冶钢热处理连续退火炉改造
方案
〔初稿〕
二〇〇六年三月
目录
概述 (1)
一、改造方案设计 (1)
1.1 热处理退火炉改造方框图 (2)
1.2 改造测量点统计 (3)
二. DCS集散系统控制方案 (4)
2.1重庆重庆川仪控制系统有限公司控制方案 (4)
2.2浙江中控技术有限公司控制方案 (9)
三.外围设备改造方案 (11)
3.1 1＃连续退火炉 (11)
3.1.1 外围设备说明 (11)
3.1.2 方框图 (12)
3.2 2＃连续退火炉 (13)
3.2.1 外围设备说明 (13)
3.2.2 方框图 (14)
3.3 其它退火炉 (15)
3.3.1 外围设备说明 (15)
3.3.2 方框图 (17)
3.4 煤气净化站 (18)
3.4.1 外围设备说明 (18)
3.4.2 方框图 (20)
四.附录 (21)
附1：连续退火炉蝶阀直径明细表 (22)
附2：热处理厂测量网络分布图 (23)
概述
1．冶钢热处理厂1＃、2＃连续退火炉燃烧控制系统是八十年代重庆自动化研究所安装的286计算机控制系统，目前已全部瘫痪多年，生产仅仅靠人工手动控制，1～12段温度波动在规定设定值的±
10℃，生产出的钢材质量极不稳定，而且煤气与空气配比控制不
是很理想，造成煤气未完全燃烧而被排放，能源浪费很大，为了新
冶钢早日实现产量型转向质量型；质量型转向稳定型；稳定型转向
品牌型；通过品牌转向自主创新型；以自主创新型转向专业化服务
型；向高、精、尖发展先进企业的目标，达到集约化的目的，建议
实施以1＃、2＃连续退火炉燃烧控制系统为中心，安装一套DCS
集散系统，改造分二步进行，第一部完成1＃、2＃连续退火炉燃烧
控制系统，第二部可辐射厂房内所有的1～8＃罩式退火炉、13＃
退火炉、14＃高温炉、15＃、16＃氮基炉、煤气净化站及能源计量
系统等所有生产设施。
因煤气净化站点离连续退火炉控制室有200
米距离，若微弱信号衰减较大，准备采用MOX转换器，光纤电缆
传输方式，来保证信号的稳定性和可靠性，最后在连续退火炉控制
站提供数据能上新冶钢内部网络，并向有关单位进行OPC发布。
让热处理厂全部测量信息达到共享和远程控制，随着自动化程度的
提高，从人力、物力计算，生产成本可大幅度下降，产品质量控制
可得到保证。
一、改造方案设计：
1.1热处理退火炉改造方框图〔见第2页〕
第1页1.2改造测量点统计：
热处理区域测量点规格统计
热处理改造测量点规格统计
第3页
二.DCS集散系统控制方案
2.1 重庆重庆川仪控制系统有限公司控制方案
冶钢热处理炉（退火炉）项目控制方案
1、针对炉子的情况，燃烧控制采用经典的双交叉限幅燃烧控制。
控制所用温度在四点检测温度中，优化选取。
也可与用户一道研究使用“虚拟热值仪”技术，经过运算得到在线热量值，作为PID实时控制的修正参数，以达到最佳控制。
（控制流程图略）
2、在系统操作站上选择炉内加工产品。
将产品的控制参数、温控曲线发往控制站，控制站将根据新的温控曲线进行控制。
系统可组态生成产品的温控曲线64条。
温控曲线控制图如下：
SEON 是当在操作站点击开始时，输出为ON ，启动控温曲线开始工
作。
斜波发生器RMP 与折线表TBL 一起工作输出设定好的温控曲线。
将该曲线引入双交叉燃烧系统中的温控PID 的SP 端，作为温度设定值。
系统将按此曲线进行控制。
在更换钢种时，只需在操作站上选择钢种，系统自动按新钢种参数进行控制。
标准控温曲线可达100条。
第4页
3、系统在一个坐标系内显示出设定的标准温控曲线和实际的温度曲线。
4、处理由于喷嘴切换引起的煤气、空气流量等参数的扰动的考虑。
当燃烧喷嘴切换时，将回引起空气、煤气流量等参数不稳定，将会引起燃烧系统的扰动。
为了克服这个扰动，考虑采取下述两种方法。
方法一如下所示：
PID 测量端
time
切换信号为当燃烧喷嘴切换时给出，将共引入RS触发器的触发端，使RS触发器输入为ON。
将此ON31至2点选择的选择端，使PSW输出保持。
即煤气流量输出保持切换瞬间的值不变。
当RS触发器输出的ON保持了time时间后，DON将输出为ON，将使RS触发器输出为OFF。
Time 的长度即是切换时扰动的时间，此时间应在调试中确定。
若煤气流量切换到扰动结束有变化时（较大的变化），可考虑
方法二，如下所示：
第5页
在切换时不是一直输出切换前的煤气流量值，而是输出经过移动平均处理后的值，经过移动平均的处理扰动的影响降到极低。
5、于系统可靠性的考虑
系统采用冗余配置，控制站与网络冗余，同时I/O模块可热插拔。
可大大提高系统的可靠性。
第6页DCS系统配置清单及报价明细
1、系统配置
1.1、输入输出点数汇总：
第7页1.3操作站硬件设备清单：
本配置预估价为人民币：贰拾捌万元整
第8页
2.2浙江中控技术有限公司控制方案
浙大中控SUPCON JX-300X DCS配置
用户名称：湖北新冶纲有限公司
项目名称：热处理连续退火炉改造
一、系统规模
总点数：244点二、系统配置
（一）控制站硬件
第9页（二）操作站硬件
操作站配置为：美国DELL SC420服务器（P4/2.8G/256M/80G），DELL19"液晶显示器
（三）操作站软件
（四）外配设备
浙江中控技术有限公司
2006-3-17
第10页三、外围设备改造方案
3.11＃连续退火炉
3.1.1外围设备说明
1＃连续退火炉利旧测量设备
1＃连续退火炉新增测量设备
3.1.2方框图
见第12页
第11页3.22＃连续退火炉
3.2.1外围设备说明
2＃连续退火炉利旧测量设备
2＃连续退火炉新增测量设备
3.2.2方框图
见第14页
第13页3.3其它退火炉
3.3.1外围设备说明
其它退火炉新增测量设备
第15页其它退火炉利旧测量设备
3.3.2方框图见第17页
第16页3.4煤气净化站
煤气净化站是发生炉煤气脱焦的配套系统，目前为2座连续退火炉使用，随着焦化工程的上马，根据公司煤气管网安排，待投产后，连续炉改烧焦化煤气，其它退火炉改烧高炉混合煤气经过煤气净化站脱焦后的煤气，因煤气净化站点离连续退火炉控制室有200米距离，微弱信号衰减较大，准备采用MOX转换器，光纤电缆传输方式，来保证信号的稳定和可靠性。
3.4.1外围设备说明
煤气净化站新增测量设备
第18页煤气净化站利旧测量设备
3.4.2方框图
见第20页
第19页四、附录
总体方案由四部分组成，在初部建立控制站时，机柜、机笼同步建设，充分预留总体方案后二部分的I/O板位置〔二期〕，将控制系统以I/O单元的形式分散到工业现场，且冗余I/O控制总线，确保现场控制信息的安全、快速传输，最后在连续退火炉控制站提供数据能上新冶钢内部网络，并向有关单位进行OPC发布，其达到信息共享和远程控制，初稿方案中，考虑不周到的地方，请批评指正。
初稿方案：能源环保部
吕原
二〇〇六年三月三十日
附1：连续退火炉蝶阀直径明细表〔见第22页〕
附2：热处理厂测量网络分布图〔见第23页〕
第21页附1：连续退火炉蝶阀直径明细表
连续退火炉蝶阀直径明细表
第22页。