摘要：目前世界最先進、面積最大的太原鋼鐵（集團）有限公司4號燒結機及配套的脫硫系統選用了基于西門子SIMATIC PCS7 V7.1的全集成自動化解決方案。該系統投入運行后,實現了過程參數的穩定化控制，很好地滿足了燒結生產過程的需要，為提高工藝操作水平創造了條件并為實現太鋼“設備零故障”的管理機制提供有力保障，具有重大的推廣價值。 關鍵詞：燒結 PCS7 節能減排 TIA 設備零故障 前言：我國改革開放以來，不銹鋼民用和城市建設的巨大需求一直在推動不銹鋼消費和產能建設的快速發展，進入新世紀，我國業已成為世界級不銹鋼消費大國和生產大國。近年來，工業領域特別是重化工業領域的眾多投資建設對不銹鋼的需求不僅限于數量層面，更對不銹鋼的質量標準提出了新的要求。與此同時，我國"十一五"規劃綱要提出了"十一五"期間能耗降低20%、主要污染物排放降低14%的目標，我國鋼鐵工業的發展受到資源、能源、環境保護等多方面的制約。為此，眾多大型不銹鋼企業紛紛深入進行產業技術升級，開展節能減排活動，并積極倡導和實施現代化、數字化、清潔化生產，大力推進循環型綠色鋼鐵企業建設。 太原鋼鐵（集團）有限公司（簡稱太鋼）是中國特大型鋼鐵聯合企業和全球產能最大、工藝技術裝備最先進的不銹鋼企業。2009年，太鋼在危機困境中求發展，營業收入達1013億元，實現連續3年營業收入突破1000億元大關；全年生產不銹鋼248萬噸。 太 鋼的主要產品除不銹鋼外還有冷軋硅鋼、碳鋼熱軋卷板、火車輪軸鋼、合金模具鋼、軍工鋼等。不銹鋼、不銹復合板、高牌號冷軋硅鋼、電磁純鐵、高強度汽車大梁鋼、火車輪軸鋼、花紋板、焊瓶鋼市場占有率國內第一。 身為業內的領軍企業，太鋼志在成為冶金行業循環經濟和節能減排的示范工廠，實現企業與社會的協調、持續發展，而作為鋼鐵生產的能耗和排放大戶，煉鐵系統自然要擔負起鋼鐵聯合企業的節能降耗，降低生產成本，實現環境友好的重任。
太鋼遠景 現代化燒結生產 燒結是把含鐵原料加入熔劑和固體燃料，按要求的比例配合、加水混合制粒后，平鋪在燒結機臺車上，經點火抽風燒結成塊的過程。燒結機適用于大型黑色冶金燒結廠的燒結作業，它是抽風燒結過程中的主體設備，可將不同成份，不同粒度的精礦粉，富礦粉燒結成塊，并部分消除礦石中所含的硫，磷等有害雜質。燒結機按燒結面積劃分為不同長度不同寬度幾種規格，用戶根據其產量或場地情況進行選用。燒結面積越大，產量就越高。 隨著鋼鐵企業高爐大型化的發展，從經濟合理的配置角度來看，燒結設備的大型化是我國燒結行業發展的主旋律，淘汰小型落后的燒結方法是改善燒結礦質量的根本途徑。為此，太鋼在2009年決定新建一臺滿足現代生產需求的大型燒結機，并逐步淘汰掉原有的小型設備，以期有效提高燒結礦的產量和質量，并降低燒結工序能耗。 4號燒結機廠房 堅定不移的選擇 新建的太鋼4號燒結機涉及主廠房、配料車間、脫硫脫硝等多個控制區域，具有工藝流程長、設備多且分布廣、控制復雜的特點。能否保證生產的無差錯連續平穩運行，對整體的控制系統提出了嚴苛的要求。太鋼煉鐵廠電氣部趙部長對此作了詳細分析，他指出，4號燒結機的控制系統從自身技術角度必須要滿足以下需求： 分散控制功能：要求系統控制功能分散，管理集中，集數據采集、過程控制、信息管理于一體，構成一個全集成的、結構完整、功能完善、面向整個生產過程的先進過程控制系統； 可靠穩定運行：對于冶金行業而言，控制系統的可靠性、安全性是一個非常突出的問題，它直接關系到相關設備的運行及用戶的生產效率和經濟效益； 高速通訊網絡：由于本系統的自身特點，對網絡通訊也提出了特定要求，必須采用高速通訊網絡來實現實時數據的交換與控制。 基于各方面需求的綜合考慮，太鋼一如既往地選擇了西門子提供的全集成過程控制系統SIMATIC PCS7 ，并將系統集成、項目實施及相關服務的重任交給了西門子工廠自動化工程有限公司(簡稱SFAE)。 “西門子是我們長期的親密合作伙伴，也是我們的最佳選擇”，趙部長表示，“西門子具備的行業領先地位、優秀的工程技術和服務水平以及多年來愉快的合作經歷都使我們對西門子堅信不疑。” SFAE公司簡介 西門子工廠自動化工程有限公司（簡稱SFAE）創建于1993年，是西門子在中國自動化領域投資的第一家運營公司。目前，SFAE已成功成為中國專業的自動化與驅動服務提供商、自動化工程解決方案提供商和低壓電柜制造商。 從創建至今，SFAE一直本著以客戶為先、零距離服務客戶的原則，在全國設立了23個辦事機構，已經為數控機床、起重機械、石油鉆機、鋼鐵冶金、汽車制造、生產機械、生產執行系統（MES）、測試臺系統等領域的4000多家企業提供了專業的產品和服務。 在鋼鐵冶金領域，SFAE將西門子的產品、行業經驗與客戶的生產工藝緊密結合，在焦化、燒結、高爐、連鑄、酸洗和其它輔助工藝段提供自動化控制系統的系統集成方案、項目實施與管理、備件供應、技術服務和系統的升級改造，大大縮短建設工期，節省客戶投資成本。 實施方案 燒結機控制系統網絡結構圖 燒結機控制系統 太鋼4號燒結項目計算機控制系統采用西門子過程控制系統SIMATIC PCS7 V7.1，控制的工藝系統及工藝段包括：1＃PLC（燃料熔劑，泵站系統，混配料系統）、2＃PLC（燒冷系統，整粒篩分系統）、3＃PLC（原料進料系統，熔劑破碎篩分系統，燃料破碎篩分系統）、4＃PLC（配料混合系統，主粉塵系統，循環水系統）及5＃PLC（燒冷系統，整粒篩分系統，鋪底料系統，冷返礦系統，主電除塵輸灰系統）。PCS7系統采用西門子典型的服務器/客戶機架構并預留二級系統接口，方便網絡通訊及數據傳遞。 基礎自動化部分采用基于PROFIBUS現場總線的解決方案，由AS站417-4-2H主機和ET-200M遠程I/O系統組成。由西門子以太網交換機組成的冗余光纖環網將基礎自動化部分與兩對冗余服務器連在一起。每對冗余服務器間采用同步相互監控，同步進行歸檔與控制。整個系統操作員站與兩冗余服務器間實施同步接收與發送數據，各基礎自動化部分間的數據采用工業以太網進行通訊?？刂破髟诓捎糜布哂嗟耐瑫r還采用了西門子軟件冗余措施，使整個系統能夠雙向安全,可靠穩定運行。網絡系統的配電采用西門子冗余電源，提高了整個系統的可靠性與穩定性。 脫硫脫硝系統 太鋼4號燒結項目配套的脫硫脫硝工程的控制系統采用西門子SIMATIC S7-400H冗余控制系統，控制的工藝系統及工藝段包括：1.脫硫脫硝主工藝系統、2.制氨系統、3.風、水、電、氣等輔助系統。計算機控制系統對脫硫脫硝工程主工藝生產過程進行監視、操作和控制并可根據程序設定實現報警、生產管理、報表打印等功能。 一級自動化控制系統由SIEMENS S7-400H PLC、遠程I/O、HMI、現場儀表及工業通訊網絡構成的控制系統，完成對脫硫脫硝主工藝系統和制氨系統等設備的控制與監視，實現對整個生產線的分散控制，集中操作和管理。 計算機控制系統主要包括<