度和化学成分的调整。

1.6连铸

1450 mm板坯连铸机其工艺由钢水包吊到回转台上的大包位置开始，直至板坯送热轧。

1.7其它

系统还包括转炉与炉外精炼区域的炼钢水处理系统、除尘系统、能源介质供给系统及450t锅水包称量装置等。

2、控制系统配置

2.1概述

控制系统的基础自动化级采用日本富士电机公司生产的集散型控制系统，其为三电(EIC)一体化控制系统。

采用两种型号，MICREX-Ⅸ用于转炉系统，MICREX-MS用于铁水预处理系统、炉后合金加料系统、精炼RH-KTB及IR-UT系统、水处理系统和除尘系统。

根据所采用系统软件的不同，又分为E型、EI型和I型，E型控制站支持顺序控制功能，I型控制站支持回路控制功能，EI型控制站既支持回路控制功能，又支持顺序控制功能。操作站IOS-2500为仪表电气共用。

控制站分为PCS-250和HDC-250两种，通常仪表系统采用PCS-250，可完成各种不同类型的回路控制功能。HDC-250适用于各种顺序控制。操作站OCS-250为仪表电气共用。

图1 系统基础自动化级示意图

2.2 控制系统的配置

(1)MICREX-Ⅸ的主要配置

过程站 ICS-2500(冗余)，8对+3台扩充柜

操作站 IOS-2500,两套

数据站 IDS-2500(冗余)，l套

工程师站 IES-2500，2台

远程站 T-I/O U，4台

数据通路 DPCS-F(冗余)，PE-LINK，T-LINK开发工具软件 FPROCES

(2)MICREX-MS的主要配置

过程站 PCS-250(冗余)，5对

控制站 HDC-250，10台

操作站 OCS-250，10台

数据通路 PE-LINK T-LINK

3、系统特点

(1) 具有统一的通信系统、统一的控制、统一的操作站(MMI)、统一的分享数据资源，构成了新一代的三电一体化系统，体现了系统的完整性、实时性、安全可靠性及先进性。

(2) 网络通信可以方便地做到信息流与物流同步。实现了从铁水进入前扒渣站直到钢水包吊到连铸大包回转台的全线跟踪。

(3) 系统通信方式上采用统一的Ethernet局域网和TCP/IP通信协议，开放性能及扩展性能好，可方便地与其它计算机系统联网。

(4) 电仪操作监控可在同一操作站上进行，过程机终端紧挨电仪操作站放置，使操作人员方便地在操作室内进行集中操作、监视、控制，节省人力且省力化，提高了工作效率。

(5) 软件中设计了有关设备运行状态的监视画面，如供电设备、主传动设备及机械设备的状态和故障的监视画面，便于操作工及时发现情况和便于点检维修人员查找和排除故障。

4、系统运行状况

宝钢二炼钢自1998年4月投产以来，各个系统运转正常。仪表控制系统己基本投入P/C或AUT控制方式，各调节系统工作稳定，满足生产工艺的要求。宝钢二炼钢建成投产，成为目前我国自动化水平最高的炼钢厂。

参考文献：

1、宝钢三期二炼钢二连铸三电系统概述

2、宝钢二炼钢仪表控制系统