西门子6ES7223-1PL22-0XA8物优价廉

西门子6ES7223-1PL22-0XA8物优价廉

我国很多冶金行业烧结厂皮带秤配料长期处于比较原始的状态，占用太多的人力物力资源，对企业来说是个不小的负担，而恶劣的工业现场环境对操作员的健康也有很大的伤害。因此，tigao烧结厂皮带秤配料的自动化程度是当务之急。本文提出的中小型集散配料控制系统的设计方案，对采用皮带秤配料的工业现场有很高的实用价值。

　　一 系统的主要功能及特点

　　1 控制系统的主要功能

　　1)监测功能：对皮带秤配料过程的瞬时liuliang、班累计，日累计、月累计、年累计等参数进行检测和监视；

　　2)画面显示：通过计算机显示器可显示配料过程中有关控制参数和运行状况，以及显示实时配料曲线；

　　3)打印管理：可随时打印配料报表，以便保存和查询；

　　4)通讯功能：工控机与PLC和配料仪表之间可进行双向数据及信息交换；

　　5)数据处理：系统可自动对采集的信号进行运算处理，并输出到相应控制量；

　　6)控制功能：根据操作前相应的设定值，自动控制设备的正常运行，包括PID调节；

　　7)报警功能：上位机以画面方式和声光信号方式对各种参数越限或设备状态异常进行报警。

　　2 系统的主要特点

　　1)在系统结构上采用中小型集散控制系统，实现了“分散控制、集中管理”，克服了“危险集中”的问题；

　　2)上位机和下位机相对独立，具有自动、手动无扰切换功能，联机时，彼此间按特定的协议互通信息，脱机时，下位机可独立实现工艺过程控制，上位机此时可离线进行数据处理和日常管理；

　　3)上位机远离操作现场，tigao了系统的稳定性，改善了操作员的工作环境；

　　4)下位机选用可编程控制器，具有很强的抗干扰能力，编程简单易于掌握，能在恶劣的环境中长期可靠的运行；

　　5)采用PID调节，tigao系统的配料精度，并能根据生产要求，设置佳的开关时序，较好的解决料头料尾问题，自动修改配料系统的物料配比；

　　6)完善的报警系统，既可图象显示，又可声光报警，为系统的正常运行提供了可靠的保证；


　　二 系统结构及工作原理

　　一)控制系统总体构成原理框图如图1和图2，主要有以下部分组成：

　　1)上位机：对整个系统进行实时监控，画面显示和报表打印；

　　2)操作台及PLC：实现配料的自动和半自动控制；

　　3)配料仪表：用于配料的PID调节及瞬时liuliang和累计量等参数的显示；

　　4)控制柜：用于系统的逻辑控制和供配电；

　　5)现场手操箱：用于现场单台设备的启停控制；

　　二)系统分为自动控制和半自动控制及现场手动控制方式：

　　1)现场手动控制：当有允许配料启动信号时，按下操作台上的系统启动按钮上电，把需要配料的皮带变频器上电，操作台上的旋钮开关置于现场位。把现场操作箱控制方式开关转换到现场位。按下现场手操箱上的启动按钮开始配料，调节调速电位器可控制配料的快慢，此时上位机只起监视作用，不参与控制；

　　2)室内半自动控制方式：把现场操作箱控制方式开关转换到室内控制，操作台上的旋钮开关置于室内位，把需要配料的变频器上电，通过上位机的手动控制画面来实现配料；上位机手动控制画面如图3

　　3)室内自动控制方式：和室内半自动控制方式基本相同，不同处是通过上位机的自动控制画面来自动实现配料；上位机自动控制画面如图4

　　本系统可根据实际情况，由一台上位机同时控制多台下位机，可适用于圆盘给料、螺旋给料和皮带拖料等多种配料方式，多可带32台。


　　三 系统的硬件设计和应用

1)上位机系统配置：本控制系统选用研华610H奔4工业控制计算机为上位机，进行整个生产过程的监控与管理；

2)PLC ：选用西门子s7_200系列PLC为下位机来实现对配料设备的逻辑控制；

3)配料控制仪表：选用BU500P配料控制器来实现物料的瞬时liuliang和累计量等的显示及PID调节，仪表配有RS485接口，通过RS232转RS485转换卡可以对接，通讯协议采用标准MODBUS协议，可以很方便的和FIX7.0组态软件联接；



　　四 系统的软件设计及实现

　　本系统中自动配料的控制过程主要由上位机、PLC和配料控制器BU500P完成，配料过程中的各项数据则由后二者和上位机交互完成，选用FIX7.0组态软件做为操作平台，由于此组态软件带有很多标准I/O接口驱动，不需要用户自己来开发，能很容易的实现设备的控制；


　　五 结束语

　　本套中小型集散型配料控制系统是在多年的实际工业应用中逐渐完善的，广泛的适用于冶金、耐火、化工、建筑等领域的配料控制。在福建闽光冶炼公司、保定亚新钢铁公司、日照钢铁公司、武汉钢铁公司、天津荣程钢铁公司等现场都有应用。本系统具有系统组态灵活、控制功能完善、控制精度高、数据处理方便、运行安全可靠、人机界面友好、便于系统扩展等特点，它能适应工业配料生产过程的各种需要，tigao生产自动化水平和管理水平，tigao产品质量，降低资源消耗，tigao劳动生产率，是理想的自动配料控制系统。

一、概述

，全球的工业自动化动力、控制和信息系统解决方案供应商罗克韦尔自动化的集成架构产品和解决方案已经在冶金、电力、水处理、乳品饮料、烟草、水泥、石化、矿山、汽车制造等各个行业得到成功的应用和广泛的认同，其控制系统、软件、变频器在冶金各工艺生产中的应用举不胜数。济钢2#、3#1750m3高炉槽下，炉顶，水处理，热风炉，炉本体，原燃料等系统全部采用了ControlLogix系统，工程于2005年9月18日顺利投产。

近年来，随着炼铁高炉自动化程度的tigao，随着生产安全性、可靠性要求的tigao，随着全厂调度管理网络自动化的tigao，先进的、开放的控制系统在生产中得到越来越广泛的应用。

二、系统简介

2．1．控制系统配置

整个工程共包括原燃料、槽下配料、无钟炉顶、热风炉、净环、浊环、渣处理、出铁场除尘以及高炉煤气清洗和TRT子系统。主要设备为1750m3高炉一座、顶燃式热风炉三座、炉顶为串罐式无料钟结构。本工程的自动化设计由济南钢铁公司设计院设计完成，应用两级自动化控制实现高炉的自动化控制。整个高炉基础自动化系统由电气和仪表系统组成，主要功能完成对从原燃料上料、槽下配料、无钟炉顶布料、煤粉制备喷吹以及炉体水冷和净环、浊环系统等生产过程进行数据采集、顺序控制、连续控制、监控操作、人机对话和数据通信（包括接受过程自动化系统的设定值和发送实际过程数据给过程自动化系统）。采用电仪一体化（电气、仪表共用）的PLC控制系统、HMI人机界面、控制软件及相关的环型工业以太网组成。

控制系统联接网络共有四层：1.设备网（DeviceNet）；2.控制网（冗余ControlNet）； 3.工业以太网（EtherNet/IP）。

现场设备联接的设备网有DeviceNet，如探尺编码器，第三方设备如MODICON的PLC通过位于本体的第三方通讯模块经过以太网进行通讯。

各子系统PLC主机与RIO分站之间以冗余的ControlNet网通讯，保证系统网络的安全、稳定性。

整个高炉区域通过光纤连接成一个100M TCP/IP 工业以太网，2#、3#高炉各子系统及公用部分的PLC、操作站、服务器之间采用工业以太网（EtherNet/IP）连为一体，实现PLC、操作站、服务器数据共享、实时交换。其中高炉的原燃料、槽下、无钟炉顶、炉体水冷、高炉软水密闭循环、热风炉等对于高炉连续生产相对比校重要的子系统链接成环形工业以太网，其他辅助系统如煤粉喷吹子系统，渣处理、高炉干法除尘等子系统子系统成树型拓扑结构连接在环形以太网上。所有链接在网络上的服务器、操作站、PLC处理器都有相应的地址规划，并保留了一些地址用于以后的扩建如图所示。

高炉服务器采用DELL中高端配置服务器。HMI服务器、域控制器操作系统平台为bbbbbbs2003。操作站采用西门子工控机，其操作系统平台为bbbbbbsXP，操作站上位监控软件为监控软件使用Rockwell Automation公司的RSView SE，从各级设备中采集数据、并分配到整个系统，以实现生产过程的实时监控，同时具备历史数据存储、报警、统计、报表打印等功能。

2．2．控制系统特点

ControlLogix控制器平台是将高速离散控制、过程控制、协调传动控制、运动控制、批次控制和安全控制融于一体的一个控制平台。允许混合使用多个处理器、多种网络和I/O。系统灵活性强、易于集成、模块化设计、开放式结构，特有的升级固件，使得系统在应用zhonggong能强大、安全可靠，而且极大地节省培训费用和工程实施费用。

ControlLogix在济钢高炉自动化控制中应用的技术，具有下述特点：

1、控制器：每台Logix5555控制器大寻址量128000点DI/O，4000点AI/O及回路。ControlLogix平台通过背板提供了高速数据传输。各控制器能产生(广播)和使用(接收)系统标签，这种技术使得多个控制器共享输入信息和输出状态，非常实用。控制器采用1756-L55M16：带有7.5M内存，位执行时间为0.08μs,支持浮点运算及快速事件处理，适用于大规模、复杂控制过程的编程需求。I/O扩展方式灵活，能适应多分站、远距离的结构。支持控制器冗余，在槽下配料，炉顶控制等重要环节采用处理器冗余tigao了系统的可靠性，具有与controlNET、Ethernet/IP、DeviceNET、DH+、RS-232（DF1）、DH-485通讯功能。

2、1756系列智能I/O模块：I/O模块种类繁多，可拆卸端子，具有带电拔插、分变则报(COS)、自诊断、时间标记、模块标识、闪存升级、电子保险、单独隔离等功能。模块广播数据的速率可设定。

3、网络设置：网络分层、分工明确、安全可靠。控制网ControlNet冗余、开放、高速、实时、对等传送数据信息，ControlNet能够可靠预测数据何时发送，具有高度的确定性。设备网DevicelNet，是一种开放式的底层通用网络，基于标准的CAN技术，具有互操作性。成本及维护费用低。

2．3．控制系统主要功能及效果

整个系统可以实现原燃料输送、槽下配料、无钟炉顶控制、热风炉换炉控制、净环水处理、浊环水处理、渣处理、出铁场除尘等工艺的生产参数的在线检测、数据处理运算、显示、存储、管理、控制输出、记录操作过程等功能。程序全自动时，设备由计算机控制，操作人员可通过人机对话修改设定值、可直接控制设备运行。大大减小了控制室监控人员的劳动强度。槽下配料，无钟炉顶控制是炼铁工艺中比较复杂的工艺对象，在济钢高炉控制系统中通过一些创新的程序处理，使这些工艺对象控制得非常理想。

三、结语

先进的控制系统是一个现代化工厂的标志，对于企业有着深远的社会效益和经济效益。ControlLogix系统在济钢高炉一炼铁车间的成功使用，为济钢节约了能源、降低了成本、减少了操作人员，tigao了生产的安全性，tigao了产品的合格率、生产率。本系统自投运以来情况良好，画面清晰，易于维护，便于操作。根据工艺要求实现设备相互连锁，利于设备的启停及运行操作；利于系统操作和工艺参数的修改；完整的故障信息报表可及时发现系统的某一环节故障，减少系统的故障停机时间。保障生产顺利进行，tigao了监控与管理水平。3#1750高炉自2005年9月18日投产后，在较短的时间内,各项生产指标较快地达到设计要求。