韶钢原料保料工程中PLC系统的升级

韶钢原料保料工程中PLC系统的升级

王建平  李华良  刘跃湘  陈凤全

  (广东韶关钢铁股份有限公司烧结分厂)

摘  要  在韶钢6号烧结机原料保料工程中，通过利用原有PLC控制系统，对其软、硬件进行升级改造，并对远距离通讯网络进行优化，大大提高了自动控制水平，使系统更加稳定、完善，大幅度提高了设备作业率，保证了生产的稳定顺行。

关键词  PLC  原料厂  网络  硬件

1  概  述

随着韶钢的发展，提高钢产量所需的矿料剧增，而新上的大原料工程未完工，加上原材料价格大幅上涨，迫切需要改造老系统来增加成本相对较低的烧结矿的供给。韶钢原料6号烧结机保料工程在对老系统进行改造、完善的基础上，新增了取-5、取-6、取-7、取-8、取-9、取-10、新取-3(改造的)共7条皮带输送机及重型卸料车等设备。从整个施工过程来看，新老系统对接，实现联动，是整个工程的重点，也是难点。通过对原料P L C控制系统硬件和软件进行改造升级，实现了新旧系统的互联，互通，互控。

2  P L C控制系统

2．1  工程工艺控制系统

原料6号烧结机保料工程，新老系统对接增加了10个子系统，修改3个子系统，共13个子系统。各系统中的预配料室料仓、混匀料堆、4^#烧结机料仓、5^#烧结机料仓、6^#烧结机料仓、二次料场料堆等不属于电气设备，不受电气控制，它们只代表物流顺序。主要工艺流程及电气连锁关系见图l。

2．2  系统硬件

1)PLC网络系统

控制级采用TCP／I P协议，工业以太网，网络波特率为1 0／1 00 M bps，采用光纤进行通讯。现场级采用现场总线Profibus—DP，总线传输介质为通讯电缆和光缆，网络波特率为1 9.2 kbps。6号烧结机保料工程在4^#配电室新增了一个E T200远程站，E T200与主站之间通过多模光纤进行数据传输，中间经光电链路器O L M／G 11-1 300进行光电转换。这种应用方式极大地减少了控制电缆的数量和长度，减少了因电缆过长而引起的接地或接线不良等故障，减小了信号的干扰和衰减程度，也减少了费用的投入。另外，采用光缆连接远程站的通讯方式，使得通讯距离比应用同轴电缆通讯长了很多，并且消除了电压、电流的干扰，提高了数据传输质量。网络图见图2。

2)上位机系统

工程对老系统的原有上位机系统进行了改造升级，所有的数据显示和操作都可以在上位机上完成，并有故障声光报警和历史趋势统计图。配置的两台上位机都可作为操作员站，且两台工控机可互为备用。上位机使用屏蔽双绞线与以太网交换机相连，通过以太网模块与P L C主机进行数据交换，给操作人员提供最完备的使用环境。

2．3  硬件组态

由于保料工程新增加一个远程站ET200和SDPB-40A-007模块，导致AS6主站(2^#配电室)的硬件组态发生变化。硬件组态图见图3。

新增加了SDPB-40 A-007模块，它可将0～20 m A的信号连接到较高级现场总线。连接线为4芯(白色、黑色、棕色、蓝色)Profibus-DP总线，白色线接信号正极，黑色线接信号负极，棕色线接电源正极，蓝色线接电源负极。模块可将模拟量信号转化成数字信号，由4针M 8连接件供电，具有2个单独的电路，模块工作电源和输入工作电源由24 V电源提供；模拟量传感器的供电电源通过另外一个24 V电源来提供，两电源供电时，应统一接地，否则，两电源不在同一个接地系统，可能会造成两电源电压不相等，信号会有波动，导致信号失真。

2．4  系统软件

系统软件采用S T E P 7编程软件，编程简便、灵活。它用于S I M A T I CS7、M 7、c7和基于P C的W I N A C，是供其编程、监控和参数设置的标准工具。系统由Windows NT升级为Windows 2000及其以上版本，使系统具有良好的运行实时性和快捷性。

2．5  系统控制

自动启动时，按照逆物流方向顺序启动设备；自动停机时，按照顺物流方向延时停止设备；当某一设备出现事故跳闸时，由故障设备开始进行逆物流跳闸(除铁器、电子皮带秤、取样器等不参与跳闸)。并且本系统允许有多个流程在运行中，但不允许同时操作两个及以上流程启动或停机。当有两条流程在运行时，如果其中一条流程的某一设备出现故障造成此流程设备联跳时，不能影响另一条正在正常工作的流程。设备控制方式为自动和机旁手动。自动控制方式即按照预先设定的流程启动或停止相关的设备，是一种正常运行方式，要求现场设备必须处于正常状态。自动方式为系统的最佳控制方式，在此方式下，设备的空载运行时间最短，操作员的操作步骤最少。机旁手动即在就地操作箱上把手动／自动选择按钮打在手动位置，从操作箱上发出启停或开关命令，实现对现场设备的操控。在此种方式下，P L C就失去了控制此设备的功能。具体设备的位置和流程顺序参见图4。

3  改造效果

通过新增一个远程站，并对软、硬件进行升级改造，优化了P L C通讯网络，使之达到了对新增设备进行远程自动控制的效果，原料系统的自动化程度得到提高，系统更加完善。供料系统因设备误产时间明显下降，设备作业率从83％提高到95％，提高了供料的质量和产量，满足了烧结厂的用料需求；同时，大大减少了人力物力消耗，降低了生产成本，获得了显著的经济效益。

4  需进一步完善的方面．

设备控制方式除自动、机旁手动外，还可增加一种集中手动方式，即在操作员站对单台设备实行远程控制，这样既方便设备检修，又可减少人力浪费，使自动化水平得到更大提高。

参考文献

[1]  寥常初．大中型PLC应用教程[M]．北京：机械工业出版社．2005．192—220．