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帮助济南钢铁集团焦化厂减少非计划停工时间15%

帮助济南钢铁集团焦化厂减少非计划停工时间15% 2011年12月10日 来源： 背景在我国制造业和基础建设领域，没有比钢铁行业的迅速发展更引人瞩目的事情了。近十年来，随着汽车制造、电子产品、造船以及建筑行业的高速发展，国内市场对钢铁的需求量与日俱增。在二十世纪九十年代初期，我国钢产量为每年7000万吨，1996年钢产量超过1亿吨，2003年突破2亿吨。目前，我国已经连续八年成为世界第一产钢大国。

济钢始建于1958年，现有职工3.8万人，资产总额228亿元，2004年钢产量达到687万吨，进入全国十大钢铁企业行列。目前，济钢出口钢铁产品和进口矿石总量在全行业排名第3，出口中厚板排名第1。

与大多数钢铁企业一样，济钢也要生产焦炭。焦炭由煤转化而来，是高炉的主要燃料。在整个钢铁生产过程中，大约有超过50%的能源由焦炭提供。还而言之，每生产一吨钢，就需要半吨焦炭。因此，如果企业能够高效率地生产焦炭，便可以显著节省他们的能源费用。目前，焦炭的价格已经达到每吨六十美元，这将为企业带来丰厚的利润。济钢也在不断对他们的焦炭生产进行优化，一方面尽量保留焦炭的热值；另一方面，努力提高产量，以满足国内外市场的需要。

挑战焦炉的平稳、可靠运行是焦炭生产的基本要求。焦炉内温度高达1100摄氏度，煤在缺氧的环境下将被炭化，从而形成焦炭。高质量的焦炭能够耐高温，而且具有很高的热值，因而在市场尤为畅销。它可以提高高炉的效率，生产出高质量的铁水，用于浇铸或者炼钢。

焦炉由多个并排的焦化室组成。在焦化过程中，通常需要四套子系统用于物料输送，分别是装煤车、退焦车、拦焦车和熄焦车，它们将在沿着焦化室的轨道上运行，而且还要与焦化过程的生产周期同步进行。

由于每一次装卸操作都对煤转变成焦炭起着至关重要的作用，所有设备的运动都必须精确定位，准确无误地起动、停止，并执行相关操作。如果未能按照循环过程所规定的要求，对设备加速、减速或操作，便会造成设备冲突或者操作失控。另外，对于焦炉本身，它需要连续的高精度温度控制。

济钢5号焦炉仍然采用传统的电磁继电器和计时器控制装煤车等设备的运动以及焦炉的温度。这套控制系统已经运行了六年，在此期间，济钢对焦炉的产量、稳定性、安全性和控制系统精确度都有了更高的要求。简而言之，原来的控制系统已经不能满足新的要求。另外，焦炭的生产环境极其恶劣，这会逐渐影响控制系统的工作性能。有些设备在高温、干燥的环境中经常会出现问题，不仅需要大量的维护工作和备件，而且还会造成焦炉非计划内的停产。

解决方案为了提高工作效率，确保焦炉平稳运行，济钢希望罗克韦尔自动化能够对其控制系统进行改造。罗克韦尔自动化向济钢推荐了一套全方位的自动化解决方案用于改造项目，该方案将采用ControlLogix控制器和ControlNet网络。

ControlLogix控制系统性能优秀，简单易用，适合不同控制项目的需要。它专门针对工业现场应用而设计，坚固耐用，能够抵御焦炭生产环境中的振动、电磁干扰和高温。在该项目中，每个子系统都配备有一套ControlLogix控制站，分别控制各自的物料输送设备。另外，第五套ControlLogix控制站作为主控站，不仅用于协调其它四套控制站，而且还采用PID指令对焦炉温度进行精确的闭环控制，并提供相应的互锁功能。

系统中所有的控制站均采用ControlNet网络连接在一起。ControlNet网络具备极高的确定性和可重复性，适用于对时间有苛刻要求的数据传输任务。当然，它也支持常规的数据传输。另外，ControlNet可以提供5Mbps的高速网络带宽，不仅能够满足I/O数据的传输，而且还可以实现控制器之间的互锁，增强系统的实时控制能力。

在该项目中，使用了Rockwell Software RSView32人机界面软件对焦炉生产进行集中监控。同时，还为每个子系统配备了坚固耐用的Allen-Bradley PanelView操作员终端，用于操作员进行本地操作。它可以通过标准化的工具、对象、图形以及导入的BMP位图生动地反应系统的状态，让操作员一目了然，而且所有数据的显示都是实时的。

为了确保新旧两套系统能够迅速、平稳地切换，罗克韦尔自动化事先对新系统进行了逻辑测试和一个月的试运行。在切换当天，新的ControlLogix控制系统只用了半个小时就投入了运行。罗克韦尔自动化通过华章电气济南分公司提供本地服务和技术支持，在他们的帮助下，这套系统很快就达到了最高的运行效率。

效果这套系统投入运行已经有两年多的时间，实现了焦炉的连续、稳定运行，意外的停产情况已经成为历史。ControlLogix控制系统不仅能够精确地完成控制任务，而且能够经受住恶劣生产环境的考验，极少需要维护。因此，新系统明显降低了焦炉的运行费用。

济钢集团总公司焦化厂工程师表示，他们相信由罗克韦尔自动化负责的6号、7号焦炉改造项目也会在近期取得相同的效果。“罗克韦尔自动化ControlLogix系统质量可靠、性能出色，让我们找到了焦炉改造的最佳方案，我们将在其它焦化项目中继续使用C

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