邸 鹏

吉化集团吉林市北方建设有限责任公司

圆材步进炉设备是高度自动化控制的进口设备，其工艺布局位于整个生产工艺系统中的重要位置，因此其仪表设备的安装调试工作也显得尤为重要和举足轻重。笔者主要通过对圆材步进炉仪表控制系统的设备安装与调试进行阐述，重点描述其调试技术。在该操作站系统中，用于描述操作站的硬件配置采用了工控机配以19寸TFT液晶显示器的标准配置，在生产现场的加热炉区域人机界面站HMI和电气PLC之间则主要采用了工业以太网进行数据通信。操作站的系统软件采用德国西门子公司的上位机编程软件WinCC来实现，操作人员可在加热炉操作站内通过HMI人机界面对热工参数及相关设备运行情况进行集中监视，并可进行参数的设定、修改、对加热曲线调用和设备操作。HMI能显示各个功能子系统的工艺画面、参数设置画面、报警画面、图表画面、趋势记录、系统维护等各种画面，通过操作站各功能画面可监控温度、压力、流量、调节阀等各种生产过程参数和设备的运行状态，实现生产自动化。

1 圆材步进炉温升阶段仪表调试技术

圆材步进炉主要包括均热段、加热段和预热段三个阶段，主要依靠仪表设备的精确检测和控制实现对各个阶段钢材的温度调节。其中，以均热段为主，对调试技术进行探讨。

第一，均热段仪表调试技术

在仪表系统调试时，需要在总画面上用鼠标左键点击“均热段”按钮，此时将会弹出“均热段画面”，在此画面中能监控均热段上部的温度，支管的煤气压力、煤气流量、空气流量以及支管煤气、空气调节阀的开度，同时会显示一些重要的公共参数和设备运行状态数据。

（1）均热段煤气支管煤气切断阀开关

画面上显示了煤气支管切断阀的状态，并能进行开关操作，操作方法同煤气总管快切、调节两用阀一样。

（2）均热段温度调节

通过鼠标左键点击画面上的“加热炉总平面图”中的“均热段”按钮可弹出“均热段炉温控制”画面，对“均热段炉温主回路控制”进行手动或自动的调节。具体调节方法是：用鼠标双击需要修改的参数值，输入修改后的参数值，按“回车键”确认。

（3）均热段空气流量调节

通过鼠标左键点击画面上的“加热炉总平面图”中的“均热段”按钮可弹出“均热段炉温控制”画面，对画面中“均热段空气流量控制”进行手动或自动的调节。调节方法用鼠标双击需要修改的参数值，输入修改后的参数值，按“回车键”确认后即可。

（4）均热段煤气流量调节

通过鼠标左键点击画面上的“加热炉总平面图”中的“均热段”按钮可弹出“均热段炉温控制”画面，对画面中“均热段煤气流量控制”进行手动或自动的调节。调节方法与空气流量调节相同，也一样具有三种控制模式：手动、自动和串级，在串级的状态时，均热的空气流量调节同样也处于串级的状态。

（5）均热段测量点实时趋势

通过鼠标左键点击画面上的“加热炉总平面图”中的“实时趋势”按钮可弹出各个的测量点趋势画面，再用鼠标左键分别点击画面上“测量点趋势”趋势按钮可弹出各自的测量点趋势画面，画面上显示对应段的温度、空气流量和煤气流量的实时趋势曲线，包括测量值和给定值。

（6）均热段测量点历史趋势

通过鼠标左键点击画面上的“历史趋势”按钮，可弹出历史趋势画面，画面上显示对应断的温度、空气流量和和煤气流量的某一段时间内的趋势曲线和某一时间点的参数值。

（7）报警画面

通过鼠标左键点击画面上的“加热炉总平面图”中的“报警一览”按钮，可弹出报警画面，再分别点击你需要的画面，它与系统总画面上弹出的报警画面完全一样。

第二，加热段仪表调试技术

该阶段主要包括对温度、空煤气流量与测量点实时、历史趋势、报警画面等的在线监测与控制，在“加热炉总平面图”画面上用鼠标左键点击你所需要的各个“加热段”按钮，将弹出相对应的“加热段”画面，画面内的操作同“均热段”画面。

第三，预热段仪表调试技术

该阶段主要在“加热炉流程图”中体现，它可以直接显示温度和一些重要的公共参数，并可切换到其他分段画面。所有的功能的画面都可以通过鼠标左键点击画面右下角“返回”按钮可回到上一级画面。功能画面下部的状态条若闪烁表示有报警产生，这时可打开报警画面观察报警的详细情况。所有能激活调节器的对象，用鼠标再次点击后就能关闭该调解器。

2 圆材步进炉仪表设备调试与操作程序

第一，操作站启动过程

操作站计算机上电后启动操作系统WinCC，它是基于Microsoft的32位操作系统（Windows NT4. 0或Windows 2000），经过登陆（输入用户名和密码）后将直接进入仪表操作站初始画面即加热炉总平面图画面，在画面上具有切换按钮，用鼠标点击这些按钮可以进入相应的系统总画面和各分段画面。

第二，显示系统总画面

操作系统启动后，将在系统总画面上显示了整个加热炉的主要热工参数，可以在画面上观察到各点炉温的测量值，煤气总管压力、温度和流量，冷风压力，热风压力，热风温度，空气换向控制，煤气快切控制，氮气总管压力，压缩空气总管压力，冷却水总管压力，仪表气源压力，炉膛压力，助燃风机轴承各点温度，烟道各点温度，调节阀门的开度和各分段煤气空气流量等过程参数，以及风机等设备的运行状态及报警显示。

第三，利用自动化仪表系统调节和操作公用设备

通过自动化仪表系统，对一些公用设备进行必要的操作和调节：（1）调节煤气总管，通过对充氮煤气总管中的DN900手电动三偏心无泄漏金属硬密封煤气蝶阀之后的DN50充氮阀门的操作，实现在开停炉时进行煤气管道吹扫，以吹扫煤气管道内的残存空煤气以防煤气爆炸和泄漏；（2）煤气总管压力调节，它与快切阀配合使用，在系统总画面上显示煤气总管调节阀的开度，以及该调节阀的状态；（3）当煤气低压报警、鼓风机突然停转、突然停断电、汽化冷却系统断水等情况发生时，煤气总管压力调节与快切阀将快速切断煤气，并且需要紧急停炉；（4）炉膛压力调节在本系统中通过调整烟道闸板及三段烟气调节阀的开度来调节炉膛压力，此时系统总画面上会显示出烟道闸板和三段烟气调节阀的开度，以及其调节器所处的状态；（5）空气总管压力调节在本系统中通过调节风机进风口的百叶阀来调节空气总管压力。

第四，观测记录实时、历史趋势画面，以及报警显示画面

在圆材步进炉仪表控制系统中，实时趋势画面共设六幅画面，主要包括：炉温、生产率曲线；烟温曲线；流量曲线；压力曲线（总管煤气、空气、氮气、炉膛）；水冷温度曲线；步进梁位移、辊道转速曲线等。操作记录画面用于显示所有操作信息，报警一览画面用于显示所有的报警信息。

第五，参数设定画面

本画面用于设定一些影响生产的工艺参数，以保证生产正常自动运行，未授权人员不能使用此画面。鼠标双击需要修改的参数值，在输入框中输入修改值后，按确认即可。各段均可设置是否采用脉冲燃烧控制和停止燃烧烧嘴对数。用鼠标点击对应按键，按键的字体显示的为当前采用的方式。这里也可以对控制量的PID参数、报警上下限进行设置。

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