真空减温减压站自动控制系统技术方案

本发明专利技术属于钢铁冶金控制技术领域，其公开了一种真空减温减压站自动控制系统，解决传统技术中对蒸汽温度、压力调节精度低，波动大，容易造成RH真空处理装置的真空度反弹，影响钢水真空处理时间和处理效果的问题。该系统包括：PLC控制器、减温调节阀、减压调节阀、快速切断阀、放散阀、温度变送器、压力变送器以及流量变送器；所述温度变送器、压力变送器以及流量变送器均与PLC控制器的输入端电连接；所述减温调节阀、减压调节阀、快速切断阀和放散阀均与PLC控制器的输出端电连接；所述减温调节阀、减压调节阀、温度变送器、压力变送器以及流量变送器均采用智能仪表。

Automatic control system of vacuum desuperheating and reducing station

The invention belongs to the field of iron and steel metallurgy control technology, and discloses an automatic control system of vacuum temperature and pressure reducing station, which solves the problems of low precision and large fluctuation of steam temperature and pressure regulation in traditional technology, easy to cause the vacuum degree rebound of RH vacuum treatment device, affecting the vacuum treatment time and treatment effect of molten steel. The system includes: PLC controller, desuperheating regulating valve, pressure reducing regulating valve, quick cut-off valve, release valve, temperature transmitter, pressure transmitter and flow transmitter; the temperature transmitter, pressure transmitter and flow transmitter are all electrically connected with the input end of PLC controller; the desuperheating regulating valve, pressure reducing regulating valve, quick cut-off valve and release valve are all electrically connected with the input end of PLC controller The output terminal is electrically connected; the desuperheating regulating valve, pressure reducing regulating valve, temperature transmitter, pressure transmitter and flow transmitter are all intelligent instruments.

【技术实现步骤摘要】
真空减温减压站自动控制系统
本专利技术属于钢铁冶金控制
，具体涉及一种真空减温减压站自动控制系统。
技术介绍
RH真空处理装置是一种钢水炉外精炼装置，需要采用温度200℃、压力1.35MPa左右的非饱和蒸汽作为工作介质。热电厂发电后产生温度370℃、压力3.4MPa左右的饱和蒸汽，为此需要设置减温减压站将温度370℃、压力3.4MPa左右的饱和蒸汽处理成温度200℃、压力1.35MPa左右的非饱和蒸汽供RH真空处理装置使用。在减温减压站投产初期，蒸汽的温度、压力、流量等检测仪表采用的是DDZ-Ⅲ动圈式仪表，调节器也采用的DDZ-Ⅲ调节器，因此蒸汽的温度、压力调节精度低，波动大，极易造成RH真空处理装置的真空度反弹，从而影响钢水真空处理时间和处理效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提出一种真空减温减压站自动控制系统，解决传统技术中对蒸汽温度、压力调节精度低，波动大，容易造成RH真空处理装置的真空度反弹，影响钢水真空处理时间和处理效果的问题。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案是：真空减温减压站自动控制系统，包括：PLC控制器、减温调节阀、减压调节阀、快速切断阀、放散阀、温度变送器、压力变送器以及流量变送器；所述温度变送器、压力变送器以及流量变送器均与PLC控制器的输入端电连接；所述减温调节阀、减压调节阀、快速切断阀和放散阀均与PLC控制器的输出端电连接；所述减温调节阀、减压调节阀、温度变送器、压力变送器以及流量变送器均采用智能仪表。作为进一步优化，所述PLC控制器采用PID双闭环控制实现蒸汽温度、压力调节；其中，PID调节的内环为减温、减压调节阀开度控制，PID调节的外环按设定温度或压力值与实际测量的温度或压力值偏差的比例、积分和微分线性组合的控制方式。通过PID双闭环控制实现蒸汽温度、压力的调节能够更加精准地对偏差进行调节，以便控制输出减温减压站输出的蒸汽温度和压力更加稳定。作为进一步优化，所述PLC控制器采用西门子S7-1500PLC。西门子S7-1500PLC具有响应快、控制能力强、人机交互好、性价比高等优势，因此可以用于减温减压站的PLC控制。作为进一步优化，所述PLC控制器中的控制程序采用结构化模块编程，将控制任务分解为各个独立功能的模块，程序正常运行中，组织块通过使用CALL指令调用独立功能模块。通过结构化模块编程的控制程序来完成控制任务，结构简单易于维护。作为进一步优化，所述PLC控制器包括采用水平安装方式的机架以及安装在机架上的CPU模块、电源模块、4个数字量输入模块、1个数字量输出模块、2个模拟量输入模块和1个模拟量输出模块；所述4个数字量输入模块、1个数字量输出模块、2个模拟量输入模块和1个模拟量输出模块与所述CPU模块通过背板总线连接；所述电源模块为PLC控制器提供电源支持；所述PLC控制器的配置方式为：操作按钮、选择开关、阀门极限信号进入数字量输入模块采集；切断阀开/关信号、阀门开到位极限/关到位极限和声光报警信号从数字量输出模块输出；温度、压力、流量、液位信号进入模拟量输入模块采集；减温调节阀控制信号、减压调节阀控制信号从模拟量输出模块输出。通过PLC控制器实现温度、压力、流量等信号的自动采集，并在PID双闭环控制的作用下对阀门进行自动控制，从而实现对蒸汽温度、压力的自动化、高效、精准控制，为RH真空处理装置提供温度、压力稳定的非饱和蒸汽，进而保障钢水真空处理时间和处理效果。本专利技术的有益效果是：将减温调节阀、减压调节阀、温度变送器、压力变送器以及流量变送器由原来的DDZ-Ⅲ型仪表设备均改造为智能仪表，并根据数字量、模拟量的I/O总点数，选择西门子S7-1500PLC作为主控制器，自动采集蒸汽温度、压力、流量等信号，并采用PID双闭环控制实现蒸汽温度、压力调节；从而实现对蒸汽温度、压力的自动化、高效、精准控制，为RH真空处理装置提供温度、压力稳定的非饱和蒸汽，进而保障钢水真空处理时间和处理效果。附图说明图1为本专利技术中的真空减温减压站自动控制系统结构框图；图2为实施例中的PLC控制器配置图；图3为PID双闭环控制流程图；图4为减温(减压)调节阀的控制曲线；图5为PLC控制程序模块化结构图。具体实施方式本专利技术旨在提出一种真空减温减压站自动控制系统，解决传统技术中对蒸汽温度、压力调节精度低，波动大，容易造成RH真空处理装置的真空度反弹，影响钢水真空处理时间和处理效果的问题。如图1所示，本专利技术中的真空减温减压站自动控制系统，包括：PLC控制器、减温调节阀、减压调节阀、快速切断阀、放散阀、温度变送器、压力变送器以及流量变送器；所述温度变送器、压力变送器以及流量变送器均与PLC控制器的输入端电连接；所述减温调节阀、减压调节阀、快速切断阀和放散阀均与PLC控制器的输出端电连接；所述减温调节阀、减压调节阀、温度变送器、压力变送器以及流量变送器均采用智能仪表。实施例：本实施例在具体实现上，首先，将减温减压站的调节阀、温度、压力、流量等检测仪表全部采用智能仪表，详见表1：表1：仪表配置表根据数字量、模拟量的I/O总点数，选择西门子S7-1500PLC作为主控制器，自动采集蒸汽温度、压力、流量等信号，PLC配置如图2所示。S7-1500PLC机架采用水平安装形式，所有模块安装在机架上，要求控制柜内温度≤60℃，这样可比垂直安装方式对温度要求要高20℃；CPU模块与其他SM模块通过背板总线连接。S7-1500PLC模块的型号见表2所示：表2：S7-1500PLC模块型号表序号代号名称规格型号数量1RACK机架6ES7590-1AE80-0AA012PS电源模块6EP1336-2BA1013CPUCPU模块6ES7511-1AK01-0AB014SM1-SM4数字量输入模块6ES7521-1FH00-0AA045SM5数字量输出模块6ES7522-1BL00-0AB016SM6-SM7模拟量输入模块6ES7531-7KF00-0AB027SM8模拟量输出模块6ES7532-5HF00-0AB01在控制方式上，在西门子S7-1500PLC中采用PID双闭环控制实现蒸汽温度、压力调节，如图3所示；PID调节的优点能对及时产生的误差作出调节反应，使被控制量朝着减少误差方向变化。式中：u(t)——温度或压力设定值e(t)——温度或压力偏差值KP、Ti、Td——PID控制参数PID控制器中的三个控制参数的作用如下：1)增大比例系数Kp将加快系统的响应，在有静差的情况下有利于减小静差。但过大的比例系数会使系统有较大的超调，并产生振荡，使系统的稳定性变坏；2)增大积分时间Ti有利于减小超调，减小振荡，使系统更加稳定，但系统静差的消除将随之减慢；3)增大微分时间Td有利于加快系统的响应，减小振荡，使系统稳定性增加，但系统对干扰的抑制能力减弱，对扰动有较敏感的响应；过大的微分系数也将使系统的稳定性变差。PID三个参数可以互相补偿，即某一个参数的减小可由其他参数增大或减小来补偿。因此用不同的整定参数完全可以得到相同的控制效果，这也决定了PID控制器参数选取的非唯一性。因此，根据现场工况通过对KP、Ti、Td三个PID控制参数的优化、整定，可以提高控制系统的抗干扰能力。从图3可以看出，PID调节的内环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.真空减温减压站自动控制系统，其特征在于，包括：PLC控制器、减温调节阀、减压调节阀、快速切断阀、放散阀、温度变送器、压力变送器以及流量变送器；所述温度变送器、压力变送器以及流量变送器均与PLC控制器的输入端电连接；所述减温调节阀、减压调节阀、快速切断阀和放散阀均与PLC控制器的输出端电连接；所述减温调节阀、减压调节阀、温度变送器、压力变送器以及流量变送器均采用智能仪表。

【技术特征摘要】
1.真空减温减压站自动控制系统，其特征在于，包括：PLC控制器、减温调节阀、减压调节阀、快速切断阀、放散阀、温度变送器、压力变送器以及流量变送器；所述温度变送器、压力变送器以及流量变送器均与PLC控制器的输入端电连接；所述减温调节阀、减压调节阀、快速切断阀和放散阀均与PLC控制器的输出端电连接；所述减温调节阀、减压调节阀、温度变送器、压力变送器以及流量变送器均采用智能仪表。2.如权利要求1所述的真空减温减压站自动控制系统，其特征在于，所述PLC控制器采用PID双闭环控制实现蒸汽温度、压力调节；其中，PID调节的内环为减温、减压调节阀开度控制，PID调节的外环按设定温度或压力值与实际测量的温度或压力值偏差的比例、积分和微分线性组合的控制方式。3.如权利要求1所述的真空减温减压站自动控制系统，其特征在于，所述PLC控制器采用西门子S7-1500PLC。4.如权利要求1所述的真空减温减压站自动控制系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祥，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢钒有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51