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普锐特冶金技术为芬兰的 SSAB Raahe 钢铁厂执行了焦炉PLC(可编程逻辑控制器) 系统现代化改造项目。改造工作几乎全部在不中断正常炼焦生产的情况下完成,而且 没有造成任何事故或人员伤亡。

SSAB欧洲钢铁公司拥有三个炼焦厂,两个分别在瑞典的 Oxelösund和Luleå,一个在芬兰的Raahe。其中, 芬兰的Raahe厂每年生产大约870,000吨冶金焦,供给公 司的两座高炉用于铁矿石冶炼。在2013年,公司作出决定, 对Raahe厂炼焦设备的PLC系统进行现代化改造。改造的目 标是:延长现有自动化系统的使用寿命;提高炼焦自动化水 平;保证将来的备品备件供应;同时改善机械安全、故障诊 断、IT网络安全和数据记录。项目有两个关键的前提条件: 所有改造工作必须在正常生产过程中完成,而且要以最安全 的方式进行。

项目范围

SSAB现代化改造项目包括了21套焦炉机械控制PLC系统, 涉及了原料煤输送、第一和第二焦炉组、焦炉机械、干熄焦 和NH3/H2S处理的8,500个输入/输出信号。原有的S5 PLC 系统被升级成经典的S7系统。所有的新PLC和HMI(人机界 面)站都集成到新的冗余Profinet环网中,并通过防火墙同 其他工厂网络和系统相连。自动化系统服务区和工程师站设 置了一个单独的DMZ(隔离区)。新的IBA(基于事件的自 动化)诊断工具输入了超过30,000个变量,用于工艺数据的 采集和分析。另外,还更新了多台变频器,机械安全性也大 幅度提高(图2)。SSAB Raahe 投资服务公司负责项目的一般性管理、采购、 协调、安全管理和现场监理。普锐特冶金技术的供货范围包 括第一和第二焦炉组及5套焦炉机械用机械控制PLC(9台) 和NH3/H2S处理用烧嘴安全PLC(2台)。普锐特冶金技术 作为总承包商,负责项目管理协调、PLC改造、硬件设计和 供货、软件开发、工厂验收测试、安装指导和其供货范围内 相关区域的所有安全系统。另外,还提供调试指导、培训和 文件资料。

SSAB Raahe钢铁厂项目经理Tapio Hyvölä对于不同分包商 之间的良好合作十分满意:“项目各方配合得非常好,工作 很顺利。所有承包商都有可靠的当地合作伙伴,这也保证了 将来得到可靠的就地服务。”

图2: 焦炉控制台⸺位于干熄焦系统控制室内

不中断正常炼焦生产

炼焦生产工艺很少允许中断,因为会对下游生产环节造成很 大影响。所以,所有现场改造工作都必须在不中断生产的前 提下完成。从基本设计阶段直到调试期,项目的整个执行过 程中都严格遵循了这一原则。事实上,为了避免生产中断, 设计、安装和调试都是针对每个工艺环节分步进行的。

普锐特冶金技术项目经理Jorma Jalkanen承认,在不中断 生产运行的前提下组织安排不同的调试期,具有相当大的 难度。他将灵活性和各方之间的良好沟通视为最终得以在 规定时间内完成所有调试工作的关键因素。SSAB的Tapio Hyvölä补充说,详细的进度表、精心的准备和反复的检查都 对项目的成功起到了重要的作用。“利用无线局域网通信把 焦炉组机械的协调功能切换到新PLC上,并且建立与二级系 统的通信,是一个关键的挑战。所以,我们在短时间内让新 旧PLC同时工作。”Hyvölä进一步指出:“为了保证改造后 的系统平稳地启动,为焦炉组机械和PLC协调创建了虚拟环 境。这样,能够在培训室内利用HMI进行炼焦工艺的虚拟生 产和控制。”

图3: Raahe钢铁厂优质焦炭的可靠生产

项目成果

随着副产品系统PLC最后完成调试,SSAB和普锐特冶金技 术共同宣布项目成功结束。项目在机械功能、技术方案、时 间进度和资金预算等方面全部达到了主要目标⸺整个项目 期间未发生一起安全事故。“依靠全面的设计和专业的支 持,一切得以按计划进行,”Hyvölä总结说。

通过PLC升级,SSAB延长了自动化系统的使用寿命,提高 了炼焦工艺的可靠性,保证了焦炭质量(图3)。

项目重要节点
  • 合同签署:2013年2月26日
  • 设计阶段结束:2015年5月30日
  • 工厂验收测试结束:2015年6月30日
  • 安装:2013年11月 – 2015年9月
  • 初步验收证书(PAC):2015年10月13日

PAC是24个月质保期的开始。操作和维修培训安排 在整个项目期间,最终于2016年2月5日全部结束。