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1、酒钢集团宏联自控公司回转窑还原工艺控制系统项目-技术协议发包方（甲方）：酒钢（集团）宏联自控有限责任公司承包方（乙方）:2022年7月目录一、项目概况21. 1施工内容说明31.2施工依据3二、项目施工及供货32. 1施工范围32. 2施工质量控制32. 3施工及供货要求3三、劳动安全与消防4四、项目工期及进度要求4五、其他要求4六、技术服务及现场施工要求43. 1具体建设内容及技术要求46. 2技术服务承诺14七、售后服务141、质量保证142、技术支持14八、其他要求14九、资料提交要求15一、项目概况建设项目名称：氢冶金回转窑还原工艺控制系统项目建设项目地点：酒钢冶金厂区氢冶金研究院中试
2、厂施工建设单位：酒钢(集团)宏联自控有限责任公司1.1 施工内容说明开发一套煤基氢冶金回转窑还原工艺的专用控制系统，实现酒钢煤基氢冶金回转窑负压、风量、煤气量、配料、窑速、抛煤量及位置等关键工艺参数的随原料量变化的自动设置，并根据烟气成份实现对窑内气氛以及空燃比的实时优化调整。1.2 施工依据1、国家法律、法规、标准、规范。2、酒钢各项规章制度和管理办法。3、技术协议约定事项。二、项目施工及供货2.1施工范围主控系统扩容改造，回转窑PLC系统移植改造，窑头烧嘴PLC系统整体改型移植，现场控制网络完善，PLC系统程序开发，操作画面开发制作，二级程序开发及画面制作，新增测控点设备安装及信号接入，滑
3、线等供配电系统改造。2.2施工质量控制施工质量严格按技术协议要求施工、验收2.3施工及供货要求承包方保证所提供的设备为全新的、先进的、可靠的、完整的设备，设备的技术性能满足招标文件中技术协议书各章节所述的技术要求。(1)供货到现场的设备和材料应接受甲方的检查和验收。对于存在缺陷的设备和材料供方应无偿进行修理或更换。(2)所有进厂设备必须具备质量检测证书及合格证。(3)在质保期内发现供货范围内的任何设备、材料存在缺陷，应由承包方免费提供维修或更换新的设备、材料。(4)为保证设备的维护性，项目所用设备选型必须取得甲方的认可。三、劳动安全与消防(a)根据国家建设项目“三同时”原则，安全设施必须与主体
4、工程同时建设、同时投入使用。(b)承包方考虑季节施工特点，制定相应施工专项方案.(c)本工程均严格执行生产设备安全卫生设计总则的安全规定；此外,均按安全规程、安全标志等安全要求进行。四、项目工期及进度要求按照任务书明确的项目建设进度计划，本项目拟定在2022年10月底完成竣工验收。时间阶段计划开展内容考核目标2022年8月进行设备采购、安装、信号接入、系统扩容改造，程序开发和移植、操作画面的制作等。设备单机测试2022年9月进行工艺控制系统PLC及计算机端程序开发及画面制作程序画面线下测试2022年10月系统联调、上线运行，项目总结及验收项目结题验收五、其他要求本技术文件中所指定的功能要求是指
5、基本要求，在征得甲方同意的条件下,允许供应商对异议部分进行修改，补充或采用更优配置，并进行详细说明。软件的主要技术功能要求只是一个总体要求，乙方要对系统配置细节考虑周全，在中标后的系统开发集成过程中进行完善。在系统开发集成过程中如果发现缺少某些功能、辅助项目或软件，由乙方负责补齐，并承担相应的费用。六、技术服务及现场施工要求6.1具体建设内容及技术要求1、系统架构及网络工艺控制系统需要在PLC系统层级之上设置专门用于工艺参数表存储下发的工程师站及相应的数据库服务器，同时还需要打通所有工艺控制相关设备的通讯网络。要求主控系统与各子系统也需要对现有的系统层级架构进一步的优化，并统一规范PLC系统的
6、规格和型号等，以提高系统的兼容性和便于日后的维护。具体系统架构及通讯网络图如下：i J 交换机 原料除尘触摸屏成品除尘PLC 2、测控点设计及仪表布置根据现场控制需求增设温度、气氛仪表以及电动调节阀等关键工艺测控点,具体如下图所示:_二-1-*4_.H-1111ILIM*（1）以回转窑中心点（窑长方向）为准，分别向窑头和窑尾方向间隔每3-4米左右安装1支B型热电偶，前半段和后半段各增加3个测温点以及相应无线信号发送接收装置。6个窑温测量点的信号统一接入工艺控制系统。（2）窑尾新增烟气成分分析仪，可对回转窑尾部烟气中的CO、C02、H2、02四个气体组分浓度进行在线测量。装置通过水冷箱对烟气进行
7、冷却，通过探头过滤器、水洗以及膜式过滤器对烟气进行除尘和过滤。预处理系统须具有自动反吹清扫，自动排废气废液等功能，可最大程度的保持设备的稳定运行。（3）窑头增设红外在线测温仪，可实现物料24小时在线不间断测量；该装置采用220VAC供电，使用压缩空气进行冷却和吹扫，支持0.6米以外距离的测量，装置提供4-20MA标准信号，可直接接入窑头PLC系统。（4）在5号窑背风机风管上安装各安装一套电动调节阀，调节阀采用电动执行结构，控制通过无线IO站实现与主控系统的通讯，通过操作画面可远程调控窑背风机吹入窑内的风量。3、信号接入及系统扩容为满足系统控制新增测控点的需要，现有的PLC系统需要对PLC系统进
8、行扩容，具体PLC系统模块配置图如下:架空余机位至少需要增加Dl模块、Do模块、Al模块、Ao模块各1个。窑头值班室的回转窑PLC系统改为主控系统的远程IO站。同时，在回转窑PLC柜内增加一个机架和Dl模块、DO模块、Al模块、AO模块各1个，该机架同样作为远程IO站通过以太网连入主控系统。4、系统功能设计（1）工艺参数设置工艺控制系统需要在现有电气室内架设一台专用的服务器，该服务器上部署独立的本地数据库。通过专门开发的前端工艺参数操作界面，工艺工程师可将各组参数数据按照设计好的数据表格式储存到数据库的表格中。利用WinCC或其他组态软件可将这些参数下发到PLC控制系统中，PLC接收参数并对工
9、艺设备展开调整动作。同时，组态软件也可以将PLC系统中仪表以及设备运行的实时数据采用组态软件存储到服务器中。这些数据存储到数据库中，既可以为操作使用，也可以长期存储进行数据分析。专业的工艺工程师根据试验或生产数据，按照原料种类的不同，将某种原料各种处理量下所需的设备系统参数（设定量）以及对应状态的仪器仪表参数（表征量）按组分类输入到计算机中，计算机自动存储到数据库中以备调用。这张数据表具备增、删、查、改的功能，且每个参数值均设有最小、最大和标准三种数据值。操作人员只需选择原料种类和料量，计算机系统就可以自动从数据的参数表中匹配出一组合适工艺参数组并下发到PLC系统中，PLC系统则会按照具体的设
10、定值对各设备进行操作和调整，从而实现工艺所需的温度分布、窑内气氛以及在窑时间等。另外，工艺参数设置功能要进行权限控制，普通技术及操作人员对于各组工艺参数只有查看、选择、下发的权限，专门的工艺工程师才能对工作参数表进行维护。相关的工艺记录和操作痕迹也要可以后期追踪查询。（2）过程控制及自动化窑压自动控制：窑压对于维持工艺状态稳定至关重要，系统需要利用窑头和窑尾的压力，根据工艺参数表中给出的压力值，全过程实时调整引风机转速，以保持窑内的压力相对稳定可控。主要控制策略说明：当窑头压力高于参数表设定的标准值后，引风机加速运行尽快恢复窑内总体负压的状态，反之则引风机降速。窑尾压力主要用于辅助监测窑压，窑
11、尾与窑头的压差应与引风机转速呈正相关的关系，当这种关联关系减弱时则预示着窑况或风路系统出现问题。制粒水量控制：系统需要按照不同的原料量为制粒机匹配合适的水量，水量过多则会引起堵料，过少则会影响收锌的指标。利用变频器、流量计以及工艺参数表，系统可以自动调节出需要的水量。主要控制策略说明：不同种类、不同重量的原料需要不同流量的配水量，通过参数表可知其对应关系，根据皮带秤的平均称量量以及配水管路上安装的流量计，采用PID的传统控制方式来控制水泵电机的转速从而实现自动配水的功能。窑内气氛优化：回转窑的气氛的优劣会直接影响指标和经济性，在配方不变的情况下，只有通过窑背风机来调节窑内气氛最为安全和高效，利
12、用窑尾安装的烟气成分分析仪和窑体安装的窑背风机可以实现一定范围内的气氛实时自动优化调整。主要控制策略说明：窑内的烟气主要分为可燃气体和空气两部分。根据分析仪检测的可燃气体（CO、H2）与02如的浓度值，可知窑内总体处于缺风（空气）还是多风的状态，缺风则意味着窑内处于绝对的还原性气氛，反之窑内则处于氧化性气氛。当缺风时通过增大窑背风机的调节阀的开度来补风，反之减小窑背风机的调节阀的开度来控风。注意：该功能需要与窑压自动控制功能叠加使用，即：当窑内风量增大时，为了保持合适的窑压引风机也需要同时增加转速。注意：以上自动功能必须设置人工投切功能，即：由操作人员选择是否投用以及何时投用和停止。（3）设备
13、远程监控及联锁设备运行出现问题或生产试验意外中断时，工艺参数所建立的稳定态会被干扰和破坏，这对于已建立的工艺稳定态会造成非常大的影响，有时甚至会因此而无法恢复稳定态。所以各个工艺设备可靠且稳定的运行非常重要，与工艺有关的设备监控也必须纳入工艺控制的考虑范畴之内。按照已整理的工艺参数变量表，这些变量的监控遵循以下原则：所有变量（设定量和表征量）都要至少实现远程监视，其中设定量还要实现远程控制。另外，利用PLC系统为前后工序建立科学合理的联锁关系，这样当设备和系统运行出现问题后才可能做到及时的响应和后续的处理，以防问题扩大成为事故。（4）报警管理及历史趋势图当生产线或设备出现问题时，详细具体的报警
14、信息对于维持生产试验的稳定运行非常重要。目前中试线报警信息不够全面，需要进行重新梳理和补充完善,重要报警在画面闪动提示的同时还要附带响铃（声音）功能，以更好的指导生产试验或进行相关问题的处理。中试线各种控制系统较为分散独立，目前与工艺控制有关的各种参数并未全部接入系统内，所以对于监控和查看工艺参数，尤其是追踪各种参数的变化趋势非常困难。打通控制网络和完成系统整合集成后可建立一个统一的按类别查看的历史趋势图，这样可很方便的查看和对比各种工艺参数，并据此开展相关工作。5、操作画面设计根据上述的系统功能，工艺控制系统规划了4个主操作画面：中试线总监控画面、回转窑监控画面、公辅系统监控画面、工艺参数管
15、理画面。除此之外针对相关工艺参数以及关键设备的运行状态还需要制作1个统一的历史趋势图画面。操作画面中某个设备的具体操作和参数调整等动作均以弹窗的方式进行操作。每个操作画面中均带有报警信息窗口，实时更新和提示运行状态。各个操作画面以及趋势图之间为平级关系，可通过各个操作画面上的按钮链接随时实现任意画面的跳转。设备启停、参数设置和调整等操作都要设置权限控制。各操作画面的布局和示例图如下：(1)中试线总监控画面该画面用于中试线全线设备运行状态的监控，重点显示原料、回转窑以及成品区域各主工艺设备的运行状态、料位和在线环保数据等信息，在此画面上可实现所有主工艺设备的启停、调整以及联动/单动的切换等操作。示例如下：(2)回转窑监控画面该画面用于回转窑关键工艺参数的监控和调整，如：窑头窑尾压力温度、窑体温度、窑尾烟气成分以及各种介质压力、流量等、窑头烧嘴、定量给料机以及罗茨风调节等。示例如下：（3）公辅系统监控画面该画面用于生产水系统、压缩空气、环境除尘系统的设备和介质的监控，如生产水水泵和除尘主风机的启停及运行状态、水位水温、水压、生产水流量、压缩空气压力的监控等。示例如下：（4）历史趋势图画面工艺控制系统需要对所有与工艺相关的
