武钢一号高炉有效容积2200，2001年大修改造中，引进了卢森堡PW公司的专利技术——INBA水渣处理法。其主要设备有：粒化箱、冷凝塔、脱水转鼓、渣皮带、各种泵等。高炉设有东西两个出铁口，各有一个粒化箱、一个冷凝塔，其他均为公用。近十年来，在INBA使用过程中，经常出现高压回水泵突然停机、转鼓运行过程中突然停止、转鼓严重带水等诸多问题，造成INBA事故急停，致使INBA作业率不到70%，大大低于设计的期望值，所以从2011年2月底，进行了为期一个月多的中修改造。
一、事故原因分析
1、高压回水泵突然停机原因
高压回水泵是由高压变电所供电，但其启停是受INBAPLC控制，控制信号是由电缆给变电所。其突然停机主要有以下两个原因：（1）INBA一直使用人工操作台控制，由于十来年未对其进行升级改造，老化现象严重，线头绝缘层过厚，二十四伏正电源到操作台仅仅只有十几伏，引起操作台上的信号点闪动。（2）由于现场操作箱老化破损严重，经常会出现信号线接地、现场选自动的信号闪动的问题。只要操作台、现场操作箱信号闪动，高压回水泵运行连锁条件不足，都会造成高压回水泵突然停机。
2、转鼓运行过程中突然停止原因
转鼓由油马达经链条来驱动，油马达依靠液压站提供动力，液压站有两台互为备用的液压泵能连续可靠地保障必要的动力。PLC控制系统根据系统油压和转鼓内水位的变化，通过模拟量输出模块输出一个-10V～+10V的电压信号来调节液压泵前比例阀的开度，以此控制液压油的流量，最终达到调节转鼓速度的目的。其突然停止的原因是：渣流量增大过快时。原先PLC程序控制响应过慢，当渣流量突然增大时，比例阀调节严重滞后，短时间内，转鼓中渣积累过多，超过转鼓最大承载负荷。
3、转鼓严重带水原因
转鼓的主要作用是对水渣的脱水作用，转鼓转速在0.2至1.2之间，转鼓带水严重的原因是：转鼓速度过快。当转鼓速度过快时，就会造成脱水效果变差，转鼓带水严重，系统油压增大，转鼓速度就会进一步加快。形成恶性循环，最终转鼓将停止转动。
二、采取的相应技术改造
1、人机界面系统的设计
由于操作台故障点过多，不能记录报警、历史数据，占地面积大，内部接线比较复杂，不利于设备维护人员的日常维护等诸多缺点，逐渐被淘汰。在中修过程中，使用工业组态软件Intouch设计了INBA人机界面，并将现场操作箱换新。
1.1INBA人机界面介绍
此人机界面操作模式均为三种方式：全自动、手动和机旁。主画面采用菜单式切换模式，其操作简单、易掌握。设备单动时，点击该设备，弹出操作窗口，窗口上有操作按钮、设备运行指示等等，操作完毕关闭该操作画面即可。在全自动方式下，对单体设备可以手动或机旁干预，而不影响整个系统的自动流程。这既减轻了操作人员的负担，又减少了操作转换时间，提高了冶炼速度。并且在人机界面上制作了强大的报警纪录界面和历史趋势界面，这是操作台无法比拟的，当设备出现故障，报警画面就会以行为单位显示该报警。这样就可以更快地确认故障点，及时分流，提高了工作效率，为INBA恢复正常运行赢得了宝贵的时间。在该历史趋势界面上,可以查看从当前时间到过去若干天相关数据的历史曲线和相应数据。为分析INBA近期运行状况提供了强有力的依据。
1.2人机界面的优点
不再使用操作台进行集中控制，改为工控机人机界面控制。这样有两个突出的优点：一是控制更灵活，更精确；二是降低施工和维护成本。报警纪录、历史趋势等在操作台上难以实现的功能在人机界面中都得以实现。取消了操作台，直接降低了备件和施工成本，由于我们一直使用人机界面监视，现在增加了控制功能，但软件订货费用并没有增加。取消操作台后相应的故障源也就不存在了，这样就节省了维护成本，同时减少了设备故障耽误。
2、转鼓转速控制引入闭环PID调节
为了保证渣流量突然增大，计算机系统能够快速响应，转鼓转速控制系统构成了一个闭环速度负反馈控制系统，控制系统组成如下图1所示：
图1转鼓转速控制系统
PLC系统将传感器采集来的系统油压和转鼓水位数据进行函数运算作为设定值，并将转鼓编码器传过来的实际速度讲过函数运算作为反馈值，两者经过PID运算，最终得出一个比例阀的开度值，来调节比例阀的开度。
引入了PID调节，系统的稳定性、快速性和准确性有了显著的提高。PID的作用是通过对设定值与反馈值之间的比较，快速调节输出，使两者之间的偏差减小，工艺要求两者在0.02rpm以内，即便渣流量变化较大，也能实现对转速的精确控制。PID调节器加入前与加入后比较曲线，如图2所示。其中，系统油压为绿色、速度为红色、渣流量为黄色。曲线后半部分为加入后的曲线，响应速度明显加快，并且幅值较小，更加稳定。
图2PID调节器加入前与加入后比较曲线
3、转鼓速度曲线设计
转鼓速度的PID控制器设定值是系统油压、转鼓液位各自进行函数运算之后计算出来的相应转鼓转速相加得来的，系统油压与转鼓速度之间函数曲线如下图3所示。
图3系统油压与转鼓速度函数曲线
转鼓液位与转鼓速度之间函数曲线如下图4所示。
图4转鼓液位与转鼓速度函数曲线
通过增加PID调节器和对函数曲线的调整，比例阀对系统油压及转鼓水位的变化反映跟踪较快并且相当稳定，改造后的系统油压、速度和渣流量曲线如图5所示，其中，系统油压为绿色、速度为红色、渣流量为黄色。由图可见，渣流量变化时，系统油压和转鼓速度几乎同时随之变化。
图5系统油压、速度和渣流量曲线
三、结束语
通过此次中修改造，INBA的运行状况得到了很大的改善，并且之前存在的各种问题从未出现过，为高炉的稳产、高产、顺产奠定了基础，INBA系统的使用率从原先的不到70%提高到现在的98%，减轻了岗位的工作量。实践证明，此次改造获得圆满成功，具有很高的经济效益和环境效益，同时具有良好的社会效益。
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