IX與MS在寶鋼三期二煉鋼二連鑄三電系統的應用

前言

臺塑公司于1985年成立電子組，與日本富士電機技術合作，從事中大型分散式控制系統（DCS）軟硬件設計與制造，2004年臺塑實現多元化發展策略，將富士電機DCS技術整體收購，成立臺塑電子（寧波）有限公司，由日本、臺灣經驗直接移轉到大陸，并培養大陸技術人員，達成制造本土化，就近服務客戶。目前臺塑DCS（富士DCS）廣泛應用于鋼鐵、化工、紙業、學校、醫院、汽電共生、發電廠等過程。

富士電機于1975年10月發布DCS系統，是世界上最早研發出DCS系統的廠家之一。AX-2000集散控制系統是富士的第五代產品系統，是開放的新一代綜合控制系統，智能可靠的Process I／O 單元同時也被橫河的CS3000系統所采用。AX-2000系統具有良好的控制性能、實時靈活的通訊能力、直觀清晰的人機接口，系統擴展方便，獲得用戶較高評價。

寶鋼二煉鋼廠包括鐵水預處理、轉爐、爐外精煉、二連鑄即1450 mm板坯連鑄機等工序。整個工程于1995年7月開始建設，1998年4月投產，年產300萬t鋼水和288萬t鑄坯。主要滿足鍍錫板，高質量冷軋汽車板和高、中、低牌號硅鋼等鋼種，適應市場對質量日趨嚴格的要求。從高爐出鐵水開始，經前扒渣、鐵水預處理、后扒渣、轉爐、爐外精煉、連鑄、直至板坯選熱軋，全線采用4級計算機控制：包括基礎自動化級，過程控制級，生產控制管理級，全公司管理級。二煉鋼、二連鑄生產控制管理計算機通過全公司光纖主干網與上工序鐵水管理機及下工序1580熱軋生產控制管理計算機相連，奠定了從鐵水到熱軋卷全工序物流和信息流同步管理的基礎，從而實現了鐵、鋼、坯、卷一貫綜合管理。系統投入后達到了下列目標：實現最佳過程控制，提高產品質量，降低成本，省力化，實現各工序間最佳的生產控制及管理，提高鐵(水)－鋼(水)－(板)坯一貫綜合管理水平。其中控制系統的基礎自動化級全部采用日本富士電機公司生產的DCS集散型控制系統，其為三電(EIC)一體化控制系統。

1、生產工藝流程

1.1原理

煉鐵的主要原料鐵礦石、焦炭和煤通過高爐中一系列反應變為鐵水。鐵水和廢鋼通過轉爐加工為鋼水，通過爐外精煉后在進入連鑄。

1.2鐵水預處理

鐵水預處理將3座高爐生產的鐵水用魚雷罐車(TPC)送到指定工位，實現鐵水凈化的目的。在鐵水預處理工位， 根據預處理要求進行脫硫、脫磷和脫硅，預處理后的鐵水在成分和溫度上要求與轉爐出鋼計劃所對應的鐵水相吻合，鐵水經稱量后由TPC倒入鐵水包，再由450t吊車倒入轉爐。

1.3廢鋼

由轉爐過程計算機根據計劃要求計算所需的廢鋼量，經臺車稱量后，由190t吊車送入轉爐。

1.4轉爐煉鋼

轉爐兩座250t轉爐采用底部攪拌(LD—KGC)，氣動擋渣。爐內進行氧氣復合吹煉，副槍探頭取樣，測溫定碳；除塵采用LT電除塵方式。

1.5爐外精煉

爐外精煉的目的是：1)有助于干凈和高純度鋼的生產；2)升溫；3)合金成分微調。

(1) 真空脫氣裝置(RH—KTB) 采用雙塞式RH超真空脫氣裝置，主要功能有真空脫碳、脫氫、脫氧、調節溫度和化學成分。

(2) IR—UT 采用IR(噴射精煉)和UT(升溫)浸漬管式。主要功能有脫硫、脫氧、溫度和化學成分的調整。

1.6連鑄

1450 mm板坯連鑄機其工藝由鋼水包吊到回轉臺上的大包位置開始，直至板坯送熱軋。

1.7其它

系統還包括轉爐與爐外精煉區域的煉鋼水處理系統、除塵系統、能源介質供給系統及450t鍋水包稱量裝置等。

2、控制系統配置

2.1概述

控制系統的基礎自動化級采用日本富士電機公司生產的集散型控制系統，其為三電(EIC)一體化控制系統。

采用兩種型號，MICREX-Ⅸ用于轉爐系統，MICREX-MS用于鐵水預處理系統、爐后合金加料系統、精煉RH-KTB及IR-UT系統、水處理系統和除塵系統。

根據所采用系統軟件的不同，又分為E型、EI型和I型，E型控制站支持順序控制功能，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，又支持順序控制功能。操作站IOS-2500為儀表電氣共用。

控制站分為PCS-250和HDC-250兩種，通常儀表系統采用PCS-250，可完成各種不同類型的回路控制功能。HDC-250適用于各種順序控制。操作站OCS-250為儀表電氣共用。

圖1 系統基礎自動化級示意圖

2.2 控制系統的配置

(1)MICREX-Ⅸ的主要配置

過程站 ICS-2500(冗余)，8對+3臺擴充柜
操作站 IOS-2500,兩套
數據站 IDS-2500(冗余)，l套
工程師站 IES-2500，2臺
遠程站 T-I/O U， 4臺
數據通路 DPCS-F(冗余)，PE-LINK，T-LINK
開發工具軟件 FPROCES

(2)MICREX-MS的主要配置

過程站 PCS-250(冗余)，5對
控制站 HDC-250，10臺
操作站 OCS-250，10臺
數據通路 PE-LINK T-LINK

3、系統特點

(1) 具有統一的通信系統、統一的控制、統一的操作站(MMI)、統一的分享數據資源，構成了新一代的三電一體化系統，體現了系統的完整性、實時性、安全可靠性及先進性。

(2) 網絡通信可以方便地做到信息流與物流同步。實現了從鐵水進入前扒渣站直到鋼水包吊到連鑄大包回轉臺的全線跟蹤。

(3) 系統通信方式上采用統一的Ethernet局域網和TCP／IP通信協議，開放性能及擴展性能好，可方便地與其它計算機系統聯網。

(4) 電儀操作監控可在同一操作站上進行，過程機終端緊挨電儀操作站放置，使操作人員方便地在操作室內進行集中操作、監視、控制，節省人力且省力化，提高了工作效率。

(5) 軟件中設計了有關設備運行狀態的監視畫面，如供電設備、主傳動設備及機械設備的狀態和故障的監視畫面，便于操作工及時發現情況和便于點檢維修人員查找和排除故障。

4、系統運行狀況

寶鋼二煉鋼自1998年4月投產以來，各個系統運轉正常。儀表控制系統己基本投入P