濮阳西门子S7-300代理商

濮阳西门子S7-300代理商

1 引言
当前转炉炼钢的烟汽除尘系统大都采用OG法，这种方式的除尘系统可分为三大部分，既汽包及余热锅炉部分、汽包供水部分及煤气回收部分。而汽包及余热锅炉和汽包供水两大部分是转炉炼钢的必不可少的，该系统用来清除转炉烟汽中的粉尘、降低烟汽的温度以及吸收蒸汽节约能源等多重作用，因此它的自动化控制也非常重要。本文着重阐述了采用西门子S7-300型PLC对转炉汽化冷却的自动化控制。

2 系统介绍
2.1 控制要求
汽化冷却系统主要控制以下两大控制设备:
(1) 汽包系统
汽包给水阀、汽包主汽阀、汽包放汽阀、汽包加热阀、汽包1#、2#排污阀、汽包紧急放水阀、汽包1#、2#给水泵;1#、2#强制循环泵、1#强制循环泵出口阀、2#强制循环泵出口阀、强制循环泵旁通阀;
(2) 蓄热器系统
蓄热器补水阀、蓄热器充汽阀、蓄热器放散阀、1#、2#软水泵。
根据工艺要求要对汽包水位、汽包蒸汽阀前压力、蓄热器水位、除氧器进汽阀前压力进行自动调节，工艺示意图见图1。

图1 工艺示意图

2.2 系统的配置与构成
系统采用两套西门子S7-300 PLC，其中一套置于31m，另一套置于地面，31m处的PLC控制汽包系统，地面的PLC控制蓄热器系统。两套PLC除了信号模板不同，其它模板选型都相同。
在监控系统的选择上，为了和西门子PLC通讯的方便性以及本身功能的强大性，使用WINCC监控软件实现重要的设备操作记录和重要数据的历史存档，并提供重要数据的声光报警，为整个生产中出现的故障进行及时预警，并提出相应的处理方法。

图2 系统配置功能图

系统配置功能图如图2所示。

3 控制功能
3.1阀位控制
汽化冷却系统中基本上是电动阀，为了设备的安全，要进行联锁，包括按钮互锁、正反转输出互锁、正反转反馈运行互锁以及限位开关，必要时可通过画面解除限位联锁。

3.2 泵控制
给水泵、软水泵、循环泵:一运一备，互为备用，当工作泵(运行泵)出现故障时，马上启动备用泵。一旦备用泵启动，则另一个泵就作为备用泵备用。

3.3 仪表回路调节
除汽包水位调节外,其他3个调节都采用PID自动调节。
对于汽包水位给水调节，由于引起汽包水位变化的因素较多，如储水量、水位下汽包容积、锅炉负荷、燃烧工况、给水压力等，加上锅炉特有的虚假水位现象，简单的单回路控制难以满足对控制的要求，尤其是对于炼钢厂这样的工况变化频繁，变化幅度大，对于水位的控制来说仅仅使用传统的仪表控制是非常困难的，即使是使用了专用的进口多回路可编程调节仪表对水位进行控制，也仅能够在工况稳定的情况下满足控制的需要，而当工况产生突变时，仪表则根本无法对水位进行控制。为此，我们采用了先进的三冲量控制技术对水位进行动态调节。虽然影响因素较多，但其中主要是蒸汽liuliang和给水liuliang，其原理如图3所示。

图3 蒸汽liuliang和给水liuliang调节原理图

我们采用前馈-串级控制系统，方框图见图4。其前馈为蒸汽liuliang，图4中:GC—调节器; GV—调节阀; GO—控制对象; FW—给水liuliang干扰; FD—蒸汽liuliang干扰; 加上汽包水位和给水liuliang的串级控制，当负荷稳定时，蒸汽liuliang和给水liuliang基本不变，由液位主控回路反馈闭环控制。当负荷变化较大时，蒸汽liuliang突然变化，其测量值不经调节器直接加到加法器，控制加水阀，所以滞后小，超前作用强，避免了虚假液位带来的误动作。

图4 前馈-串级控制系统的方框图

控制方式:当水位低于-100mm时，主调节阀开度在100，当水位上升到-50mm时，开度在60，以后每当水位上升20mm，开度就依次关闭10，当水位上升至-10mm时，开度保持在40，一旦水位上升到50mm，则开度保持在20，当水位升至100，则开度为0，若判断水位还在上升，则停止给水泵。

3.4 监控画面
系统监控操作画面包括:方便工人操作的监控画面和为软件工程师提供接口的整定画面。
操作员画面向操作人员提供了各种数据、曲线，显示内容丰富鲜明、操作简捷可靠，即可以用光电鼠标操作，也可用键盘操作。

画面中主体设备位置确切，工作状态形象生动，各种参数“就地显示”，整个系统运行工况集于一屏，一目了然，操作非常方便，同时也方便维修工处理故障。

工程师画面为软件工程师提供了进行系统整定的良好界面，是工程师在调节中进行参数修改和设定的重要环境，也是自控系统的核心。

4 结束语
该系统自投运以来，运行十分稳定可靠，故障率极低，所有信号处理及联锁控制均在PLC内自动完成，并可通过MMI进行在线监控及历史记录分析，使得电气线路变得十分简捷、可靠，减少了不安全因素，有效地tigao了劳动生产率，改善了工作人员的工作环境，减轻了工作人员的劳动强度，取得了十分显著的经济效益。由于该控制系统取得了极好的经济效益，具有很强的实用性、可移植性，在本行业及其它相关行业具有很高的推广价值。

1 引言
随着物流技术的发展，条码检测已越来越多被采用。基于S7-200 PLC 的条码监控系统在上位机的监控下，对采集的条码信息进行处理，利用PLC控制物件流向，并把管理信息送至上位机，使系统工作效率大大tigao，节约了人力物力，有广泛的应用前景。

2 系统功能结构
如图1，该系统在物件运送的辊道上安装条码扫描器，当物件通过时自动识别物件上的条码标记，从而判断应采取的动作。系统根据读到的条码信息，按事先的约定进行处理，包括物件要存放的位置、是否放行、非正常情况的报警等、并和PLC、上位计算机进行数据交换。

图1 系统功能结构图

物件的条码由条码扫描器读入并通过通讯转换送入PLC的通讯口，我们采用的PLC是S7-200系列的226 PLC。它是西门子公司生产的性能价格比很高的可编程控制器，已广泛应用于工业控制的各个领域。

3 软件设计
3.1 PLC的条码识别
PLC采用自由通讯口方式读取条码的信息，主要用到3个寄存器SMB2、SMB3、SMB30。
通讯接收字符缓冲器SMB2用于存放在自由口通讯方式下接收到的当前字符，它是一个暂存寄存器，一般应在下一步取走其中的内容。

通讯校验结果寄存器SMB3，在作自由口通讯时，PLC的通讯接口按由SMB30规定的奇偶校验方式对所接受到的信号作校验。若检测到错误，PLC自动把SMB3.0置1，根据此标志位，可决定当前信息的取舍，同时还可在出错的情况下，将此错误信息发给对方，要求重发。

控制字寄存器SMB30用于存储通讯方式控制字，由用户写入，属于可读写的特殊标志位寄存器，其格式如下:

3.2 PLC程序设计
(1) 程序结构
PLC的控制程序采用西门子的编程软件包STEP7完成, 通过上位机与PLC进行程序传送, 其程序结构图如图2:

图 2 程序结构图

(2) 程序和注释
该程序从条形码阅读器接收信息再存入两个缓冲区， 从条形码解码器传出的信息是ASCII码形式,所接受的条形码存在SIMATIC内存中。这些数据可被程序利用，但本例中仅仅将信息存入接收缓冲区，可以用SIMATIC S7-200程序包来查看。

MAIN(主程序):初始化程序
SBRO(子程序0):接收条形码
INT 0(中断程序0):缓冲区0接收
INT 1(中断程序1):缓冲区1接收

(3) 自由协议的定义
西门子 S7-200系列PLC本机带有一个或两个(S7-226)485物理接口，此485口具有3种通讯协议:PPI、自由通讯协议、Profibus协议。

P PI协议主要是用来编程、PPI组网、HMI接口等;自由协议则可以由用户定义通讯协议，将CPU与任意通讯协议公开的设备联网，如上位计算机、打印机,条码器等等。所谓自由协议，用户可以通过设置特殊寄存器 SMB30、SMB130(对应226的2#口)的参数改变485口的波特率、数据格式(数据位数、停止位、校验)，以适应不同的通讯协议。226具有两个通讯口，可以同时与两个不同外设连接。

(4) 编程步骤
·首先设置通讯口，既设置SMB30、SMB130;
·根据外设的协议决定通讯协议;
·与通讯有关的指令及中断

指令简单，例如XMT99,0既可以完成多255个字节(字节数由VB99内设置的数决定)的发送;而接收则要由中断程序完成，每收到一个字节的数据则产生一次中断，接受到的数据保存在接收缓存器(SMB2)内，中断服务程序内您必须立即处理此数据，因为下一个接收的字节也要放在 SMB2中，也就是说接收缓存器的大小只有一个字节，本例只用到接受。

3.3 上位机监控软件设计
上位PC机与PLC之间通过一个RS232/485转换器连接，上位PC机的监控程序采用北京亚控公司的组态王(Kingview)完成。组态王是国内使用较多的工控平台，具有良好的人机界面和网络功能。在组态环境下，设计人员对PLC进行参数、状态、条码设定;运行环境以人机界面的形式对条码信息监控，对PLC发出控制命令，对有关数据存储报表，同时利用Web功能使系统具有在线监控功能，即在上位机授权的情况下在任何一台联网的计算机上用标准的浏览器可远程监控。限于篇幅，监控程序不再详述。

4 结束语
基于S7-200的条码监控系统是济南大学山东省级重点实验室的重要组成部分，该系统的设计结构合理，运行可靠，有较高的推广价值

1 引言
PLC已广泛应用于大中小型炼铁高炉。山西建邦集团通才工贸钢铁有限公司于2003年建造380m3高炉采用了自动化控制技术，现已顺利投入运行。

2 系统组成
该公司380m3炼铁高炉自动化控制系统包括上料卷扬、高炉本体、布袋除尘与热风炉共三个子系统。整个自控系统中，上料卷扬是关键，也是本文的重点，其配料的精度，拉料的快慢直接影响着高炉的生产指标。

2.1 自动化系统组成
通常高炉自动化控制系统的软件包括:bbbbbbs 2000版操作系统、Inbbblution FIX7.0监控软件、STEP 7西门子编程软件。其网络结构如图1所示。

图1 网络结构图

此高炉自动化控制系统的硬件包括:由SIMATIC 400 CPU和S7-300 I/O模板构成一个工作站，用于上料卷扬和高炉本体的控制与检测;由SIMATIC 300 CPU和S7-300 I/O模板构成另一工作站，用于热风炉和布袋除尘的控制与检测。这两个工作站还包括数量不等的电源模块和ET200通讯模板，系统共用4套研华工业微机、3个西门子CP5613网卡、一个以太网卡。

上料卷扬、高炉本体、热风炉和布袋除尘这3个系统通过西门子CPU的MPI/DP接口、三套工业微机的网卡CP5613串成一个MPI网。工作站的子站间是通过ET200相连而成的Profibus-DP网，高炉值班室设有一工程师站,工程师站与另一台操作微机通过以太网卡相连构成以太网。工程师可以根据实时曲线和历史曲线及相应生产指标之间的规律，确定重要参数区域，进行工艺分析判断，高效地得到技术分析结果，以便寻求到高炉生产过程工艺参数的佳范围和各参数间的佳组合，从而大限度地挖掘高炉潜力，不断改善技术经济指标。

2.2 槽下设备简要介绍
槽下设备结构图如图2所示。

图2 槽下设备结构图

如图2所示，槽下设备由4条皮带，10个料仓，两个料坑组成，其中1#～5#是烧结仓，6#、7#是焦炭仓，8#是熔剂仓，9#是球团仓，10#是生矿仓，每个料仓对应一个震筛，5台配料秤分别装在8#、9#、10#仓和南北两个料坑上。

3 上料工艺要求
秤斗根据人工设定值备好料，按指定的放料顺序(料制)把料放至料车，然后送至高炉。料制如表1所示:

表1 料制表


上料时按照大循环循环上料:料制1→料制2→料制1→料制1→料制2→料制……。料制1对应矿、矿、焦、焦料种及顺序不变，料制2对应焦、焦、矿、矿料种及顺序不变。根据生产需求，第X料批可任选料制X，矿、焦选仓号时，只要料种对应也可任选。

4 料制运行编程方案
由表1上可以看出要想实现大循环的循环上料需要做以下工作:判断是第几料批，是料制几，是仓号几，在PLC里建一DB1块见表2。

表2 DB1块

至此建一闭区间功能块FC1即:MIN ≤IN0≤MAX,再建一功能块FC2。

5 配料补偿方案
为了保证上料的jingque性，上料时必须把料量误差降低到小，配料误差通常由以下两个因素产生:其一，称量斗放完料后边角挂料，放不干净;其二，振动筛的固有余振。要尽可能地消除误差，这就涉及到补偿的问题了。补偿模型的建立与下列几个量值有关:
·振动筛停止振动后，计算机采集到的料满后的称量值为满值QM;
·计算机发出料空信号，称量斗门关好后采集到的称量值为空值QK;
·人工设定的每斗的重量值为设定值QS;
·根据误差，经过功能块的计算得到补偿后的称量值为控制值QC;
·从发出停皮带或停筛信号到皮带或振筛停止振动，这段时间内的振料量为提前量QT;
·实际由皮带、小车送入炉内的量值为入炉量QR。
由以上定义可知:


新控制值的计算需要补偿余振的多余部分、积料产生的空值、前n次入炉量与n次人工设定值累计的差值，则
控制值=设定值-提前量+空值-(n次入炉量-n次设定值累计量)
即:

由于提前量、空值为随机量，所以采用算术平均值可以把误差降到小。但在实际应用中考虑到内存的容量，所以只取上次的提前量和空值。程序流程见图3。

图3 程序流程图

6 结束语
该系统上料卷扬采用S7-400 CPU配以S7-300的模板，高炉本体采用网络系统数据采集、控制，大大降低了投资成本。自投运以来，该高炉在生产正常的情况下，每小时的上料可达到9批，由于其配料速度与配料精度的tigao，相比同等类型的高炉，利用系数高出0.2左右，收到了可观的经济效益。另外，也说明自动化系统的初投资，能从生产中不断取得的经济效益得到补偿，这是值得人们关注的问题。