王雷
江苏省江阴市 江阴华西钢铁有限公司 214420
摘要：炼钢厂践行生产环保理念的重要设备为二次除尘系统，其良好运行能够对设备达到良好的除尘效果，本文分析了江阴华西钢铁公司炼钢厂二次除尘系统通过联网改造情况，构建了相应的二次除尘系统的集中监控方式，改造活动取得了良好的运用效果，显著提升了除尘设备管理的自动化水平，为炼钢厂生产管理活动的良好运行提供必要支持。
关键词：炼钢厂；二次除尘系统；监控改造；运用效果
捕集炼钢时由于以此除尘不彻底容易出现较多的烟气，炼钢二次除尘系统的运用能够对此进行有效改进，在现场作业中起着重要作用，对除尘风机、分布式架构、布袋除尘器等设备运行能够起到良好的保护效果，本文以江阴华西炼钢厂为例进行分析，该二次除尘控制系统设置分布式架构，不同除尘控制站之间分别较为分散，主要采用人工巡检和记录数据的管理方式，难以及时准确发现故障并对此有效处理，为此本文探索了对其的监控集中改造方式。
1炼钢厂二次除尘系统总体设计
1.1二次除尘监控系统网络拓扑
本文研究以江阴华西炼钢厂为例，该厂二次除尘系统包括5个单元，分别为精炼、铁水倒罐站、转炉、上料除尘、车间屋顶罩等部分，主要包括的设备有8组电机、5个稀油站、5套PLC、8组风机、5个稀油站、5套PLC、8组变频器等，该设备经过长期运营出现一定的性能下降现象，运行过程中灰尘较多，钢厂设备运行难以有效满足当前作业的要求，因此要求对原有的设备进行必要改造，并对其构建一定的监控体系，构建相应的网络监控体系[1]。
除尘监控室包括一台工程师站、一台交换机、5台监控上位机、一台数据报表服务器等部分，监控室通过除尘PLC通过光缆与中心交换机相连接，在设置过程中通过监控上位机进行不同数据之间有效连接，将车间内生产主环网与中心交换机相连，以此优化生产环网。网络设计采用了星型拓扑结构方式，监控系统运行过程中一旦发现某一除尘站通讯出现故障，通过系统监测分析能够对此做出及时的应对之策，能够快速锁定故障发生的点位，从而对此 做出相应的处理对策，此种处理方式进行过程中不会影响整个落实体系，能够对故障点进行快速锁定，并据此生成相应的数据报表，并将其打印输出。此种星型网络维护过程较为便捷，操作较为简单，当前在炼钢中运用较为广泛[2]。
1.2二次除尘系统软件构成
本次作业过程中选择西门子WINCC作为监控上位机软件，以此在监控过程中，使得作业人员能够及时监测到设备的实际运行情况，工程师站在查看与编辑PLC程序时选择step7软件，使用时装置了WINCC，以此在作业过程中便于编辑与修改画面，系统自动化维护人员管理得出的相应数据。在数据报表服务器中安装了WINCC软件、SQLSERVER数据库，以此监控上机位的归档数据，为系统的进一步分析提供支持与依据。
2华西炼钢厂二次除尘系统改造方案
2.1二次除尘系统网络改造
根据此次系统运行情况，构建网络架构改造方式将，针对上述网络架构运行情况进行联网改造，在设置过程中，由于监控室与各除尘站之间有 相对较远的距离，由此在对其进行改造之前，要求分析相关设备的型号，与炼钢厂实际运行需求相结合，安排相应的采购工作，要求确保各项材料供应齐全。
在改造之前准备的相关物资主要包括以下部分。要求准备10台光电转换器、10米光纤跳线、3个BCNET-S7通讯处理器、1500米多模GYTS加固光缆、10台光纤终端盒以及2台交换机[3]。
2.2二次除尘系统网络布线方案
在设备材料准备就绪之后，设置网络布线方案，以架空、埋式作为改造过程中从除尘控制站到监控室的光缆的敷设方式，在架空敷设中，光缆设置选择绞线支承式，并通过杆路吊线托挂，将光纤设置于垂直距离较大的地方，并在适当情况下在杆上做伸缩余留，在伸缩余留过程中，要求在受压路段的沟槽中设置硬式塑料管。
在监控室、除尘PLC站中均设置光纤终端盒，分别连接光纤，并通过光线跳线与光电转换器相连接，在光电转换器运用之下，使得光纤和RJ45通过以太网线实现转换，同时利用以太网线连接监控室与PLC之间的交换机，对原有机组运行情况进行优化[4]。除尘作业过程中的相关参数见表1。
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在作业过程中，各除尘PLC硬件配置之间具有一定的差异，倒灌站除尘PLC、转炉二次除尘PLC设置了通讯模块与工业以太网接口，运行过程中，屋顶罩除尘、精炼除尘、地面料仓除尘PLC在运行过程均未设置通讯模块与以太网接口。采用的通讯方式是以MPI接口连接上位机，对此构建相应的通讯关系，在作业过程中，除尘设备难以停机，PLC机架扩展空间有限，因此为了构建与以太网通讯关系，此次作业过程之中选择BCNET-S7代替通讯模块的方案，在MPI与以太网接口间转换中，以BCNET-S7实现。BCNET-S7运用过程中具有显著优势，设备运行所需要的改造动作较少，对现有设备需要做出的改动与 其他方案相比相对较少，在设备联网时不会影响当前的生产运行，在联网过程中实际工期较短，不需要进行大量作业，此次联网改造经济性能良好，需要进行较大幅度的改造动作，能够降低系统改造成本，提升系统运行的扩展性与开放性。
BCNET-S7运用过程中，只需要将一端九针插头连接于PROFIBUS DP接口、PLC上的MPI即可，并在运行之后，于上位机安装产品驱动，按照设备运行的说明手册进行相应作业，通过简单的处理之后，即能够实现上机位与PLC之间的正常通讯[5]。
3.华西炼钢厂二次除尘系统控制功能优化
在作业过程中，对设备运行情况进行改造处理，在需要启停二次除尘风机时，要求岗位人员能够有效掌握一次除尘设备的运行情况以及炼钢厂作业对设备的需求，以此更好地掌握设备运行工况。结合设备实际运行需求，对设备控制功能进行优化处理。传统作业过程中部分设备采用手动调节方式，风机频率启动运行以手动调节方式进行，此种作业方式效率有限，作业进行过程中的灵活性不足，难以随着生产工序的进行，及时调节风机频率与 转速，因此在作业开展过程中，调节方式较为滞后，出现较大的电耗，难以达到良好的除尘效果。针对此种现象，构建联网改造处理方式，与作业工况联合在一起，结合设备运行情况等，构建了针对除尘风机的自动化管理 控制方案。
3.1转炉二次除尘风机控制优化
对设备进行联网改造，该厂通过一定处理之后，实现了生产主环网与二次除尘网络之间的有效连接，符合通讯作业的要求，构建了对PLC网络重新组态方式，并在处理程序构建了DB通讯数据块，由此收集一次除尘风阀、转炉吹炼工况运行相关数据，并将数据汇总至二次除尘程序之中，风机速度调节器依据该数值构建相应的控制参数，对设备实际使用情况进行调节。
结合精炼钢包车位置、一次除尘阀开度值、加热状态等，将风机转速设置为低、中、高三档模式。在低速挡模式运行中，设置20%一次风阀开度，此时钢包车不在处理位，设置20Hz二次除尘风机频率。在中速档中，设置40%一次风阀开度，此时钢包车在处理位，但是未加热，设置35Hz二次除尘风机频率。在高速档中，设置75%一次风阀开度，此时处于转炉吹炼阶段，但是未加热，设置50Hz二次除尘风机频率。在HMI画面运行过程中，设置两个按钮，分别为自动、手按按钮，在按下自动按钮之后，设备开启程序自动调节风机转速，此时不需要作业人员参与，在按下手动按钮之后，在对风机转动速度的调节层面，手动设定相应数值进行调节[6]。
3.2精炼二次除尘风机控制优化
在改造方案运行过程中，结合转炉二次除尘改造方案，通过网络组态方式进行精炼二次除尘，对此构建程序通讯块，采集精炼工况信息，并将其上传至PLC程序之中，以此对风机速度调节提供数据支持依据。
结合精炼钢包车加热状态、位置、一次除尘阀开度值等指标，将风机转速分成低、中、高三档模式。在低速挡模式运行中，设置20%一次风阀开度，此时钢包车不在处理位，设置20Hz二次除尘风机频率。在中速档中，设置40%一次风阀开度，此时钢包车在处理位，但是未加热，设置35Hz二次除尘风机频率。在高速档中，设置75%一次风阀开度，此时处于转炉吹炼阶段，但是未加热，设置50Hz二次除尘风机频率。依然在HMI画面运行过程中，设置自动、手按按钮两个按钮，在按下自动按钮之后，设备开启程序自动调节风机转速，此时不需要作业人员参与，手动按钮则手动调节风机转动速度。
3.3数据报表
通过以上数值处理之后，构建数据报表，将采集到的全部信息均收集至服务器之中，以WINCC自带的报表控件构建归档数据库，并将得出的数据进行分析整合，以数据报表的形式呈现，利用WINDOWSDDE驱动在WINCC与EXCEL之间构建通讯，以EXCEL文件进行数据整理与呈现。
4华西炼钢厂二次除尘系统改造效果
本文研究中，对炼钢厂设备进行改造取得了良好的运用效果，基于工业以太网的星型网络拓扑构建了二次除尘监控系统网络，安全性与扩展性能良好，能够降低设备的经济投入，构建生产系统与除尘系统之间的良好通讯关系。
统一归档并分析除尘系统设备运行状态以及运行参数，并以网络图表的方式呈现，改变了原有人工点检记录方式，运行中显著提升了数据的准确性以及实时性。此次改造在一定的经济投入之下取得了良好的经济效益与综合效益，构建单边编程处理方式，显著提升了提升运行的整体水平，该系统改造取得了良好的整体运行效益。
5.结束语
本文研究中，江阴华西炼钢厂设备改造过程秉持可持续发展理念，在作业过程中能够有效减少经济投入，构建人工处理方式，能够减少原有作业中的检修定员与相关人员，运用中能够提升除尘效率，将污染物总量控制在可控范围之内，以此促进炼钢厂持续发展。
参考文献：
[1]郭金键,刘文广,王冬冬,张浩东,秦波.融合VMD和MCKD的炼钢厂除尘风机滚动轴承故障诊断[J].内蒙古科技与经济,2020(18):100-101.
[2]李权辉,左文瑞,张小兵,刘用权.韶钢炼钢厂5号转炉干法除尘系统的应用与改进[J].电工技术,2019(22):161-162+166.
[3]董鸣一.炼钢厂转炉二次除尘和顶吸除尘系统应用分析[J].冶金管理,2019(13):41+58.
[4]尹华,周会生.探究炼钢厂在环境保护中顶吸除尘设计的应用[J].中国金属通报,2018(07):13+17.
[5]董立桐.炼钢厂顶吸除尘设计在环境保护中的应用与实践[J].资源节约与环保,2017(10):50-51.
[6]王玉莲.邢钢炼钢除尘风机的变频节能改造[J].工业控制计算机,2017,30(01):151-152.