石灰的质量影响到最终炼钢的质量。本文介绍了三钢集团矿山公司4＃、5＃气烧石灰窑计算机控制系统的配置、原理及构成特点，详细介绍了气烧窑控制系统。
关键词：石灰 气烧石灰窑 4＃5＃窑 计算机控制系统
一、概述
石灰是炼钢最重要原料之一，它具有很强的脱硫，脱磷能力，石灰的质量将直接影响到炼钢生产中钢的质量和炉窑的使用寿命。衡量石灰质量的重要参数是石灰中活性度。活性度大，则在炼钢过程中石灰溶解快，成渣迅速，反应能力强。最早三钢矿山公司生产石灰的方法是采用焦碳与石灰石混合煅烧。该方法生产的石灰因焦碳与石灰石混合难以达到均匀造成了石灰生过烧率高且活性度低。而采用气烧石灰方法是通过煤气与空气混合煅烧石灰石来生产石灰。使用该方法生产燃烧充分，石灰生过烧率低且活性度高。气烧工艺对燃烧温度的控制、气体流量控制要求较高。采用计算机控制将能达到系统复杂的控制要求。我厂新投产的4#、5＃石灰窑计算机控制系统采用西门子S7-PLC和台湾研华工控机来实现。
二、系统组成及网络通讯实现
为了节约投资,原1#、2#、3#石灰窑PLC系统不做改变,只对1#、2#、3#石灰窑计算机操作站工控机进行生级，新4#、5#石灰窑PLC采用西门子公司的SIMATIC S7 PLC,计算机操作站采用研华P4工控机.整个系统用MPI网络,TCP/IP以太网,RS232网络使1#、2#、3#、4#、5#石灰窑计算机操作站实现资源共享，互为冗余。网络配置图如下：
图1 石灰窑控制系统网络配置
硬件构成有如下特点：
1.原3#石灰窑所有开关量,模拟量以及1#、2#的所有模拟量由德国西门子公司SIMATIC S7-300系列PLC控制.主要由一个主机架带三个从机架，每个从机架由ET-200M和7个输入输出模块组成，4个机架构成1个PROFIBUS_DP网络。
2.原1#,2#石灰窑的开关量仍由日本OMRON公司的PLC C1000H控制, 1#、2#石灰窑的煤气加压站由C1000H带的远程PLC单元RT201与C200H的输入输出模块控制。OMRON公司的PLC C1000H的数据经RS232串口与4#/5#石灰窑PLC上的串口RS232模块相联,完成3#/4＃/5#操作站对1＃、2＃窑的热备份。
3.新4#、5#石灰窑所有开关量,模拟量由德国西门子公司SIMATIC S7-300系列S7-315DP PLC控制。
整个应用西门子MPI网络，即采用MPI多点接口数据通讯技术把SIMATIC S7-300 PLC与工控机联成MPI网络。即在每台工控机上插上CP 5611插卡。通过此卡能将IPC 工控机联接到SIMATIC S7-300 PLC 本机上集成的MPI接口形成MPI网络。MPI通讯波特率高达187.5kbps。MPI通讯可靠、方便、速度快。另外1#、2#、3#石灰窑计算机操作站工控机通过TCP/IP以太网构成一个网络,实现上位机资源共享，互为冗余。
三．控制工艺
通过煤气和空气混合煅烧石灰石，在1000度左右的高温下生产石灰是复杂的工艺过程。
影响石灰活性的因素为气烧窑各段温度，主要是煅烧带温度，一般煅烧带温度在800～1100 之间，在此以煅烧带温度为控制目标，进炉煤气流量为控制作用（进炉空气流量与煤气流量比值关系），将煤气的流量的输出值乘以空/煤比作空气流量的设定值来保证空/煤比恒定。新系统增加了变频调速系统,一次风和二次风可变频调速调节风量,满足系统复杂的控制要求。
四. 系统功能与特点
五台石灰窑计算机操作站实现操作站的相互冗余。计算机操作站采用Microsoft Windows 2000操作系统。编程语言组态软件，用户界面良好，操作方便，每台操作站可同时采集1#、2#、3#、4#、5#的气烧窑的实时数据，即对底层的OMRON C1000H PLC和西门子的S7—300 PLC的各种参数进行采集，分析、存贮，并有报表供查询。主要系统功能与特点如下:
1、实现石灰石上料过程自动化。石灰定时出灰，星型出灰机，螺旋出灰机，粉料皮带机，多斗提升机过程实现自动控制。
2、ET-200M的PROFIBUS_DP总线结构实现3#煤气加压站加压机，鼓风机远程控制。
3、OMRON的远程通讯模块RT201实现1#、2#煤气加压站加压机，鼓风机远程控制。
4、三维动态模拟流程显示和控制回路模拟显示。可动态显示石灰石上料，熟石灰出灰过程。1#、2#、3#、4#、5#窑工况动态显示，主要有气烧窑的温度、压力、流量 ，及风机、引风机，各种重要阀门的开停情况显示。流程图画面主要有1#、2#、3#、4#、5#气烧窑系统流程图, 1#、2#加压站画面,3#加压站画面, 4#/5#加压站画面等.
5、对关键参数具有历史记录，历史曲线图可方便用户查看一年内任一时刻的数值。实时曲线为当前时间向前推一个小时曲线，一页最多显示多条曲线，并显示每点的时间及数值。对生产过程非正常状况能报警及记录。
6、每班加入原材料、煤气量消耗和产量等记录。以及流量的累计、出灰时间的累计等工艺参数等记录供操作人员参考。有各种报表供查看。
五.结束语
1#、2#、3#、4#、5#石灰窑计算机操作站通过MPI网及TCP/IP以太网实现资源共享，互为冗余。系统可靠性，控制精度高，生产出的石灰能够满足炼钢生产要求。该系统运行一年多以来，系统可靠,操作方便。
