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西門子PLC在450m3煉鐵高爐中的應(yīng)用
摘要：PLC已廣泛應(yīng)用于大中小型煉鐵高爐。山東石橫特鋼集團(tuán)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(xiàn)已順利投產(chǎn)，并達(dá)產(chǎn)。 關(guān)鍵詞：PLC 以太網(wǎng)通訊 PROFIBUS-DP 高爐 一、 系統(tǒng)組成 濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)-石橫特殊鋼廠450 m3煉鐵高爐的自動(dòng)化系統(tǒng)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)站決定著煉鐵爐自動(dòng)化的成敗。之外，還有風(fēng)機(jī)房信號(hào)采集，是與槽下上料PLC通過Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線通訊。四者為各自獨(dú)立的系統(tǒng)，以工業(yè)以太網(wǎng)建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)工作站之間、上位機(jī)之間數(shù)據(jù)的傳遞�！ � 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖
網(wǎng)絡(luò)組態(tài) 二、系統(tǒng)配置 1. 系統(tǒng)應(yīng)用軟件： 操作系統(tǒng)Windows xp 監(jiān)控軟件WinCC 6.0 編程軟件STEP 7 V5.2 2.系統(tǒng)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(gòu)成。只是根據(jù)I/O點(diǎn)的數(shù)量、程序量的大小、處理能力、現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)類型和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)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(jī)架，插有CPU模塊的機(jī)架為本地機(jī)架，另四個(gè)為擴(kuò)展I/O機(jī)架，通過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(nèi)，槽下/爐頂/卷?yè)P(yáng)各設(shè)備相應(yīng)的控制信號(hào)分別引入這三個(gè)機(jī)架中的I/O模塊，本體配置一個(gè)擴(kuò)展I/O機(jī)架，放在高爐值班室的一個(gè)PLC控制柜內(nèi)，本體各設(shè)備相應(yīng)的信號(hào)分別引入這個(gè)機(jī)架中的I/O模塊。熱風(fēng)爐配置本地一個(gè)，遠(yuǎn)程機(jī)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(cè)和邏輯控制，煤氣除塵控制站設(shè)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(jī)采用研華工控機(jī):奔騰 PIV2.6GHz主頻，256兆內(nèi)存，40G硬盤，網(wǎng)卡10/100M自適應(yīng)/3C905；21英寸高分辨率彩色純平顯示器�！ ⌒枰⒁獾膯栴}：
1.各個(gè)機(jī)架能插入的模塊數(shù)，一方面受采用的安裝導(dǎo)軌的長(zhǎng)度及模塊的寬度總合限制，另一方面受它們從S7-300PLC背板總線取得電流值的限制�！ �2．S7-300PLC模塊的排列次序?yàn)镾M/FM/CP. 三、系統(tǒng)的軟件編程 利用SIEMENS STEP 7編程軟件對(duì)系統(tǒng)編程。首先，用STEP 7軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行硬件組態(tài)，然后再用STEP 7軟件編程，允許結(jié)構(gòu)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，最后通過系統(tǒng)組織塊OB，調(diào)用控制功能塊FC，來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的功能。
熱風(fēng)爐程序
組織塊OB
采用這樣的結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)： 1、對(duì)大規(guī)模的復(fù)雜的程序容易理解。 2、可以對(duì)單個(gè)程序進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化�！ �3、組織程序簡(jiǎn)化，便捷�！ �4、有利于整套控制系統(tǒng)的調(diào)試、維護(hù)�！ � 四、監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì) 操作系統(tǒng)采用Windows 2000，監(jiān)控軟件采用功能強(qiáng)大的WinCC 6.0軟件。用戶可在各操作站方便地獲得實(shí)時(shí)過程信息，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，使用戶能夠快速簡(jiǎn)單地開發(fā)系統(tǒng)，而且提供了工業(yè)界最為強(qiáng)大的功能，包括實(shí)時(shí)過程監(jiān)控和監(jiān)督控制，報(bào)警和報(bào)警管理，歷史數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)過程控制，基于用戶的安全系統(tǒng)，方便的系統(tǒng)擴(kuò)展，網(wǎng)絡(luò)等�！ ∫圆巯聻槔� 該站監(jiān)控系統(tǒng)完成的工作有:通訊配置，過程數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)生，過程數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)造，歷史數(shù)據(jù)分配，記錄及存儲(chǔ)�？芍谱鞅匾墓に囷@示畫面、上料系統(tǒng)設(shè)備動(dòng)作畫面、配料料單、操作畫面、強(qiáng)制畫面、歷史趨勢(shì)畫面、數(shù)據(jù)顯示畫面、棒圖顯示畫面、報(bào)警畫面及聲光報(bào)警功能。槽下和爐頂工藝流程盡量顯示在一個(gè)工藝畫面中，同時(shí)顯示本體主要的控制參數(shù)。料單畫面可進(jìn)行裝料程序選擇及設(shè)定、爐料稱量值的設(shè)定及顯示、備料狀態(tài)和放料狀態(tài)顯示及強(qiáng)制。所有的顯示和人機(jī)對(duì)話都是漢化的。操作人員可在不影響生產(chǎn)的情況下調(diào)出本站的數(shù)據(jù)顯示或其它站的數(shù)據(jù)顯示。
槽下上料工藝畫面
五、操作方式： 各系統(tǒng)設(shè)有兩種操作方式：主控室上位機(jī)上的CRT操作方式和機(jī)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(dāng)操作控制條件和工藝及設(shè)備連鎖條件成立時(shí)； 2. 機(jī)旁就地操作方式：此種方式是僅單機(jī)設(shè)備最基本的安全連鎖無(wú)其它連鎖�！ 〗Y(jié)束語(yǔ): 光纖以太網(wǎng)作為高爐自控系統(tǒng)的骨干網(wǎng)絡(luò)使數(shù)據(jù)傳輸不受電磁干擾的影響，可靠的實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸、高度數(shù)據(jù)共享。環(huán)形的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)加強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性�！ TEP 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(tǒng)有豐富的功能塊用戶可直接調(diào)用�！ ≡撓到y(tǒng)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(yùn)行穩(wěn)定、可靠，使高爐迅速達(dá)產(chǎn)，穩(wěn)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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