六面顶压机的对控制装置的要求:
　　六面顶压机为人造金刚石合成的关键性设备，它具有多规范、自动化程度较高的特点，过去采用继电器-接触器方式进行控制，其逻辑关系繁琐，所用继电器数量较多（四十多个），因而鼓胀率较高，常由于继电器动作失灵导致压块撞碎，甚至损坏顶锤，增加了原辅材料消耗，影响到设备正常运行。另外，六面顶压机对六只压缸的定位精度及同步性能也有一定的要求，过去的继电器-接触器控制方式存在着响应速度慢、动作迟缓、衔铁粘滞、接触不良等现象、使得六缸定位及同步性能变差，增加了硬质和金顶锤损坏的机会。所以，六面顶压机对控制装置提出了这样的要求：
1、可靠性要高
2、六缸定位及同步控制性要好
　　针对以上二个基本要求，结合六面顶压机的工艺特点，我们利用PLC控制压机使之按以下的程序工作。


PLC机型选择:
　　PLC机型选择的着眼点不外乎有这样几个方面：
1、确定控制规模，即I/O点数；2、价格；3、售后服务是否有保障，我们经过充分调研，以及考虑日后维修上的便利后，终确定选用中外合资无锡华光电子有限公司生产的SR-21PLC,这是一种性能价格比较高的小型PLC，大I/O点数达168点，大容量达1.7K～3.7K指令字，模块化结构，配置灵活，有多种I/O模块和特殊功能模块。该PLC指令丰富，有数据处理功能，能和上位机连接，组成工业局部网。与之相配套的外围设备也基本上能满足用户要求，有打印机接口、EPROM写入器，可接磁带录音机。
控制装置的配置:
　　根据压机工艺特点和对控制装置的基本要求以及整个装置的成本所确立的配置原则，我们决定采用I/O点数80点这一规模的PLC,为了便于今后操作使用，还配置了编程器及打印机接口单元。
电路设计:
　　我们将122～127六个定义号接上接近开关输入信号，分别作为右、前、上三缸活塞空程前进时是否越位以及充液时六缸（此时包括左、右、下三缸活塞）是否同时运行（即同步动作）的监测，其余的I/O接按钮，行程开关，外设时间继电器、接触器、220V交流电磁阀、指示灯等电气元件。在实际安装过程中，为了防止电磁干扰，所有输入线与强电导线严格分开；接近开关输入信号线用双绞线；PLC电源侧加装隔离变压器；所有电磁阀及接触器线圈两端并接R-C吸收器。由于考虑到成本及PLC对来自电源干扰抑制器。

软件设计及数据处理功能的应用:
1、 软件设计：
　　分段工作程序与自动工作程序基本相同，只是在保压结束后不会立即自动卸压，需操作者掀压增压器卸压（即分段卸压）按钮后才卸压，然后直至程序结束。调整程序主要用于手动调整六缸活塞的位置。
2、 数据处理功能的应用
　　由于篇幅，我们这里仅举例说明SR-21数据处理指令在六缸同步监测及调整时防止多个按钮同时操作的用法，下面逐一说明。
（1） 同步监测程序模块




同步检测程序框图

　　上图为同步监测程序模块的框图，框图中的延时是根据具体设备中六缸活塞运动响应快慢来设定的，时间短要求六缸活塞在充液时基本上要求同时开始运动，时间长则允许六缸活塞在充液瞬间是不会同时开始运动的，由于液压系统的调整、高压油路的长短，活塞的摩擦阻力，liuliang的大小等因素均可能影响到每只缸活塞响应速度的快慢，总会有少数缸的活塞运动出现滞缓运动的现象，当这种现象比较严重时，就可能会产生六缸超压时六只顶锤不在中心线上的现象，从而导致故障发生。同步监测的目的就在于：当滞缓现象较严重时，能发出不同步报警信号，同时停止六缸活塞运动，让操作者及时做出相应的处理。
（2） 同步监测梯形图
　　如图所示，它是上面程序框图的具体应用。值得提出的事，梯形图中用772、773、774标志继电器作为compare（比较）的结果，当六缸活塞同步时，与常数63（BCD数）比较结果相等，标志继电器773建立，否则772获774间里，不同步报警。
3） 调整防误操程序框图


结束语:
　　实践证明，PLC在六面顶压机改造中的应用是卓有成效的，所采用的数据处理功能使设计的监测及防误操作程序达到了预期的要求，PLC能在工况较恶劣的环境中使用，而不必过多考虑电压波动、电磁干扰，环境温度和湿度对它的影响，整个控制装置能稳定可靠的运

 0．引言

    1969年美国数字设备公司根据美国通用汽车公司的要求，研制出世界上台可编程序控制器。初只能用于逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称为PLC（ProgrammableLogicController），随着计算机技术和电子技术的飞速发展，其功能远远超出顺序控制和逻辑控制的范畴，不仅实现了数据运算和处理能力，而且体积小，功能强，可靠性高，编程直观，适应性好，接口方便，。

    近年来，随着现代化生产技术的tigao，以及计算机技术、信息技术和通讯技术的相互渗透，纱线的不匀直接导致布面的不平整，这就说明在纱线生产环节极为重要。纱线不匀是影响其品质的重要指标之一。传统的纱线检测方式都是在实验室离线进行的，通过对纱线的抽样，要求一定的温湿度前提下，相对于纱线的在线检测反映出离线检测的滞后性和随机性。RS-232C串行通讯实现比较容易，常被用于自动控制、数据采集、智能仪表等上位机与外部设备的数据通讯。本文设计了VB与欧姆龙PLC-CJ1M（CPU21）之间的数据通信，在线获得纱线的检测数据，如CV值、纱线瞬时直径、平均直径、粗节大值、细节小值等等，及时反映纱线的不匀，使操作人员及时做出相应调整。

    1.上位机与PLC之间通讯实现

    欧姆龙PLC—CJ1M（CPU21）有两个串行通讯口，一是通过欧姆龙专用串口通讯线CS1W-CN226，其网络类型设置为Toolbus，同时将DIP4串行通讯设状态置为ON;一是通过欧姆龙九针串口通讯线XM2Z-200S-CV，其网络类型设置为SYSMACWAY，其它为默认设置，包括端口为COM1，波特率为9600。图1所示为上位机通过RS-232C端口连接到PLC的示意图，也可以称作1:1连接。   

图1RS-232C端口的1:1连接

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    图2所示为上位机与PLC之间通讯实现过程。   

图2上位机与PLC之间通讯实现过程

 1 引言

    在大型机械加工行业尤其是汽车行业中往往用到较多的能源站房及其他站房，如制冷站、循环水站、热交换站、空压站、以及污水处理站等。他们就像人体的心脏、肾脏等重要器官，在工厂的能源（压缩空气、热水、高温蒸气等）供应、循环、回收等过程中起着极为重要的作用。因此，对上述站房系统的监测管理及控制也就成为工厂自动化（FA）的重要组成部分，通过对这些站房实现自动监测控制，可以起到大量节约资源，节省人工的作用。因此，对上述站房的自动监控，也将越来越广泛地得到应用。

    本文主要介绍制冷站、热交换站、循环水站的分布式监控系统。

    2 综合站房工艺流程

    综合站房工艺流程示意图如图1所示。    

图1综合站房工艺流程框图

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    本站房主要完成给用户提供冷源、热源的功能，主要用于剧院、医院、大型办公场所、恒温厂房的中央空调系统等。

    (1)冷冻水监控系统

    本系统以

    制冷机的监控为主，制冷机为大连三洋蒸汽式溴冷机，该机自带PLC和RC-232串口，经转换成RS485口后可方便地与上位机通信，从而很方便地获得制冷机的运行参数。根据冷冻水给、回水温度差及总liuliang判断用户冷负荷状况，确定冷冻机开启台数及阀门大小，保证冷源的合理使用，达到佳的节能及运行效果。

    (2)冷却水监控系统

    冷却水系统通过冷却塔和冷却水泵向制冷机提供冷却水，保证制冷机有足够的冷却水通过，并根据气候及冷负荷调整冷却水运行工况，在冷却水温和水量满足要求的情况，使系统合理运行。

    (3)采暖监控系统

    采暖系统通过热交换器为中央空调提供热水，监控系统的主要任务为控制热交换过程以保证要求的热水温度和liuliang。根据热水给、回水温度差及总liuliang判断用户热负荷状况，确定热交换器开启台数及阀门大小，保证热源的合理使用，达到佳的节能及运行效果。

    (4)循环供水监控系统

    因为采暖和制冷不可能同时使用，为节约成本，本综合站房只采用一套供水系统分冬、夏两季对用户提供热、冷源。冷、热源的切换由电动阀自动切换。

1 引 言
　　热风炉是给高炉提供热风的炼铁设备。在燃烧期，热风炉燃烧高炉煤气，产生的废气流经蓄热室，使蓄热室的格子砖蓄热。在送风期，冷风反向流经蓄热室被加热后送往高炉，为高炉提供连续的、适宜温度的热风，以tigao冶炼强度，降低焦比，达到高炉节能降耗的目的。由于种种原因，相当多的热风炉控制落后，运行状况并不令人满意，有的甚至是手动控制。操作者通常依据个人经验手动调节煤气量和空气量以控制热风炉拱顶温度和废气温度，通入其中的空气和燃气很难恰到好处。由于控制不当，送风温度一直偏低，造成资源的严重浪费，影响高炉的冶炼。热风炉采用自动控制，可以降低操作人员的劳动强度，确保系统安全稳定运行，在一定的程度上起到了降低能耗，tigao风温的作用。
2 热风炉的工艺概述[2]
　　热风炉有燃烧、焖炉、送风三种状态，按燃烧、送风的周期循环工作。其过程为：热风阀、冷风阀关闭，烟道阀和助燃空气、煤气切断阀,调节阀打开时为燃烧状态。此时助燃空气和煤气按空燃比混合，在热风炉顶部燃烧，高温烟气从上向下经过球床体，将热量存储在热风炉内。当拱顶和烟道温度达到设定值，蓄热室储存足够热量，关闭煤气、助燃空气的调节阀、切断阀，关闭烟道阀，热风炉处于焖炉状态，等待送风。需要热风炉送风时，先打开冷风均压阀使冷风阀两端的差压减小，再打开冷风阀和热风阀，关闭冷风均压阀，热风炉处于送风状态。此时，冷风从下向上经过热风炉球床体，被加热成温度略低于拱顶的热风，将储存于热风炉内的热量送往高炉。随着送风时间的延长，风温逐渐下降，热风炉再转入燃烧状态，循环工作。
　　新1#高炉配备3座热风炉，设置有“两烧一送”、“一烧两送”（正常工作）、“一烧一送”（非正常）三种送风制度，由操作人员根据高炉送风需要选取。3座热风炉根据送风制度，遵循拱顶和烟道温度先达到设定值的热风炉先送风的优选原则，交替燃烧、送风，向高炉连续供风。除高炉休风外，系统中应至少有1座热风炉处于送风状态。
3 系统设计[1]
3.1 系统结构设计
　　系统结构分工程师/操作员站、plc控制站2级，网络分上层管理网、下层控制网2层，见图1。上层管理网连接plc控制站和操作员/工程师站，符合tcp/ip协议，通信速率100mb/s，介质为双绞线。plc控制站通过140 noe 771 01以太网适配器与路由器连接，操作员/工程师站为工控机，通过网卡与路由器连接。plc控制站由四个机架组成，其中机架1为主站，其余3个机架为分站。主站和分站之间通过rio处理器接口，rio分支器以及f接头进行连接。采用该网络结构模式具有安装灵活、的特点。工程师/操作员站使用schneider编程软件concept和ifix监控软件完成plc的控制逻辑和人机界面的组态。热风炉控制系统配备2台操作员站，互为备用，接收plc控制站的实时数据，显示热风炉生产过程的流程图、设备运行状况和过程参数值；提供过程量设定值和控制参数的设定、修改画面；显示实时/历史趋势并形成历史数据库；显示设备故障和控制系统自身故障的报警画面；实现报表的生成和打印。另外，系统配备了脱离自动控制系统的操作台，并将关键的工艺参数用二次仪表加以显示，以便在控制系统的非正常状态时进行手动操作，避免控制系统故障带来的损失。




图1 系统结构图

3.2 系统控制功能设计[1][3]
　　热风炉主要是为高炉提供稳定高温的热风，主要检测项目有拱顶温度、废气温度、换热器助燃风出/入口温度、换热器废气入/出口温度、煤气和助燃风压力、liuliang、冷却水压力、liuliang等。控测信号进入plc后进行线性化计算，气体liuliang温度与压力补正，并在操作员/工程师站上显示所有数据。
　（1）顺序控制。plc控制站检测各热风炉的阀门位置和拱顶温度等参数，分析热风炉状态，根据送风制度和送风优选原则，向热风炉发出送风、焖炉、燃烧的指令，使阀门按规定的顺序和连锁要求动作，完成热风炉的状态转换和热风炉之间的送风切换，实现向高炉连续送风的目的。此外，实现系统的安全保护，保证热风炉安全生产。
　（2）模拟量调节。模拟量的调节包括混风调节、煤气总管压力调节、助燃空气总管压力调节和燃烧控制。热风温度是热风炉的重要参数，直接影响高炉炉况。助燃空气和高炉煤气压力保持稳定是保证热风炉燃烧稳定的必要条件。这三个回路均采用单回路调节，由concept软件的连续控制pid功能块实现，该功能块输出与连续信号对应的计算结果，转化为4-20ma的标准信号，作为调节阀的输入，控制过程参数，达到了满意的控制效果。由于热风炉是具有非线性、大滞后等特性的复杂被控对象，而其燃料（高炉煤气）受高炉炉况等因素的影响,热值和压力经常波动，为燃烧的完全自动控制带来了很大困难。经过长期的实践和摸索，将燃烧分为快速燃烧期、蓄热期和焖炉期三个阶段，采用固定煤气量调节空气量的方案烧炉。
3.3 项目效果分析
　　新1#高炉的热风炉自动燃烧的控制包括高炉煤气liuliang调节回路，助燃空气liuliang调节回路和拱顶温度调节回路。煤气量和空燃比由操作人员设定，煤气量的大小关系到拱顶的升温速度。在快速燃烧期，助燃空气量根据煤气量和空燃比自动配给，较小的助燃空气量促使拱顶温度尽快升高。拱顶温度达到设定值后进入蓄热期，由助燃空气调节回路和拱顶温度调节回路经过高选器控制助燃空气调节阀。拱顶温度超过设定值时，拱顶温度调节回路输出快速增大，当其超过助燃空气调节回路的输出时，由拱顶温度调节回路控制助燃空气调节阀；拱顶温度下降或略低于设定值时，拱顶温度调节回路的输出下降，当低于助燃空气控制回路的输出时，重新由助燃空气控制回路按空燃比控制助燃空气调节阀。为避免助燃空气调节回路进入积分饱和状态，在拱顶温度调节回路控制助燃空气调节阀时，需将助燃空气调节回路强制为手动状态。该控制方案达到较好的控制效果，并减少了煤气用量和电能消耗。
4 结束语
　　杭钢集团新1#高炉的热风炉自动控制系统降低了操作人员的劳动强度，tigao系统运行的安全性和稳定性，在一定程度上tigao了热利用率，减少了能耗。自2007年10月投产以来，为降低焦比、tigao高炉利用系数起了积极的作用。

一．系统概述

1、系统主要组成：

能源短缺已经成为全球性的问题，随着经济的发展，日益增长的用天然气需求与天然气资源短缺之间的矛盾迫使都在寻求解决的有效办法。因此，采用现代化手段，建设天然气资源实时监控系统，动态掌握区域天然气资源变化及利用情况，大限度的调控使用效率，是促进经济社会可持续发展的迫切需要。

由北京集智达集成公司研制开发的天然气资源远程监控系统，是一种软件与硬件结合的自动化网络式管理系统。它通过是在天然气源或用天然气单位设备上安装天然气资源测控器，实现对天然气表liuliang、压力、温度等参数的采集和对天然气电动阀的控制等功能，通过GPRS网络，以无线通讯方式与天然气资源管理中心计算机进行通讯，实时对各用气单位进行监管和控制。相关的天然气表liuliang、压力、温度以及天然气电动阀的控制参数等数据自动存入天然气资源管理中心计算机数据库。如用气单位人为开闭阀门，天然气表自然或人为损坏等情况出现,管理中心计算机会同时显示故障原因并报警，便于及时派人到达现场。天然气资源管理中心可根据需要，在不同季节限量采气，控制阀门的开闭；对欠缴气资源费的用户，气资源管理中心工作人员可通过计算机系统对用气单位的电动阀的阀门开度进行异地远程控制，实现气资源管理／销售与监控的自动化、一体化。

二．系统实施内容和设计原则

1．系统实施内容

1) 实现天然气输送参数的实时数据采集，通过采集天然气气表的压力、温度、瞬时liuliang、累计liuliang等参数全方位掌握天然气输送情况，便于及时发现事故隐患和调整输送状况。

2)  实现采集参数的显示、报警、生产报表、图表打印、数据查询、故障查询等功能，为生产监控提供数据基础，达到tigao系统效率、节能降耗的目的。

2．系统设计原则和依据

设计依据：

GB50093-2002    《自动化仪表工程施工及验收规范》

GBJ131-90       《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》

GB50168-92      《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》

GB3836.1-83     《爆炸性环境用防爆电器通用要求》

GB3836.2-83     《爆炸性环境用防爆电器隔爆型电器设备》

GB3836.4-83     《爆炸性环境用防爆电器本质安全性电路和电器设备》

系统设计原则：

本系统方案设计遵循“技术先进，操作简单，扩展性好，有利管理”的原则进行设计。

   技术先进：系统采用当前上较先进的PLC集散式控制系统结构设计，所选用的设备、器材技术性能优越，功能完善，运行可靠，确保整个系统在一定时间内保持先进水平。

   操作简单：系统操作具有灵活方便、易于掌握的特点，操作人员能够方便的使用和维护。

   扩展性好：系统的设计应留有充分的设计余地，以便需要时能进行扩充。系统扩展只需增加相应的设备，避免造成不必要的财力浪费。

   有利管理：系统对监控的场所能方便有关职能部门进行控制与管理。

三．方案设计和系统架构

整套天然气监控解决方案采用4层网络结构方式，分别为：

1．  底层分布式485网络

底层设备采集层，由PLC和相关模拟量采集模块组成，通过485总线采集底层的数据。

2．   GPRS通讯网络

通讯层，通过GPRS网络进行数据采集传输。

3．    服务器数据采集／处理

通过服务器构建数据处理中心，负责数据的采集、处理、报警、存储等操作，即有关数据的处理部分都将在这一层进行。

4．   服务器群组数据发布网络/ Intranet信息发布网络（以后扩展）

设置服务器功能组群（实现组群功能，不一定必须设置服务器）将数据通过WEB服务器上的WEB Service接口进行发布，实现B/S 、C/S体系的无缝集成，同时通过Internet网页发布功能组群实现远程WEB访问以及Win bbbb访问，从而实现除了本地工作站控制外，也可以在任何一个能接入Internet的地点，任意选择WEB工作站以及Win bbbb工作站实现异地远程控制。

采集部分：采用由本公司开发生产的天然气资源控制器，天然气资源控制器集成了气表数据的读取及存储、功能配置等功能，预留功能扩展接口，便于以后升级控制功能。

通讯接口：天然气资源控制器设有两个通讯接口，其中一个为RS485接口，用于现场调试或其他485接口设备的连接；另外一个为RS232接口，用于GPRS模块接口用。通讯波特率为：9600bps；设备掉电后，仍能对天然气表数据进行计数，以保证数据不丢失。

GPRS通讯网络：采用由本公司开发生产的R-8554/8554A GPRS模块，实现底层采集设备至数据采集服务器之间的透明传输。可采用TCP／IP方式，也可以采用UDP方式。针对大数量应用推荐使用UDP方式。

2、系统主要功能：

(1)、天然气源、用户数据电子地图实时监测显示（liuliang、压力、温度、工作状态、等信息）

(2)、天然气源用户信息管理（WR-MIS系统）

(3)、具有实时、分时、定时；单表、群表的基本数据、动静压力、阀门开度等多种数据召测／控制模式

(4)、售气业务管理

包含正常售气管理以及折算调度售气管理

(5)、手工召测功能

任何时候可以在工作站上主动提取监测点的数据。

(6)、数据报表功能

自动生成日报、月报、年报，也可随时进行统计报表、打印。可以设置自动打印功能。

(7)、自动分析计算功能

根据监测的实时数据，分析累计用气量、用户消耗量（如小时用量、日用量），对于异常情况产生告警；可按日、月、年绘出，可统计气源的供气趋势图。 实时绘制监测点瞬时liuliang曲线图、压力曲线图等。

(8)、数据存储备份功能

系统数据库可以本地存储，其存储时间根据需求和计算机配置决定。系统提供数据备份能力，可以方便的对数据库数据进行管理。

(9)、故障自动报警功能

天然气资源控制器本身具有自检功能，自检的故障有：气表故障、传感器故障等，可通过GPRS模块将报警信息主动上传；liuliang压力等采集数据在数据采集服务器中进行报警判断，除超报警限报警外，还可根据参数值进行多种状态判断，比如阀门开度、短路、过载、欠费等一系列报警信息。

(10)、系统自诊断能力

在出现问题后，在任意工作站上，可以通过系统的自诊断功能来进行判断故障，故障自诊断可以诊断底层硬件是否正常，通讯网络是否正常，服务器群组是否正常等故障。

(11)、系统扩充升级功能

系统具有开放的数据接口，方便后期监测点的增加和扩容。

(12)、系统安全权限设置功能

权限设置提供完善的安全认证，非法用户不能进入系统，合法用户根据权限可进行相应的操作。

3、GPRS系统组网

GPRS数据中心可以采用申请专线方式、无线猫方式或公网IP方式组建。

专线方式：需要向移动公司申请专用光缆和固定IP地址，适用于数据采集量大，速度要求较高的场合，同时由于申请专用光缆费用相对较高。

无线猫方式：使用无线猫和GPRS数据卡与各采集点的GPRS模块通讯。这种方式不需要计算机有固定的IP地址，通讯速度适中，数据量适中，推荐本系统使用这种方式（需要一个固定IP地址的GPRS数据卡）。

公网IP方式：需要计算机有固定的公网IP地址，不使用无线猫和其他设备，成本较低，但是通讯速度慢，受公网的数据量影响，通讯有时会出现断线现象。