文章编号：１６７１—０７１　１（２０１　１）０２—００４０—０２　改造与更新　

烧结机控制系统的升级改造　

范　杰　

（唐山钢铁股份有限公司炼铁厂，河北唐山０６３０００）　

摘要：详细介绍了唐山钢铁股份有限公司炼铁厂２慌结］０］，ＰＬＣ控制系统的优化改造。改造后系统的可靠　

性、稳定性、可操作性得到了极大提高，并为以后系统Ｉ／Ｏ设备改造预留出升级空问。　

关键词：网络通信；网络结构；ＰＬＣ；ＣＯＮＴＲＯＬＬＯＧＩＸ　

中图分类号：ＴＰ２　文献标识码：Ｂ　

唐山钢铁股份有限公司炼铁厂２饶结机控制系统已运行　

１７年，设备老化，故障频发，严重影响了正常生产。为此　

对２饶结机控制平台进行升级改造，不仅解决了影响生产的　

系统通信问题，而且优化了网络结构，实现了生产控制和　

管理双重功能。　

一、工艺流程简介　

烧结生产工艺流程可概括为各种物料（铁矿粉、熔剂　

和燃料）的破碎混匀配比、混合润湿加温、负压烧结成块、　

破碎冷却筛分，最终获得品质高、强度好、粉末少、粒度　

均匀、化学成分稳定和冶金性能好的烧结矿。　

二、控制系统概述　

１．控制系统现状　

（１）设备老化故障率高　

２唬结机控制系统设备已老化，故障频发，严重影响正　

常生产。　

（２）监控层网络结构落后　

’　原控制系统监控层为菊花链式ＤＨ＋网，通信速率很低，　

不易实现大规模生产控制及生产数据的综合分析管理。此　外，该系统容量小、扩展性及网络互联性差，已不能适应　

现代化生产管理的要求。　

（３）硬件技术落后，备件成本高　

原控制系统是上世纪９０年代初ＡＢ公司的ＰＬＣ５系列产　

品，现已基本停产，备件采购需单独订货，价格昂贵。　

（４）通信速率低　

ＡＢＰＬＣ５系统通信采用ＤＨ＋网和远程Ｉ／Ｏ网，通信速率仅　

５７．６ｋｂｐｓ。监控反应慢，很难实现配料室料量自动调节、一　

４０　中国设备工程Ｉ　２０１１年０２月　二混水分率自动调节等实时性要求较高的控制功能。　

（５）系统总体规划不合理　

系统按控制类型划分，大体分为仪控系统和顺控系统，　

仪控系统根据烧结工艺又分成若干小系统，由不同的ＣＰＵ控　

制，存在严重的资源浪费。　

２．系统优化构想　

硬件设备和网络设备能与现场Ｉ／Ｏ完全兼容；网络数据　

通信一体化，具备快捷、高速、大容量和开放的技术性能；　

系统应具有冗余和容错功能，并具开放性、安全性及自诊　

断功能，操作站、网络、控制级的ＣＰＵ、电源及通信模件要　

求冗余；全面完成生产过程的实时监控和生产过程管理功　

能。　

３．系统设备选型　系统硬件选择ＡＢ公司的该类型系统配置支持的特定的　

解决方案。即用１７７１一ＡＣＮＲ通信适配器代替原通信适配器　

１７７１一ＡＳＢ，通信网络为ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ网，通信介质采用ＲＧ６同　

轴电缆。控制系统需要一个开放的结构，因此选择了功能　

更为强大的ＡＢＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ５０００ＣＰＵ。该ＣＰＵ具有开放性强、　

容量大、易于扩展等特性，其丰富的通信配套产品，便于　

组成冗余的控制层网络结构，且能够根据需要组成任何类　

型的管理层网络拓扑结构，实现与企业内部ＬＡＮ、ＷＡＮ和　

Ｉｎｔｒａｎｅｔ的完全连通。　

４．系统方案实施　

（１）合理规￣ｔＪＣＰＵ的功能，优化硬件配置　

原２境结机ＰＬＣ５控制系统将仪控和顺控系统完全划分　

开。顺控系统包括两对冗余的ＰＬＣ５／

４０ＣＰＵ，仪控系统根据　蹲与更颓　．　。ｔ　。　，　∥　■　“　碥　≈　。薄　

区域分为配料仪控、烧结机仪控和一二混仪控等，用４个独　

立的ＰＬＣ５／１２ＣＰＵ来完成所有监控功能。改造后，新系统取　

消ＣＰＵ使用仪控顺控的划分，将２蝴　结机按生产工艺流程分　

成三个区域，其生产监控分别由三对冗余的ＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ　

５０００ＣＰＵ完成，且每对ＣＰＵ与现场Ｉ／Ｏ采用冗余的ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ　网通信，速率达￣１］５Ｍｂｐｓ，提高了系统运行的可靠性。三对　

ＣＰＵ处于监控层总线上，便于实现各种通信功能。　

①Ｉ＃ＣＰＵ　

主要完成从配料室给料设备至烧结机混合料槽上料工　

艺设备的电气传动控制，及配料室各给料设备的自动调节　

控制和一二混水分率自动调节控制。所有设备信号采集由　

配料和一混远程站（Ｒ—ＶＯ）完成。　

（￣２＃ＣＰＵ　

主要完成圆辊至环冷所有设备的传动控制，及烧结机　

本体、主排、余热回收等所有数据的仪表控制，所有设备　

信号采集由２０．０６ｍ和０ｍ远程站（Ｒ—Ｉ／Ｏ）完成。　

￣３＃ＣＰＵ　

主要完成环冷至Ｏ１成品破碎筛分工艺流程所有设备的　

传动控制，及流程间自动切换控制，所有设备信号采集由　

成品和Ｏｍ远程站（Ｒ—ｖｏ）完成。　

（２）系统网络结构　

改造前，２　晓结机控制系统、１　烧结机控制系统以及加　

工控制系统均为ＤＨ＋网，其间的通信全部通过网桥ＤＨＲＩ／Ｏ　

由远程ＭＳＧ完成。大量ＭＳＧ的使用，占用了大量ＣＰＵ内存，　

而且可靠性低，扩展困难，经常发生网络数据拥堵，监控　

反应滞后现象。　改造后，系统控制层使用ＲＧ６同轴电缆组成冗余的　

ＣｏｎｔｒｏｌＮｅｔ网络，通信速率为５Ｍｂｐｓ，大大提高了控制层网　

络通信的性能和可靠性。监控管理层采用扩展性和兼容性　

很好的星型拓扑结构计算机网络，使用Ｔｃ　Ｐ协议实现网络　

通信，通信速率可达１００Ｍｂｐｓ。使用ＯＰＣ技术，不同系统之　

间可以很方便地进行数据交换和访问。而且网络具有很好　

的开放性，便于和工厂管理网ＥＲＰ　ｆＥｎｔｅｒｐｒｉｓｅ　Ｒｅｓｏｕｃｅ　Ｐｌａｎｎｉｎｇ）互联，实现实时数据上网，且为今后建立大型生　

产过程数据库，实现生产智能控制管理搭建好硬件平台。　

（３）系统软件开发　①ＰＬｃ５系列模拟量Ｉ，０模板在Ｌｏｇｉｘ５０００编程环境下组态　

方法　

ＲＳＬｏｇｉｘ５０００编程环境不支持ＰＬＣ５系列模拟量Ｉ，０模板的　

组态，没有模板组态应用界面，开发出在ＣｏｎｔｒｏｌＬｏｇｉｘ５０００　

平台下各类ＡＢ　ＰＬＣ５系列模拟量Ｉ／Ｏ模板组态数据软件编程方　

法，即单独组态方法和整体组态方法。　

②模拟量Ｉ／Ｏ模板组态的研究与开发　ＲＳＬｏｇｉｘ５０００环境不支持ＰＬＣ５模拟量Ｉ／０模板组态，所有　

模拟量Ｉ／０模板的访问需使用ＭＳＧ读、ＭＳＧ写指令完成，模　

板组态数据须在标签表中进行逐位设置，通过大量实验摸　

索出各类模拟量Ｉ／Ｏ模板组态字的意义。各类模拟量模板的　

相关组态字见表１。　

③ＭＳＧ优化处理　

表１　各类模拟量模板相关组态数据　

模板类型　ＢＴＷ字长　ＢＴＲ字长　ＢＴＷ组态字　组态值　备注　ＩＬ　３７　１５　第２个字　３　３２８　ＩＲ　１５　９　第１个字　３　０７２　５２ｌ　Ｅ型　２８　ｌ３　第１个字　５６６　Ｓ型　ＩＸＥ　５３９　Ｋ型　第５字　９９９　第６字　９９９　第７字　９９９　第８字　９９９　ＶＨＳＣ　６４　ｌ８　第９字　９９９　第ｌ０字　９９９　第１１字　９９９　第ｌ２字　９９９　ＯＦＥ　１３　５　第５个字　－３２７６８　

ＭＳＧ指令占连接数，连接数超过系统规定的限制将引　

起系统通信故障或ＣＰＵ死机，因此应根据各类模板的工作性　

质和在系统中的地位确定ＭＳＧ读、写指令的执行频率，对　

ＭＳＧ进行优化设计，保证系统稳定运行。　

三、结语　

该系统投运后，各项功能满足生产监控和管理的要求，　

大大提高了烧结生产工艺参数控制的准确性和稳定性，为２＃　

烧结机稳定高效的生产起到了非常重要的作用。类似配置　

的应用在国内外尚属首例，可为今后同类型系统改造提供　

借鉴，是一种节约型技术解决方案。　

收稿日期：２０１０—０６—０８　

【编辑：郭霄】　

吉林石化三项成果获国家专利　

吉林石化研究院申报的“一种无温度梯度的绝热固　

定床反应器”等三项成果最近获得国家专利。　“一种无　

温度梯度的绝热固定床反应器”可提供一种能够维持催　

化剂床层轴向温度无梯度、径向反应均匀、可随催化剂　

装填量不同调整气体分布器高度的反应器。适用于反应　

速度快、热效应大，有两种或以上气体参加的气相反应　

过程，是带有可调式气体分布器的绝热固定床反应器。　

（摘编自中国工业新闻网）　

２０１１年ｏ２月ｌ中国设备工程

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