西門(mén)子PLC在450m3煉鐵高爐中的應用

摘要：PLC已廣泛應用于大中小型煉鐵高爐。山東石橫特鋼集團于2004年12月建造的450 m3高爐采用了自動(dòng)化控制技術(shù)，現已順利投產(chǎn)，并達產(chǎn)。 　　關(guān)鍵詞：PLC  以太網(wǎng)通訊   PROFIBUS-DP  高爐　　一、 系統組成　　　　濟南鋼鐵集團-石橫特殊鋼廠(chǎng)450 m3煉鐵高爐的自動(dòng)化系統的組成主要包括：槽下上料、高爐本體、熱風(fēng)爐和煤氣除塵，這幾個(gè)站決定著(zhù)煉鐵爐自動(dòng)化的成敗。之外，還有風(fēng)機房信號采集，是與槽下上料PLC通過(guò)Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)通訊。四者為各自獨立的系統，以工業(yè)以太網(wǎng)建立聯(lián)系，實(shí)現工作站之間、上位機之間數據的傳遞�！　� 　                          　網(wǎng)絡(luò )結構示意圖
　　　　                            網(wǎng)絡(luò )組態(tài)　　二、系統配置　　1. 系統應用軟件：　　操作系統Windows xp　　監控軟件WinCC 6.0 　　編程軟件STEP 7 V5.2　　2.系統硬件配置：　　　　各個(gè)工作站的硬件大同小異，都是采用SIMATIC 300 CUP 和S7-300 I/O模板、通訊模板、電源模板、連接模板等構成。只是根據I/O點(diǎn)的數量、程序量的大小、處理能力、現場(chǎng)信號類(lèi)型和現場(chǎng)設備限制等，配置稍有差異�！　　　「郀t主站控制站采用S7-300 CPU配置為：CPU 416-2DP,以太網(wǎng)通訊模塊為CP443-1,300系列I/O模塊，四個(gè)I/O機架，插有CPU模塊的機架為本地機架，另四個(gè)為擴展I/O機架，通過(guò)PROFIBUS-DP協(xié)議串行連接，其中三個(gè)放在槽下值班室的一個(gè)PLC控制柜內，槽下/爐頂/卷?yè)P各設備相應的控制信號分別引入這三個(gè)機架中的I/O模塊，本體配置一個(gè)擴展I/O機架，放在高爐值班室的一個(gè)PLC控制柜內，本體各設備相應的信號分別引入這個(gè)機架中的I/O模塊。熱風(fēng)爐配置本地一個(gè)，遠程機架兩個(gè)，采用S7-300CPU,配置為：CPU315-2DP, 以太網(wǎng)通訊模塊為CP343-1,300系列I/O模塊進(jìn)行檢測和邏輯控制，煤氣除塵控制站設一個(gè)主站，一個(gè)I/O站，與熱風(fēng)爐配置相同�！�                　槽下上料PLC配置圖
　上位機采用研華工控機:奔騰 PIV2.6GHz主頻，256兆內存，40G硬盤(pán)，網(wǎng)卡10/100M自適應/3C905；21英寸高分辨率彩色純平顯示器�！　　⌒枰�注意的問(wèn)題：
　　1.各個(gè)機架能插入的模塊數，一方面受采用的安裝導軌的長(cháng)度及模塊的寬度總合限制，另一方面受它們從S7-300PLC背板總線(xiàn)取得電流值的限制�！　　　�2．S7-300PLC模塊的排列次序為SM/FM/CP.　 三、系統的軟件編程　　　　利用SIEMENS STEP 7編程軟件對系統編程。首先，用STEP 7軟件對系統進(jìn)行硬件組態(tài)，然后再用STEP 7軟件編程，允許結構化的程序，也就是說(shuō)可以將程序分解為單個(gè)的自成體系的程序。我們把控制程序分解成若干個(gè)部分——控制功能塊FC，最后通過(guò)系統組織塊OB，調用控制功能塊FC，來(lái)實(shí)現整個(gè)系統的功能。
　　熱風(fēng)爐程序

　　組織塊OB
　　　　采用這樣的結構的優(yōu)點(diǎn)：　　1、對大規模的復雜的程序容易理解�！　�2、可以對單個(gè)程序進(jìn)行標準化�！　�3、組織程序簡(jiǎn)化，便捷�！　�4、有利于整套控制系統的調試、維護�！　� 四、監控畫(huà)面的設計　　　　操作系統采用Windows 2000，監控軟件采用功能強大的WinCC 6.0軟件。用戶(hù)可在各操作站方便地獲得實(shí)時(shí)過(guò)程信息，進(jìn)行交互操作，作出更快更有效地決策。WinCC 不僅包含大量圖形工具，使用戶(hù)能夠快速簡(jiǎn)單地開(kāi)發(fā)系統，而且提供了工業(yè)界最為強大的功能，包括實(shí)時(shí)過(guò)程監控和監督控制，報警和報警管理，歷史數據，統計過(guò)程控制，基于用戶(hù)的安全系統，方便的系統擴展，網(wǎng)絡(luò )等�！　　　∫圆巯聻槔�： 該站監控系統完成的工作有:通訊配置，過(guò)程數據庫產(chǎn)生，過(guò)程數據庫構造，歷史數據分配，記錄及存儲�？芍谱鞅匾�的工藝顯示畫(huà)面、上料系統設備動(dòng)作畫(huà)面、配料料單、操作畫(huà)面、強制畫(huà)面、歷史趨勢畫(huà)面、數據顯示畫(huà)面、棒圖顯示畫(huà)面、報警畫(huà)面及聲光報警功能。槽下和爐頂工藝流程盡量顯示在一個(gè)工藝畫(huà)面中，同時(shí)顯示本體主要的控制參數。料單畫(huà)面可進(jìn)行裝料程序選擇及設定、爐料稱(chēng)量值的設定及顯示、備料狀態(tài)和放料狀態(tài)顯示及強制。所有的顯示和人機對話(huà)都是漢化的。操作人員可在不影響生產(chǎn)的情況下調出本站的數據顯示或其它站的數據顯示�！　�
　　槽下上料工藝畫(huà)面
 五、操作方式：　　　　各系統設有兩種操作方式：主控室上位機上的CRT操作方式和機旁就地操作方式，兩種方式定義： 　　　　1. CRT操作方式：此種方式是當操作控制條件和工藝及設備連鎖條件成立時(shí)；　　　　2. 機旁就地操作方式：此種方式是僅單機設備最基本的安全連鎖無(wú)其它連鎖�！　　　〗Y束語(yǔ):　　　　光纖以太網(wǎng)作為高爐自控系統的骨干網(wǎng)絡(luò )使數據傳輸不受電磁干擾的影響，可靠的實(shí)現高速數據傳輸、高度數據共享。環(huán)形的網(wǎng)絡(luò )結構加強了系統的可靠性�！　　　�STEP 7編程軟件提供了多種語(yǔ)言適用于多方面、多層次的編程人員，易學(xué)、易懂、好用，系統有豐富的功能塊用戶(hù)可直接調用�！　≡撓到y采用SIMATIC 300 CUP 和S7-300系列模板，大大降低了投資成本。自投入以來(lái)故障率較低，運行穩定、可靠，使高爐迅速達產(chǎn)，穩產(chǎn)。相信SIEMENS S7系列PLC在工控領(lǐng)域會(huì )得到更為廣泛的使用。

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