浔之漫智控技术-西门子PLC代理商
西门子PLC模块 , 变频器 , 触摸屏 , 交换机
6ES7222-1HF22-0XA8参数选型

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应用要求

*一个on/off开关系统从PLC控制数据(寻找、绕过、或通过以太网交换机)
*双LAN端口从PLC向以太网交换机配置并传输数据
*内建DI/DO以控制on/off开关系统、检测系统及报警系统
*前端数据计算及存储


系统示意图

系统解决方案

初,此案例中的风力涡轮发电机并无嵌入式计算机,因此经过PLC至以太网交换机的数据未经过过滤或任何前端数据管理。
通过使用Moxa IA260嵌入式计算机,我们的客户可决定是否锁定、通过或绕过从PLC发出的数据至以太网交换机,还可计算、存储并过滤前端数据以改善数据通信与管理。

Moxa IA260有8+8 路DI/DO控制on/off开关系统、入侵检测及报警灯光系统。另外,某些DI/DO可保留以备后续使用。双LAN端口(一个固定IP,一个可配置端口)允许数据从PLC向以太网交换机传输数据,然后交换机将数据传送至SCADA系统。另外,一个紧凑闪存插槽和额外串行接口(4个串行端口)可用于以后的存储扩展及使用。

为何选择Moxa?

*Moxa的嵌入式计算机作为PLC与交换机的可xinlai的风力发电控制器被广泛认同
*高度集成的嵌入式系统:由于多接口、双LAN及多DI/DO,仅需一部Moxa嵌入式计算机
*工业级稳定的嵌入式系统使网络可持久运行

国内外的各制造行业厂商历来重视制造过程中的安全与保护。随着产能的不断tisheng,厂商对设备自动化的要求越来越高,机器和设备也越来越复杂、速度也越来越快。因此,厂商对这些机器的安全要求也越来越高。我们既要能够保证安全、可靠性,又要保证灵活、易维护性。这就对安全元器件的正确和合理的设计和选择提出了一定的要求。
安全功能在工业设备上的使用在发达国家已十分普及,例如,在欧洲有强制的安全标准,达不到相应安全等级的设备不能投产;在美国则依靠高额的事故赔偿来强制设备的安全性。通常,我们可以参照以下欧洲标准进行设备的设计:
  EN 1050-1996 机械安全 风险评价
  EN 292-1:1991 机器安全 基本概念与设计通则
  EN 954-1 机械安全 控制系统有关安全部件 第1部分 设计通则
  EN/IEC 60204 机械安全 机械电气设备
  EN/ISO 13894 机械的安全 控制系统有关的安全部件
  EN/IEC 61508 主要涵盖了电气/电子/可编程电子系统的功能安全
  EN 418 紧急制动设备
  EN 1088 与保护装置有关的连锁装置 设计和选择原则
  EN 12415 机床 安全 小型数控车床和车削中心
  EN 12417 机床 安全 加工中心
  EN 12478 机床 安全 大型数控车床和车削中心
  EN 692:1996 机械压力机安全
  EN 693:2000 机床安全 液压机
  EN 1550:1997 机床安全 工件夹紧用卡盘设计和制造的安全要求
在这方面我国还处于起步阶段,很多有一定危险性的设备没有任何安全保护措施,这也是工厂事故频发的一个重要原因。随着国家对此重视程度的tigao和以人为本理念的逐渐深入人心,设备的安全性正得到越来越多的重视。
设备的安全性能由机械安全防护和电气安全控制两方面组成。机械安全防护在本文不做过多介绍,下面详细介绍电气安全控制的原理及应用。
安全控制系统必须提供一种高度可靠的安全保护手段,大限度地避免机器的不安全状态、保护生产装置和人身安全,防止恶性事故的发生、减少损失。该系统在开车、停车、出现工艺扰动以及正常维护操作期间对机器设备提供安全保护。一旦当机器设备本身出现危险,或由于人为原因而导致危险时,系统立即做出反应并输出正确信号,使机器安全停车,以阻止危险的发生或事故的扩散。
一套安全控制系统,由安全输入信号(即安全功能,如紧急停止信号、安全门信号等)、安全控制模块(如安全继电器、安全PLC)、和被控输出元件(如主接触器、阀等)三部分组成。
要使设备达到相应的安全等级就离不开必要的安全元件和安全线路,常见的安全元件有急停按钮、双手按钮、安全门开关、安全光栅等。这些元件通过线路(一般是双回路)连接到安全控制的核心,此核心不是普通的PLC,因为它不具备安全功能。
具有安全要求的机器中,普通的继电器或者PLC被广泛地作为控制模块,对安全功能进行监控。从表面看来,这样的机器在一定条件下也能够保证安全性。但是,当普通的继电器和PLC由于自身缺陷或外界原因导致功能失效时(如触点熔焊、电气短路、处理器紊乱等故障),就会丢失安全保护功能,引发事故。
而对于安全控制模块,由于其采用冗余、多样的结构,加之以自我检测和监控、可靠电气元件、反馈回路等安全措施,保证在本身缺陷或外部故障的情况下,依然能够保证安全功能,并且可以及时的将故障检测出来。从而在大程度上保证了整个安全控制系统的正常运行,保护了人和机器的安全。


电气安全控制的方式大致分为以下几种
1.用普通继电器搭建有自锁和互锁功能的双回路线路。这种是原始的安全控制方式,能达到较低的安全等级。其优点是成本低廉,缺点是维护和改造十分复杂,无法监控。
2.使用安全继电器搭建安全回路。上个世纪随着安全继电器的出现,它已经越来越多的应用于各种工业设备中。可以用于控制单一安全功能,适用于小型的安全控制系统。其安全输出通常有继电器触点输出或晶体管输出。无论采用何种形式的输出结构,安全继电器都能够保证至少2个通道进行输出的控制。在一个输出通道出现故障的情况下,另外一个冗余的通道依然能够保证安全继电器的安全功能,并且及时检测出故障通道。常见的安全继电器品牌有皮尔兹、施迈赛等,现在西门子、欧姆龙等系统集成商也都相继推出了自己的安全继电器产品。此控制方式成本适中,能达到较高的安全等级,但如果安全元件多线路依然比较复杂,不适于大型生产线。
3.使用安全PLC进行安全控制。安全可编程控制器的CPU采用冗余的多处理器结构。各个处理器之间相互监控,一旦出现不一致,立刻使控制器处于安全状态,并且发出报警信息;同时,安全可编程控制器对内部的RAM,EPROM,输入输出寄存器等元件进行实时监控,并且采用特殊的测试脉冲对输入信号和输出被控元件进行检测,一旦出现任何不安全隐患,控制器立刻切换至安全保护状态。安全总线系统适用于大型、离散式的安全控制系统。其原理是在现有工业现场总线的基础上,采用了一系列的时间检测、地址检测、连接检测和CRC冗余校验等措施,达到高的安全等级。安全PLC是上世纪末出现的产品,他的优点是可编程性能强大,使用安全总线能实现很高要求的安全控制,但成本较高。
4.使用可编程安全继电器进行安全控制。可编程安全继电器是近年推出的安全产品,它介于安全PLC和安全继电器之间,即具有一定的可编程性,价格却不是很高。安全继电器是一个多功能、可自由配置的模块化安全系统。与其他普通安全继电器不同,可编程安全继电器的安全电路可在个人电脑上使用图形配置工具轻松生成。通过基础模块上的RS232接口可以直接向可编程安全继电器写入程序。


以上简单介绍了安全控制的几种方式,那么与安全等级密切相关的安全元件是如何达到安全控制的目的的呢?下面进行分类介绍:
1.防短路功能。安全线路一般使用双回路控制,即使有一条线路发生短路,依然能防止设备在不满足要求的状态下运行,另外安全继电器和安全PLC都有短路诊断功能。
2.放粘连功能。安全继电器与普通继电器不同,普通继电器在长时间电弧的作用下有可能发生触点的粘连,而安全继电器由于其特殊的结构,能保证在回路不满足条件的情况下触点强制断开。
3.安全区域功能。通过安全门锁和安全光栅行程指定的安全区域,一旦进入安全门或穿越光栅,在安全控制的作用下设备能够强制停机,保证生产人员的安全。
4.冗余功能。安全PLC和安全总线都具有冗余功能,确保在外界干扰下的安全性能不受影响。
对于安全功能4个以下的单台设备或流水线,我们可以使用紧凑型安全继电器。例如,在动力车间中的单台数控机床,其安全功能通常包括数个紧急停止按钮、一扇至二扇安全门,并且安全等级在3级以上。对于这样一个应用,我们可以采用一个紧凑型安全继电器控制所有的紧急停止按钮;再使用1/2个紧凑型安全继电器控制1/2扇安全门。任何一个安全继电器被触发,安全输出必须切断相关负载(如控制轴运动的变频器或伺服)。
对于安全功能在4至14个的设备或流水线,我们推荐使用模块化的可编程安全继电器来得到更高的灵活性和更低的成本。我们以一条油漆自动化线为例,在此生产区域中,通常包括在安装在喷涂区域进出口的2对安全光栅、4/8个安全门、若干个紧急停止按钮、2套屏蔽传感器,并且安全等级在3级以上。我们当然可以选用紧凑型的安全继电器来实现以上安全功能。但是这种解决方案的成本较高、接线繁琐、故障诊断困难。而可编程安全继电器的应用,不但能够可靠、高效的完成安全功能,并且能够从设计、购买、维护中降低成本。
对于安全功能在数十个以上、或者大部分的安全功能都离散分布的现场,可编程安全PLC系统和安全总线系统可以使复杂的安全控制变得简便、清晰。在大型冲压流水线中,安全PLC都有成功的应用案例。通常,一条冲压流水线高10m,长50m,分为涂油、冲压、剪切 等几个工作区域。每个区域都有 2扇冲程门和若干的紧急停止按钮;外围还需要有安全光栅保护换模区域;此外冲压机械中还有大量的安全信号(比如上死点、阀信号等)需要接入安全控制系统,并且以复杂的逻辑关系贯穿于整个安全控制回路。在这种情况下,可编程安全继电器和安全总线系统是为合适的解决方案。安全PLC可以简便的实现复杂的逻辑关系。通过安全总线可以将分散在现场的安全输入信号通过一根电缆集中至主站进行控制。
在我国的生产制造行业,各种安全控制系统已经得到广泛应用。以汽车行业为例,合资企业使用欧美的进口设备,一般都具有较高的安全等级,例如一汽大众、上海大众、上海通用的生产车间就是如此。而多数民族汽车品牌大都使用国产设备,如奇瑞汽车,长城汽车等,在其冲压焊装和总装线上大范围使用了国产设备,也大都配备了安全继电器和安全PLC等安全控制系统,tigao了生产的安全性。随着以人为本理念的深入贯彻,相信安全控制在未来的工业生产中将得到更加广泛的应用。

本文介绍了Quantum PLC在烧结机自动控制系统中的应用,及自动控制系统的组成、特点和功能。
  1 前言
   烧结矿作为高炉冶炼的主要原料,其质量直接影响高炉生产。安钢360m2烧结机于2005年6月投产以来,运行一直很平稳,该系统主要向安钢2200m3高炉提供优质烧结矿。该系统自动化控制系统采用先进的网络结构和PLC软硬件设备,并应用先进的烧结工艺优化控制软件技术,实现烧结生产过程自动控制、监控及管理,为安钢烧结生产走向大型化迈出了一大步。
  2 自动控制系统构成
   自动控制系统实现对整个烧结机生产设备的联锁控制,实时数据的采集与分析,过程与设备状态的监控与报警,过程趋势数据的采集与处理,报表打印,画面显示。完成了生产设备的基础自动化及过程计算机控制。各个PLC站、上位监控机、工程师站之间采用双环路光纤配置的TCP/IP工业以太网连接,构成了烧结生产的综合监控网络。
   根据烧结工艺对自动化系统的要求,360m2烧结机计算机自动控制系统采用施耐德Quantum 140 系列PLC(CPU模板:140 CPU 53414A;通讯模板:140 CRP 93200,140 CRA 93200,140 NOE77101;输入模板:140 DAI75300,140 ATI03000,140 ARI03010,140 ACI03000;输出模板:140 DRA84000,140 ACO02000)可实现配混系统、烧冷系统、成品整粒系统、主抽风系统、主粉尘系统及电除尘卸灰系统的逻辑顺序控制,对主抽风机、点火炉等生产工艺的数据采集处理及回路控制。系统网络配置简图如图1。
   系统由5台PLC、3个工程师站和10个监控站组成。基础控制层采用Quantum 140 系列PLC,PLC主站与分站之间采用远程I/O方式扩展。各PLC站通过网络通讯模板、交换机、TCP/IP工业以太网与工程师站或监控站可进行通讯,传输速率为100M pbs,传送介质为超五类屏蔽双绞线。系统具强大的数字量、模拟量及回路处理功能,具备模板化、体系结构可扩展的特点,包括CPU、I/O模板、I/O接口、通讯模板、电源和底板等。监控系统(HMI)采用Inbbblution公司的iFIX3.5监控软件,实现生产过程工艺流程及各参数的采集显示、报警、回路控制画面,历史数据存储及趋势图,报表等监控功能。操作系统为bbbbbbs 2000,编程软件采用Concept2.6,它支持5种IEC标准语言,系统提供了派生功能块(DFB),并可在Concept2.6应用程序中反复调用,如果一些特定的算法或逻辑控制需要改变,只需修改DFB功能块即可。

  3 系统功能  
3.1电气控制
根据工艺要求和现场实际情况,系统从整体上分为机旁操作和计算机联锁运行。机旁操作是指操作人员在现场操作箱上进行设备的启动、停止及设备运转速度设定。当一台设备于机旁操作状态时,不再参与系统的其它联锁。计算机联锁运行是指处于自动运行的所有设备每一时刻都参入各自联锁条件,如运行安全联锁、工艺参数联锁、启动或停止顺序联锁等,有效地防止因下游设备故障而引起上游皮带堆料。以配混系统为例,阐述控制原理。如简图2。

  图2
   在圆盘配料系统中,给料量主要由圆盘的转速决定,并且与圆盘的转速成线性比例关系。处于机旁手动操作方式时,操作工可手动调节操作箱上电位器来控制变频器频率,从而控制圆盘给料机的转速。处于自动运行方式时,中控室操作工可从上位监控机设定liuliang给PLC,同时电子皮带秤测出一个实际liuliang信号反馈回PLC参加PID运算,后,得到一控制量,通过MB+网控制变频器,从而控制圆盘给料机的转速。达到控制物料liuliang的目的。配1、配2、混1等皮带机自动控制程序上做了严格的连锁控制,避免了下游设备故障停机引起上游皮带堆料问题。
  3.2仪表控制  
  (1) 信号的采集与处理
   利用Concept 2.6软件特有功能,针对不同的模拟量输入信号和不同参数需要,分别编制了工程量转换、偏差、上下限报警等各种信号处理的DFB,在控制程序中可直接调用这些功能块。实现了混合料矿槽料位测量及上下限料位报警,煤气liuliang、空气liuliang的累计及瞬时显示,煤气与空气压力测量,低压煤气切断,负压测量与显示,烧结料层厚度检测。实现了主抽风机入口liuliang检测,进口废气负压、温度测量,高压电动机的轴承、定子温度测量及风机轴承、温度、振动的测量及超限报警和停车等。
  (2) 点火炉温度控制
   点火炉燃烧控制是烧结工艺的重要环节,该系统可分为点火liuliang控制和点火温度控制两种方式。liuliang控制为操作员在上位监控机设定量值,给PID调节器的SP端,反馈信号给PID调节器的PV端,然后经PID运算后输出一开度信号来确定调节阀的开度。点火温度控制为操作员在上位监控机设定一温度值,经PID调节程序输出一煤气liuliang值,终达到调整煤气liuliang的目的。
  4 系统特点
   (1) 故障报警及自动生成报表。当出现故障时,监控画面将以警示色提醒用户,以便操作工及时处理。系统能实时地将历史数据记录在上位机中,对数据的查询、统计和打印很方便。
   (2) PLC电源模板冗余,并采用UPS供电,保证了系统的安全性和稳定性,有效地减少故障停机时间。
   (3) 上位机进行系统的监控和管理,并提供良好的人机界面,实现分布处理与集中管理一体化,而且系统故障率低,可靠性高,操作简便,控制功能和精度满足生产工艺要求。
  5 结束语
   该系统自2005年6月投产以来,运行一直很平稳,没有出现过事故故障,故障率低,可靠性高,完全满足了大型烧结机的自动化生产要求。

一、概述

  1.1设计目标

  基于“集中管理,分散控制”的模式,数字化、信息化工程的思想,着眼于“企业资源计划(ERP)管控一体化”信息系统的建设,需建立一个先进、可靠、高效、安全且便于进一步扩充的集过程控制、监视、管理于一体并且具备良好开放性的监控系统,完成对整个工艺过程及全部生产设备的监测与自动控制。

  1.2项目概述

  本项目是2008年宣钢四大工程之一,年产200万吨球团矿回转窑工程,本工程分二期建设,一期工程建设1座100万吨回转窑(于2008年3月投产),二期再建设1座同等年产量回转窑(于2009年投建),但相应的辅助设施按2座窑规模一次建成。其工艺是将精粉等溶济原料送入贮仓,各种原料经仓下的托料式给料机和螺旋式给料机供出,经带式输送机转运后送至烘干机加热烘干,然后经带式输送机送入球式润磨机进行破碎加工,润磨后由带式输送机送入造球顶部料仓,经托料皮带送入造球摇盘,摇好的球团经布料小车送往辊筛进行筛分,筛分后铺入链蓖机,经链蓖机预热焙烧再送往回转

  窑焙烧,焙烧好的球团进入环冷机进行冷却,冷空气在环冷机内冷却物料的同时被加热,经窑头罩进入窑内,作为燃料燃烧的二次空气,回转窑采用煤气燃烧加热,冷却过的不堪团矿供出。

  窑体装置和辅助设备的运行与监视将在控制室中实现自动控制,并通过人机界面实现电气设备的起动和停止、仪表参数监测,被控参数的闭环调节、控制系统报警和生产过程报警以及数据归档等功能,使整个回转窑能够实现生产的自动化,大大减少工人的劳动强度,tigao了生产率,并合理的节省了能源。

二、系统组成

  2.1 PLC控制系统

  为了保证整个系统安全可靠和生产的连续性,tigao自动化水平,适应回转窑工艺要求。从该系统I/O测点较多等方面考虑到系统对设备的硬件条件要求较高以及以往的使用情况,我们采用以西门子S7-400冗余 PLC为核心的集中和分散相结合的计算机控制系统,由中央控制室、配料控制站、窑头控制站组成。

  中央控制室:设监控计算机、打印机等,负责对整个回转窑工艺参数、电气参数和设备运行状态进行监控、管理、历史数据趋势存储以及报表打印;通过光纤交换机将其它两个过程站环状连接,tigao网络健壮度,并且可能通过工控网络和企业内部管理网络之间的访问控制,实现ERP数据同步。

  配料控制室:该系统实现了对4台托料称和4台减量称的显示和控制,系统分别组成相应的控制回路。包括皮带秤的启停、标定、料量给定、调节、计量、反馈、显示功能。根据工艺要求,完成相应的设备顺序启停、故障报警、紧急停车等功能,并具备手自动转换功能,同时完成料仓料位的检测。

  窑头控制室:该系统实现了对回转窑焙烧环节工艺参数(温度、压力等)实施监控,根据设备启停顺序,控制设备启停,保证设备正常运转。并具备手/自动转换功能。配料站:由DP从站接口模块(IM153-2)、I/O模块、电子皮带秤和变频器组成,通过Profibus-DP现场总线与现场PLC控制站进行数据通讯。

  网络拓扑结构如下:

  2.2 S7-400特点:

  本系统以PLC和监控计算机为核心,以工业以太网作为系统骨干网络,将现场PLC控制站和监控计算机连接起来,构成一个分布式控制系统。

  2.2.1先进性

  本系统不仅采用了先进的软、硬件,而且着眼于企业“管控一体化”的需求,贯彻了数字化、信息化的先进思想,使企业生产数据的进一步智能应用成为现实。该方案使控制系统有机地成为企业整个IT架构的一部分。

  2.2.2 高可靠性

  控制系统在严格的工业环境下长期、稳定地运行。系统组件的的设计符合真正的工业等级,满足国内、国际的安全标准。并且易配置、易接线、易维护、隔离性好,结构坚固,抗腐蚀,适应较宽的温度变化范围。

  2.2.3 优良的开放性

  TCP/IP协议是目前开放性好的协议,可以轻松进行系统扩展。

  组态软件支持DDE、OPC、ODBC、SQL,且提供丰富的API编程接口,同时也为世界各大厂商,如Modicon、Siemens、AB、GE、Omron等的设备提供了完善的驱动程序库,从而可以将其它系统轻松接入本系统。

  SIMATIC S7-400作为DP主站,可通过集成在SIMATIC S7-400 CPU上的PROFIBUS -DP接口(选件)通过全局数据(GD)通讯,网络上的CPU之间可周期地交换数据包。应用通讯功能块,网络上各站点之间进行基于事件驱动的通讯。可通过MPI、PROFIBUS 或工业以太网进行联网。

  2.3 更稳定更安全的冗余设计

  SIMATIC Step7 采用的冗余控制系统的可靠性比传统的DCS 冗余系统有很大tigao,主要技术指标有:

  •S7-400H型中央控制器中预装有冗余软件,用户在组态时可完全忽略其冗余特性,象对非冗余系统组态一样只需 输入用户程序。

  •事件驱动同步功能,对于执行后能引起两个冗余 CPU的内部状态不同的所有命令,如更新过程映象区,直接访问 I/O,中断与报警,定时器的更新等,CPU之间自动进行同步,而不是以特定的时间周期进行同步。

  •冗余的两个控制器安装在一个紧凑型机架上。紧凑型机架上采用分立式的背板总线,使电源,通讯卡件及CPU仍然被分成两个独立部分。

  •冗余的每个控制器上配置一个电源,在需求较高的环境下,可对每个控制器设置两个电源。即使安装在一个机架上,因为背板总线互相独立,仍可对每个CPU配备两个电源。

  • 运行过程中可以更换所有组件,更换CPU时,系统可以将新安装的CPU自动更新为当前状态。

  2.4 安全便捷的工业现场总线

  现场总线是安装在生产过程区域的现场设备与控制室内的自动控制装置系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线。其中,“生产过程”包括断续生产过程和连续生产过程两类。或者,现场总线是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点,用总线相连接,实现相互交换信息,共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。

  PROFIBUS是现场总线领域非常流行的一种开放式总线标准,是西门子TIA(全集成自动化)概念的重要组成部分。PROFIBUS DP用于实现分布式I/O与单元级控制系统之间的高速数据传输功能现场级通讯网络处于工业网络系统的底层,直接连接现场的各种设备。控制器采用中央控制器 CPU414-4与现场智能仪表(测量传感器、驱动器、执行器)、现场I/O点通过PROFIBUS—DP互相进行通讯,具有很高的稳定性和抗干扰能力。宣钢100万吨/年回转窑PROFIBUS现场总线采用PROFIBUS-DP总线,传输速率在9.6Kbit/s—12Mbit/s之间。

  根据其通讯协议,可以与分布式 I/O (PROFIBUSDP) 进行快速通讯,直接连接基于总线的智能化现场设备,包括电源,符合 IEC61158 (PROFIBUS PA) 标准。

  2.4.1 PROFIBUS的优点:

  (1)增强了现场级信息集成能力

  现场总线可从现场设备获取大量丰富信息,能够更好的满足工厂自动化及CIMS系统的信息集成要求。现场总线是数字化通信网络,它不单纯取代4-20mA信号,还可实现设备状态、故障、参数信息传送。系统除完成远程控制,还可完成远程参数化工作。

  (2)开放式、互操作性、互换性、可集成性

  不同厂家产品只要使用同一总线标准,就具有互操作性、互换性,因此设备具有很好的可集成性。系统为开放式,允许其它厂商将自己专长的控制技术,如控制算法、工艺流程、配方等集成到通用系统中去,因此,市场上将有许多面向行业特点的监控系统。

  (3)系统可靠性高、可维护性好

  基于现场总线的自动化监控系统采用总线连接方式替代一对一的I/O连线,对于大规模I/O系统来说,减少了由接线点造成的不可靠因素。同时,系统具有现场级设备的在线故障诊断、报警、记录功能,可完成现场设备的远程参数设定、修改等参数化工作,也增强了系统的可维护性。

  2.4.2 ET200M站:

  接口模块IM153用于与PROFIBUS-DP现场总线的连接而组成分布式I/O系统,各种I/O模块插入有源总线模块内,可在线更换模块,实现带电插拔功能。各分站放置在相应的配电室内,便于以后进行扩展,并且大大减少电缆和工程施工量。

  S7-400与S7-200通过EM277进行PROFIBUS DP通讯,需要在STEP7中进行S7-400站组态,在S7-200系统中不需要对通讯进行组态和编程,只需要将要进行通讯的数据整理存放在V 存储区与S7-200的组态EM277从站时的硬件I/O地址相对应。

  导入GSD文件后,在右侧的设备选择列表中找到EM277从站,PROFIBUS DPàAdditionalFieldDevicesàPLCàSIMATICàEM277,并且根据通讯字节数,选择一种通讯方式。根据EM277上的拨位开关设定在硬件组态中EM277从站的站地址。S7-400的硬件下载完成后,将EM277的拨位开关拨到与硬件组态的设定值一致,在S7-200中编写程序将进行交换的数据存放在VB0-VB15,对应S7-400的PQB0-PQB7和PIB0-PIB7。

  通过对step7的软件编程,在操作站反应S7-200中的数字信息,并可对S7-200中的变量进行写操作。

  STEP 7 软件中执行·在 S7 程序中插入诊断功能块· 导出硬件组态(cfg 文件)将模块变量传送至 WinCC 。

  WinCC 软件中执行·在 WinCC 画面中中插入诊断 OCX 控件·将传送过来的模块变量与诊断 OCX 控件连接· 指定所导出的硬件组态的路径(cfg 文件)。

三、监控系统

  上位机监控系统设一台工程师站和四台操作员站,选用原装西门子工业控制计算机,每台机器上装有网络通讯卡CP1613,它们各通过工业以太网与三套S7-400系统的通讯处理器CP443-1通讯口连接,实现了数据交换。

  监控组态软件不仅有监控和数据采集(SCADA)功能,而且有组态、开发和开放功能,是自动化系统集成中不可缺少的关键组成部分。我们在此监控系统中采用西门子公司的WINCC6.0组态软件,WINCC是bbbbbbs Control Conter(视窗控制中心)的简称,它运行于个人计算机环境,可以与多种自动化设备及控制软件集成,用户在其友好的界面下进行组态、编程和数据管理,可形成所需的操作画面、监控画面、控制画面、报警画面、实时趋势曲线、历史趋势曲线和打印报表等。它为操作者提供了图文并茂、形象直观的操作环境,不仅缩短了软件设计周期,而且tigao了工作效率。

  3.1 监控调节及控制

  窑体工艺流程是物料经链篱机连续向窑尾加料,它随窑体转动而缓慢的向窑头移动,并且从窑尾向窑头移动的过程中,首先经过预热带预热,煅烧好的物料从窑头下料管落入下部的冷却机内。混合煤气量和空气量的合理配合是保证回转窑煅烧温度的关键调节,使煤气量和空气量能根据产量和热值等参数进行动态调整。liuliang限幅报警,越限报警、无扰动切换、非线性PID调节、数据储存。该系统故障率低,运行可靠,可使燃烧更趋合理,焙烧温度稳定,并能大幅度降低煤气单耗tigao安全性。

  窑头自动控制系统主要对回转窑本体和环冷机进行数据监视和控制,控制着球团矿的窑内焙烧和后的继续氧化冷却工作,稍有差错就会导致出红矿或烧损设备。

  3.2增加环冷机内温度调节功能:回转窑球团工艺的环冷机不仅仅是冷却功能,还要有后的焙烧功能,只有科学合理的控制好机内各部分的温度,才能出合格球,才能出好球。所以控制环冷机三台冷却风机的风量是回转窑球团工艺的关键,但原设计中恰恰缺失了这一环节。我们自行敷设采集控制信号线路,编译主控程序,实现了主控调节风机转速的功能,使主控能够根据物料liuliang和监测温度合理科学地调整环速和风量。

  3.3无线测温收发装置的使用:在多数球团厂家的考察过程中,回转窑内温度的测量都是通过滑环装置来传输的,滑环装置容易出现高温变形和锈蚀等情况,造成接触不良而信号丢失。窑内温度是回转窑工艺的重要参数,是判断窑内工况的唯一手段,所以不能有任何差错。我们采用无线测温收发装置,采集到热电偶的信号,通过在窑体的发射装置将现场信号发射,控制室内的接受装置接受信号,并转换成电流信号传输到S7-400的AI通道。无线测温收发装置的使用,成功避免了由于接触不良造成的信号丢失,也节省了敷设线路的人工和成本,并避免了线路故障造成的影响。

  3.4增加窑头罩负压的检测:回转窑球团工艺全过程是一个负压生产工艺,窑内正压可能造成对设备和人员伤害,并直接影响全线工艺操作。所以我们增设该监控点,有利于主控对热风系统的合理操作,并在现场设置的显示表,方便岗位人员根据窑内压力情况对设备操作,防止了由于正压造成的烧伤事故。

四、结束语

  本控制系统自投产以来一直运行稳定,为企业带来了可观的经济效益和良好的社会效益。在该系统中PLC控制充分发挥了其配置灵活、控制可靠、编程方便和功能强大的优点,给整个系统的稳定性带来较大的益处。



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