SLC 500 控制器在高炉上料控制系统中的应用技术

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楼主大中小发表于 2007-9-17 09:37 只看该作者

SLC 500 控制器在高炉上料控制系统中的应用技术

　　SLC 500可编程序控制器是A－B公司生产的一个不断完善的中小型可编程序控制器系列，具有功能强大、处理快速的处理器，较大的存储容量(最多可达64kB)和丰富的指令集，能实现多种控制任务；同时处理器自带多种类型的通信接口：RS－232、DH－485、DH＋、Ethernet，可实现远程控制及与上位机的远程通信；深受工业控制领域的青睐。
　　
　　高炉上料是整个高炉冶炼生产的一个重要环节，担负着为炼铁高炉提供原料的功能，其将来自料仓的各种原料按一定的配料比送到高炉内进行冶炼。整个上料过程大部分是顺序逻辑控制，涉及到一些模拟量控制，但没有反馈，不构成闭环过程控制，故而多采用PLC进行控制。
　　　
　　
　　辽阳钢铁集团2#高炉是2003年新建的高炉，上料系统采用继电器控制方式，手动操作，人工记录，劳动强度大，极易误操作，使得高炉的利用系数低；2004年9月份决定采用PLC控制系统，根据实际情况和特点选用了SLC 500 PLC，对原有的系统进行全面的自动化改造。
　　
　　系统结构及软件配置　
　　
　　控制系统由SLC 500 PLC和上位工控机组成(如图1所示)。根据控制任务需要，使用1747－L551处理器，2个1746－IB32数字量输入模块，1个1746－OB32及1个1746－OB16数字量输出模块，2个1746－NI8模拟量输入模块；上位机采用研祥工控机，通过以太网经交换机与处理器进行数据通信。所有输入输出(除模拟量输入部分)都采用中间继电器隔离，强、弱电分开，使系统更安全可靠。PLC柜和上位机均安装在料车主卷扬的控制室内，所有输入输出点通过电缆连接到位于主卷室内的输入输出模块。
　　
　　

　　
　　
　　
　　使用RSLogix500对控制器进行编程；用RSLinx对处理器通道进行组态。同时RSLinx也是连接上位机和控制器的通信软件；上位机监控软件使用RSView32。
　　
　　人机画面构成　
　　
　　系统的人机画面显示各种现场设备状态和工艺参数，根据料单实现对不同矿种的上料量的设定，同时打印当班上料报表。画面的主要组成如下：主画面、设定画面、报警画面、趋势画面、打印画面。主画面(如图2所示)主要显示高炉上料时的各种实时数据和现场设备状态，如1～8#振动筛的状态、1～8#料秤的瞬时称量值及料秤门的开关、皮带的起停、料车位置、钟阀开关、探尺位置等；设定画面完成1～8#料秤上料值设定及高炉料线设定功能；报警画面显示各种报警信息，如大小钟故障、卷扬故障、振动筛故障、亏料超料、料秤门开/关故障等；趋势画面显示8个料秤上料总量的实时趋势；打印画面为记录当班各料仓上料数据，不实时显示出来，每天换班时可自动打印出来。
　　
　　

　　
　　
　　程序的设计　
　　
　　该系统共使用了112个数字量输入输出点、16个模拟量输入点、500多位中间变量位，不仅涉及到顺序逻辑控制，还有对模拟量的控制、数据处理和故障处理，整个系统的编程量较大。在此，采用多个子程序分段实现的设计方法。除主程序外，还包括主卷扬、1～8#料秤、左右中间仓、钟阀、探尺、故障报警、数据处理共15个子程序块。主程序控制整个上料流程，子程序则控制相应及相关的设备或完成相关的数据处理功能。
　　
　　系统功能
　　
　　系统分为手动控制和自动控制，通过新安装的转换开关实现。在单机调试、维修、PLC硬件或程序出现故障时，使用手动控制，在原有的操作台上对设备进行控制，从而防止因PLC硬软件出现故障而导致高炉停产；设备和PLC皆正常工作时，使用自动控制方式，通过PLC对设备进行控制和监视。自动控制又分为集中自动和集中手动，在上位机的人机画面上对单个的设备进行选择。当选择集中自动时由PLC用户程序进行控制，选择集中手动时可在人机画面上对单个设备进行集中手动起停(或开关)。
　　
　　当系统的所有设备工作在集中自动方式时，可实现对上料系统的顺序自动控制。程序正常运行时，在人机画面上点击“装料”按钮，振动筛起动向料秤装料，达到设定值后自动停止；再点击“下料”按钮，料秤向皮带上下料；其后程序将顺序自动控制设备：左(右)中间仓门开、左(右)中间仓门关、左(右)车上行、料车过小钟检查点小钟开、小钟关、大钟开、大钟关、放探尺、提探尺。其中1个1746－NI8模块采集8个料称的瞬时称量值，因为振动筛都有余振，该瞬时称量值与人机画面的满点设定值——预满设定值(预满设定值即余振量大小，根据积累的经验进行设定)进行比较，当达到上述值时，振动筛就自动停止，通过余振达到满点设定值，从而实现了精确的按照配料比上料。另一个1746－NI8模块采集探尺的瞬时位置值，再跟设定值比较，从而判断高炉料况，是否亏料、超料。
　　
　　系统同时对所有的电气设备进行了必要的电气联锁，保证设备正常运行和生产安全。设备的电气联锁确保了安全，防止各种不当操作引起设备损坏及安全事故。
　　
　　整个工程于2004 年11月竣工，运行证明PLC控制系统安全可靠，操作灵活，自动化程度高，大大降低了工人劳动强度；控制精度高，误操作少，较大的提高了高炉利用系数，带来了可观的经济效益。
　　　　
　　　　来源：《电气时代》
　　
　　
　　

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