采用冗余系统的首钢京唐550 m2烧结机自动控制系统

2018-01-17耿丹

山西冶金 2017年6期

耿丹

（首钢京唐钢铁联合有限公司，河北唐山 063200）

烧结生产就是把混匀矿、熔剂、燃料按照一定的比例配料再经过混合机进行充分混合制粒后，在烧结机上布料、点火，在抽风作用下混合料由上至下进行物理、化学反应，混合料运行到烧结机机尾后，烧结矿送到环冷机上进行冷却，冷却后经筛分整粒，合格的烧结矿送往高炉进行冶炼[1]，烧结生产的目的在于获得品位高、强度好、粉末少、粒度均匀、化学成分稳定和冶金性能好的烧结矿，以满足高炉炼铁的需要。

首钢京唐两台550 m2烧结机分别于2009年5月和12月投产运行，2016年年产烧结矿1 073万t，采用Rockwell公司1756系列控制器，上位机使用FactoryTalk Studio软件进行画面操作和数据监控，同时使用了Hirschmann工业光纤交换机实现了烧结生产环网控制，现场控制系统采用冗余的ControlNet网络，根据烧结生产流程，烧结自动控制系统分为燃料破碎、配料、混合、烧结、主抽、环冷、成品筛分几个系统。烧结自动控制系统具有较强的容错功能，能保证烧结生产的连续性与稳定性。

1 烧结自动控制冗余系统的配置

自动控制系统的稳定性是烧结能否顺利生产的重要因素之一。首钢京唐550 m2烧结机自动控制系统采用多重冗余控制，充分保障了控制系统的可靠性。烧结自动控制系统网络配置如图1所示。

1.1 服务器冗余

烧结自动控制系统网络结构为C/S架构的冗余系统，即具有冗余功能的客户机/服务器架构系统[2]。自动控制系统硬件部分采用两台HP服务器，软件系统选用AB公司的FactoryTalk Studio软件，进而实现服务器的硬件和软件的冗余配置。由于服务器采用C/S结构，在自动控制系统正常运行时两台服务器一主一从，当主服务器出现故障时，从服务器能够自动平稳地切换为主服务器，不影响烧结过程的控制和烧结生产，为烧结生产的顺利进行提供了坚实的保障。而单独使用一台服务器时，当服务器出现故障，自动控制系统就会处于死机状态，生产岗位人员无法进行烧结画面的操作、无法判断当前设备的状态，大大影响了烧结的生产并增加了安全事故发生的几率。

图1 烧结自动控制系统网络配置图

1.2 控制器冗余

烧结自动系统中采用Rockwell公司1756控制器来实现冗余，烧结自动控制系统的配置为在机架槽位上安装一个1756-L63控制器，在冗余机架上按相同槽位进行同样的配置，并用光缆连接主、从机架上的冗余模块[3]，硬件配置完成之后再进行软件设置就能够实现冗余控制。当主控制器出现故障、机架上任一模块报错或断开ControlNet网时，从控制器无需人为干预就能自动切换为主控制器，控制器的无扰动切换不影响烧结生产过程。而当只有一个控制器时，如果控制器出现故障，生产岗位人员就无法对现场设备进行控制，直接影响烧结生产，大大增加了事故的发生率。烧结自动控制系统使用控制器冗余方式，保障了控制系统的可靠性，为生产的顺利进行提供了高质量的保证。

1.3 网络冗余

根据烧结工艺需要，自动控制系统共有6个控制站，分别为燃料破碎成品筛分过程站、配料系统过程站、混合系统过程站、烧结系统过程站、余热利用（含环冷机）过程站、给排水过程站。烧结自动控制系统采用工业以太网环网的结构，硬件上使用Hirschmann交换机，采用冗余环网，从而使烧结各个系统的设备都能够正常运行。而当非环网结构的网络链路断开时，断开的系统上的设备就无法进行控制。所以这种环网冗余结构为烧结生产的顺利进行提供了高可靠性。烧结自动控制系统环网结构图如图2所示。