施耐德Quantum PLC在安鋼360m2燒結(jié)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

國(guó)際金屬加工網(wǎng)

　　本文介紹了Quantum PLC在燒結(jié)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，及自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成绍挤、特點(diǎn)和功能章神。
　　1 前言
　　燒結(jié)礦作為高爐冶煉的主要原料，其質(zhì)量直接影響高爐生產(chǎn)籽榕。安鋼360m2燒結(jié)機(jī)于2005年6月投產(chǎn)以來(lái)爷耀，運(yùn)行一直很平穩(wěn)，該系統(tǒng)主要向安鋼2200m3高爐提供優(yōu)質(zhì)燒結(jié)礦拍皮。該系統(tǒng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和PLC軟硬件設(shè)備歹叮，并應(yīng)用先進(jìn)的燒結(jié)工藝優(yōu)化控制軟件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制铆帽、監(jiān)控及管理咆耿，為安鋼燒結(jié)生產(chǎn)走向大型化邁出了一大步。
　　2 自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成
　　自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)設(shè)備的聯(lián)鎖控制锄贼，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集與分析票灰，過(guò)程與設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控與報(bào)警，過(guò)程趨勢(shì)數(shù)據(jù)的采集與處理宅荤，報(bào)表打印屑迂，畫(huà)面顯示。完成了生產(chǎn)設(shè)備的基礎(chǔ)自動(dòng)化及過(guò)程計(jì)算機(jī)控制冯键。各個(gè)PLC站惹盼、上位監(jiān)控機(jī)、工程師站之間采用雙環(huán)路光纖配置的TCP/IP工業(yè)以太網(wǎng)連接惫确，構(gòu)成了燒結(jié)生產(chǎn)的綜合監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)诅鹰。
　　根據(jù)燒結(jié)工藝對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的要求，360m2燒結(jié)機(jī)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)采用施耐德Quantum 140 系列PLC（CPU模板：140 CPU 53414A流沦；通訊模板：140 CRP 93200笋骡，140 CRA 93200絮商，140 NOE77101；輸入模板：140 DAI75300叮盲，140 ATI03000铆韭，140 ARI03010，140 ACI03000只忿；輸出模板：140 DRA84000菜涯，140 ACO02000）可實(shí)現(xiàn)配混系統(tǒng)、燒冷系統(tǒng)禾膀、成品整粒系統(tǒng)拣末、主抽風(fēng)系統(tǒng)、主粉塵系統(tǒng)及電除塵卸灰系統(tǒng)的邏輯順序控制驹柴，對(duì)主抽風(fēng)機(jī)饼瓮、點(diǎn)火爐等生產(chǎn)工藝的數(shù)據(jù)采集處理及回路控制。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置簡(jiǎn)圖如圖1冒萄。
　　系統(tǒng)由5臺(tái)PLC臊岸、3個(gè)工程師站和10個(gè)監(jiān)控站組成∽鹆鳎基礎(chǔ)控制層采用Quantum 140 系列PLC帅戒，PLC主站與分站之間采用遠(yuǎn)程I/O方式擴(kuò)展。各PLC站通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊模板崖技、交換機(jī)逻住、TCP/IP工業(yè)以太網(wǎng)與工程師站或監(jiān)控站可進(jìn)行通訊，傳輸速率為100M pbs迎献，傳送介質(zhì)為超五類屏蔽雙絞線瞎访。系統(tǒng)具強(qiáng)大的數(shù)字量、模擬量及回路處理功能吁恍，具備模板化扒秸、體系結(jié)構(gòu)可擴(kuò)展的特點(diǎn)，包括CPU冀瓦、I/O模板伴奥、I/O接口、通訊模板秘舅、電源和底板等颂睛。監(jiān)控系統(tǒng)（HMI）采用Intellution公司的iFIX3.5監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程工藝流程及各參數(shù)的采集顯示猩烘、報(bào)警车咕、回路控制畫(huà)面，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及趨勢(shì)圖内会，報(bào)表等監(jiān)控功能淹郎。操作系統(tǒng)為Windows 2000衔侯，編程軟件采用Concept2.6，它支持５種IEC標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言氛硬，系統(tǒng)提供了派生功能塊（DFB）静瞄，并可在Concept2.6應(yīng)用程序中反復(fù)調(diào)用，如果一些特定的算法或邏輯控制需要改變枣惨，只需修改DFB功能塊即可。

　３　系統(tǒng)功能　　
３．１電氣控制
根據(jù)工藝要求和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況虚烂，系統(tǒng)從整體上分為機(jī)旁操作和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖運(yùn)行邮敛。機(jī)旁操作是指操作人員在現(xiàn)場(chǎng)操作箱上進(jìn)行設(shè)備的啟動(dòng)、停止及設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)速度設(shè)定歉摧。當(dāng)一臺(tái)設(shè)備于機(jī)旁操作狀態(tài)時(shí)艇肴，不再參與系統(tǒng)的其它聯(lián)鎖。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖運(yùn)行是指處于自動(dòng)運(yùn)行的所有設(shè)備每一時(shí)刻都參入各自聯(lián)鎖條件叁温，如運(yùn)行安全聯(lián)鎖再悼、工藝參數(shù)聯(lián)鎖、啟動(dòng)或停止順序聯(lián)鎖等膝但，有效地防止因下游設(shè)備故障而引起上游皮帶堆料冲九。以配混系統(tǒng)為例，闡述控制原理跟束。如簡(jiǎn)圖2莺奸。

　　圖2
　　在圓盤(pán)配料系統(tǒng)中，給料量主要由圓盤(pán)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定冀宴，并且與圓盤(pán)的轉(zhuǎn)速成線性比例關(guān)系灭贷。處于機(jī)旁手動(dòng)操作方式時(shí)，操作工可手動(dòng)調(diào)節(jié)操作箱上電位器來(lái)控制變頻器頻率略贮，從而控制圓盤(pán)給料機(jī)的轉(zhuǎn)速甚疟。處于自動(dòng)運(yùn)行方式時(shí)，中控室操作工可從上位監(jiān)控機(jī)設(shè)定流量給PLC梯盹，同時(shí)電子皮帶秤測(cè)出一個(gè)實(shí)際流量信號(hào)反饋回PLC參加PID運(yùn)算俗股，最后，得到一控制量疫谱，通過(guò)MB+網(wǎng)控制變頻器做堂，從而控制圓盤(pán)給料機(jī)的轉(zhuǎn)速。達(dá)到控制物料流量的目的嚣惭。配1虽趋、配2、混1等皮帶機(jī)自動(dòng)控制程序上做了嚴(yán)格的連鎖控制罕擒，避免了下游設(shè)備故障停機(jī)引起上游皮帶堆料問(wèn)題俱猪。
　　3．2儀表控制　　
　【嗟怠（1）信號(hào)的采集與處理
　　利用Concept 2.6軟件特有功能，針對(duì)不同的模擬量輸入信號(hào)和不同參數(shù)需要跟媚，分別編制了工程量轉(zhuǎn)換囱悴、偏差、上下限報(bào)警等各種信號(hào)處理的DFB箍秧，在控制程序中可直接調(diào)用這些功能塊甫题。實(shí)現(xiàn)了混合料礦槽料位測(cè)量及上下限料位報(bào)警，煤氣流量涂召、空氣流量的累計(jì)及瞬時(shí)顯示坠非，煤氣與空氣壓力測(cè)量，低壓煤氣切斷果正，負(fù)壓測(cè)量與顯示炎码，燒結(jié)料層厚度檢測(cè)。實(shí)現(xiàn)了主抽風(fēng)機(jī)入口流量檢測(cè)秋泳，進(jìn)口廢氣負(fù)壓潦闲、溫度測(cè)量，高壓電動(dòng)機(jī)的軸承迫皱、定子溫度測(cè)量及風(fēng)機(jī)軸承歉闰、溫度、振動(dòng)的測(cè)量及超限報(bào)警和停車(chē)等卓起。
　⌒履取（2）點(diǎn)火爐溫度控制
　　點(diǎn)火爐燃燒控制是燒結(jié)工藝的重要環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)可分為點(diǎn)火流量控制和點(diǎn)火溫度控制兩種方式既绩。流量控制為操作員在上位監(jiān)控機(jī)設(shè)定一流量值娶停，給PID調(diào)節(jié)器的SP端，反饋信號(hào)給PID調(diào)節(jié)器的PV端殿腺，然后經(jīng)PID運(yùn)算后輸出一開(kāi)度信號(hào)來(lái)確定調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度肄慨。點(diǎn)火溫度控制為操作員在上位監(jiān)控機(jī)設(shè)定一溫度值，經(jīng)PID調(diào)節(jié)程序輸出一煤氣流量值瓮窑，最終達(dá)到調(diào)整煤氣流量的目的寨铸。
　　4 系統(tǒng)特點(diǎn)
　　（1）故障報(bào)警及自動(dòng)生成報(bào)表。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)拱屈，監(jiān)控畫(huà)面將以警示色提醒用戶妖啸，以便操作工及時(shí)處理。系統(tǒng)能實(shí)時(shí)地將歷史數(shù)據(jù)記錄在上位機(jī)中鸦贩，對(duì)數(shù)據(jù)的查詢高坚、統(tǒng)計(jì)和打印很方便。
　　（2） PLC電源模板冗余垄怯，并采用UPS供電水水，保證了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性剂东，有效地減少故障停機(jī)時(shí)間。
　　（3）上位機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)控和管理某弦，并提供良好的人機(jī)界面桐汤，實(shí)現(xiàn)分布處理與集中管理一體化，而且系統(tǒng)故障率低靶壮，可靠性高怔毛，操作簡(jiǎn)便，控制功能和精度滿足生產(chǎn)工藝要求腾降。
　　5 結(jié)束語(yǔ)
　　該系統(tǒng)自2005年6月投產(chǎn)以來(lái)馆截，運(yùn)行一直很平穩(wěn)，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)事故故障蜂莉，故障率低，可靠性高混卵，完全滿足了大型燒結(jié)機(jī)的自動(dòng)化生產(chǎn)要求映穗。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　
　　　　1、 Modicon Tsx Quantum 硬件手冊(cè)
　　　　2幕随、 Modicon Concept V2.6 編程軟件手冊(cè)
　　　　3蚁滋、廖常初《PLC編程及應(yīng)用》北京機(jī)械工業(yè)出版社 2002
　　　　4、陳伯時(shí) 《自動(dòng)控制系統(tǒng)》中央廣播電視大學(xué)出版社

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軟件風(fēng)機(jī)報(bào)表傳輸交換機(jī)電源

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