炼铁原料供应系统中的自动控制
摘要:本文介绍了西门子plc原料供应监控系统,说明了该系统的操作原理和保障生产正常为高炉供应原料的plc程序控制方法,现场总线在自动化原料供应系统中的应用。

结果表明:可以使现场总线的自动化原料供应系统发挥分散控制、集中管理、操作方便、可靠性强、数据完整、监控及时等优势,工人的强度被减轻、操作时间被缩短、减轻了操作工人的劳动强度、自动控制原料供应系统的整体水平被提高。

现场总线路的自动化系统的应用真正使简便、安全的操作成为现实,同时也较少了对于劳动力的需要。

关键词:plc 现场总线原料供应
中图分类号:tp273 文献标识码:a 文章编
号:1672-3791(2012)06(c)-0035-01
唐山不锈钢二期原料供应系统负责给3号高炉和4号高炉供应生产所需原料。

主要设施包括电振给料机、皮带秤、圆盘、传送皮带、分料器、电铃、仓储设备以及除尘系统。

控制系统使用的是西门子wincc/s7-400控制器。

工业以太网连接2台监控计算机和s7-400控制器,s7-400本地扩展1个机架,使用profibus总线拓扑结构连接远程站,通讯协议采用profibus-dp。

系统中现场远程站采用s7im153带s7300系列i/o模板,按设备控制需要带两个扩展机架。

系统中包含数字量输入320点,数字量输出156点,模拟量输入172点,模拟量输出24点,总线敷设距离850m。

监控计算机可以显示整套系统的运行过程、数据显示。

生产操
作人员可以通过这些画面及时掌握设备状态,控制设备和设定运行参数。

下料量、设备状态、报警信号等参数在监控画面动态实时显示,重要参数被归档存储在监控计算机硬盘上。

主要设备的不同状态在监控计算机上有明显相异的颜色和文字,动态实时显示。

设备故障信号和仪表信号报警用不断闪烁图形提醒监控人员注意,所有的故障、报警信号都将被记录,以便以后查询如图1。

1 主要仪控参数的报警、连锁:
所有设备都与其上游设备和下游设备有顺启顺停的连锁关系。

在启动设备时,先起下游设备,只有当下游设备启动后上游设备才按顺序连锁启动;在停止设备时先停上游设备,上游设备停止后,下游设备顺序连锁停机。

每台设备启动时都有故障报警连锁,当启动信号发出后10s扔无运行信号返回的话则发出“故障报警”信号。

另外,电器系统也有保护信号与自动控制系统连锁。

2 主要设备控制方式
机旁手动和控制室集中控制是主要的控制设备。

当使用机旁手动时,控制室操作失效;当控制室集中操作时,机旁操作失效。

其中,控制室集中控制有两种方式,分别为:设备画面手动操作、程序自动操作。

现场手动机旁控制设备启停,中控室无法控制设备,中控室对设备的状态可以进行监控。

集中手动现场设备控制方式选择集中,上位机画面相应设备选择手动,在保留必要保护连锁下由操作人员在控制室控制该设备启
停。

本系统选择crt手动时只有设备本身的安全连锁,与其对应的上、下游设备无连锁。

集中自动,现场设备控制方式选择集中,上位机画面相应设备选择自动,在程序控制下该设备按造工艺连锁要求自动启动和停止设备。

原料供应系统母联柜入口断电时,plc靠ups提供电力继续工作,保证设备不会因plc信号输出中断而造成生产事故。

3 原料供应程序设计
高炉原料供应系统要求供料量要根据炉况及时调整供应量:以plc为控制核心,配料秤将检测到的重量信息转换为4ma～20ma的电流信号,送到plc远程站的模拟量输入模板,通过plc的pid功能块运算后,由模拟量输出模板输出4ma～20ma的电流信号给配料秤二次表,控制变频器调节圆盘的转速来保证按高炉需求供应原料。

圆盘给料机采用abb-acs-800变频器调节圆盘的转速,保证下料量符合高炉生产要求。

设备的自动连锁投入有以下几点。

(1)以焦炭上料系统为例在连锁状态下他的顺序启动关系是:c4电铃→c4皮带→c3电铃→c3皮带→分料器→c2电铃→c2皮带→c1电铃→c1皮带→8#圆盘→7#圆盘→6#圆盘→5#圆盘→4#圆盘→3#圆盘→2#圆盘→1#圆盘。

顺序停止关系是:1#圆盘→2#圆盘→3#圆盘→4#圆盘→5#圆盘→6#圆盘→7#圆盘→8#圆盘→c1皮带→c2皮带→分料器→c3皮带→c4皮带。

(2)在设备全部处于连锁状态下运行时,为保证不撒料,如果一台设备发生故障停止运行,那么它的所有上游设备同时停止运行,而它的下游设备扔继续运行,同时画面显示故障停机;等处理完故障后,点击故障启动按钮则停止的上游设备又按照顺启关系启动。

4 现场总线的应用
一般来说,设备分散、距离较远是原料供应系统车间的特点。

在系统中使用远程i/o不仅可以节省大量的电缆,而且还可以降低成本、减少线路过长造成的不稳定因素,起到降低电磁干扰和增强系统可维护性的作用。

车间的现场布置远程站,可以说工作环境较恶劣,因此,要保护现场i/o模块,必须采用ip65防护等级控制柜。

现场i/o模块有以下几点优势:第一,结构方便,可将其组合在导轨上面,同时可快速更换模块;第二,模块具有诊断led的功能,可迅速根据led找出造成故障的原因;第三,接线端子使用镀锡的自清洁刀刃、弹簧式接触、和抗振动,可明显降低因震动造成的虚接、脱落引起的线路故障。

同时,其也能提高自动化系统的采集精度,保证了精确控制的完成。

5 结语
不锈钢公司的二期原料供应系统实现了分散控制、集中管理、具有操作方便、可靠性强、数据完整、监控及时等优点,减轻了操作工人的劳动强度、缩短了操作时间,提高了我厂自动控制供原料供应系统的整体水平,真正作到了操作简便安全,运行安全可靠同时节省劳动力。

参考文献
[1] abb公司.acs800标准软件固件手册[s].2007.
[2] abb公司.acs800主、从控制手册[s].2006.
[3] 西门子公司.硬件选型手册[s].2005.。