引 言
        如何有效解決高爐水渣處理問題一直是冶金煉鐵界的一項難題，幾十年來，我國高爐其它系統(tǒng)雖然不斷得以改善，但是水渣處理系統(tǒng)卻沒得到徹底的改造。盧森堡保爾沃特公司提供的帶粒化塔的INBA法渣處理裝置，專為處理高爐爐渣而設(shè)計，目標(biāo)是將液態(tài)高爐爐渣轉(zhuǎn)化為固態(tài)沙狀爐渣，充分考慮了液態(tài)爐渣的流量變化和開口次序，并對爐渣進行脫水。該固態(tài)沙狀爐渣為水泥工業(yè)的原材料，從而使?fàn)t渣得以明顯增值。同時具有技術(shù)先進、設(shè)備簡單、維修量少、連續(xù)作業(yè)、占地少、節(jié)能降耗等特點。
一 正文
1 主要設(shè)備及工藝
1.1 主要設(shè)備包括：①粒化塔；②渣漿泵；③脫水轉(zhuǎn)鼓；④熱水池；⑤回水上塔泵；⑥粒化泵；⑦冷水池。
1.2 工藝：液態(tài)爐渣從高爐流出并與生鐵分離，經(jīng)渣溝進入粒化塔。粒化泵將水由冷水池打入粒化塔將爐渣進行帶壓水淬，水淬時，產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)粒化塔的煙囪排放到大氣中。粒化后的渣水混合物靠渣漿泵打到脫水轉(zhuǎn)鼓內(nèi)實現(xiàn)渣、水分離。脫水后的爐渣用皮帶機運至渣場。水流進脫水轉(zhuǎn)鼓下方的熱水池，通過回水上塔泵注入冷水池冷卻，冷卻后可循環(huán)使用，消耗的水由補水系統(tǒng)補充。
2 控制方案
2.1系統(tǒng)硬件配置
        控制系統(tǒng)硬件選用西門子SIMATIC S7  PLC。PLC系統(tǒng)的基本配置采用S7-400主機與ET200M系列I/O模板。在Step7編程開發(fā)環(huán)境下設(shè)計編制PLC 應(yīng)用程序。
2.1.1系統(tǒng)操作方式
        系統(tǒng)各設(shè)備控制采用：LOCAL（現(xiàn)場控制）、AUTO（自動）等操作形式。任何驅(qū)動設(shè)備都可通過將選擇開關(guān)"AUTO（自動）/LOCAL（現(xiàn)場控制）。置于"LOCAL（現(xiàn)場）"位進行就地操作。AUTO（自動）此種操作方式是當(dāng)操作控制條件和工藝及設(shè)備聯(lián)鎖條件成立時，系統(tǒng)自動地完成一個工藝過程的控制（或動作）的控制操作方式。
2.1.2系統(tǒng)自動控制方法：
        系統(tǒng)啟動可分為手動啟動和自動啟動。手動啟動時，有操作員控制各個單機設(shè)備進行啟動；自動啟動則是，確定系統(tǒng)各個設(shè)備正常后，系統(tǒng)自動啟動出渣皮帶，再啟動轉(zhuǎn)鼓，然后是沖渣泵，待粒化塔液位快達到正常液位啟動渣漿泵，最后是回水上塔泵。待系統(tǒng)穩(wěn)定后，可以通知高爐出鐵廠出渣。系統(tǒng)正常運行時，粒化塔液位和熱水池液位分別由渣漿泵和回水上塔泵自動跟蹤設(shè)定液位調(diào)節(jié)，保持液位穩(wěn)定。脫水轉(zhuǎn)鼓速度根據(jù)轉(zhuǎn)鼓力矩和轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液位自動調(diào)節(jié)。
2.2  控制系統(tǒng)主要功能
2.2.1 液位調(diào)節(jié)      
        本系統(tǒng)中,液位自動調(diào)節(jié)子程序是取得粒化塔液位和熱水池液位穩(wěn)定的關(guān)鍵，從而達到整個系統(tǒng)水循環(huán)平衡。在實際使用中，可以實現(xiàn)液位自動跟蹤調(diào)節(jié)，控制精度達到2%，不僅完全滿足實際生產(chǎn)的需求，而且很大程度上提高了生產(chǎn)效率。
2.2.2 轉(zhuǎn)鼓力矩自動調(diào)節(jié)功能      
        轉(zhuǎn)鼓力矩是靠轉(zhuǎn)鼓空轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)鼓內(nèi)液位相結(jié)合的三條特性曲線計算得出。三個特性曲線疊加后控制轉(zhuǎn)鼓電機，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速大小，實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)，防止堆渣。    
2.3 工控組態(tài)軟件
        系統(tǒng)操作員站配置2臺以WinCC人機界面的工控計算機，作為操作員人機操作、監(jiān)視界面。基于工控組態(tài)軟件WinCC設(shè)計編制控制系統(tǒng)HMI應(yīng)用程序。本系統(tǒng)中3臺操作員站與PLC之間通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊。本系統(tǒng)HMI共分為3個主要畫面等。
2.3.1 INBA粒化設(shè)備的總貌畫面                        
        這幅畫面應(yīng)顯示整個裝置及最重要的操作參數(shù)，例如溫度、流量、液位、壓力等。（如圖一）

2.3.2 趨勢曲線畫面 
        用幾幅畫面及不同顏色來顯示所有模擬輸入和模擬輸出信號的歷史趨勢曲線，如粒化塔實際液位和設(shè)定液位等。（如圖二）

2.3.3 報警畫面
        報警畫面顯示整個裝置所產(chǎn)生的全部報警及報警產(chǎn)生的時間和報警確認時間等。
        此外，HMI系統(tǒng)具有計算機系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)診斷圖、PLC的硬件配置圖及相應(yīng)的I/O狀態(tài)圖用以提高系統(tǒng)的可維護性。
3 本套控制系統(tǒng)的特點
3.1 全部設(shè)備由PLC控制，可靠性高。
3.2 通過轉(zhuǎn)鼓電機的轉(zhuǎn)矩可計算出瞬時渣流量和總的渣流量。
3.3 由于采用閉環(huán)水循環(huán)液位自動控制和轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)，因此可以節(jié)省人員成本，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約資源。
4. 結(jié)論
        在INBA粒化渣系統(tǒng)中采用基于西門子PLC與數(shù)據(jù)采集監(jiān)控軟件WinCC設(shè)計的渣處理系統(tǒng), 可以根據(jù)實際需要液位的變化自動調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)液位自動跟蹤。本套控制系統(tǒng)經(jīng)過山東日照鋼鐵公司多年以來的運行結(jié)果表明，系統(tǒng)實用效果顯著、運行可靠、調(diào)整方便、液位跟蹤穩(wěn)定質(zhì)量高、手自動之間實現(xiàn)無擾切換。可以最大限度的節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、并使系統(tǒng)處于可靠運行的狀態(tài)，具有很好的應(yīng)用前景。
參考文獻
1. 陸秀令 PLC 控制的恒壓變頻供水系統(tǒng)[J].自動化儀表, 2004 25( 4)
2. 廖常初  PLC編程及應(yīng)用    機械工業(yè)出版社[M] 2003
3. SIEMENS AG.Wincc v6 The Configuration Manual and the Communication Manual.[P].Germany:Siemens 2000.