【正文】 3） 語句表（ STL－ Statement List） 是一種類似于微機(jī)匯編語言的一種文本編程語言，由多條語句組成一個程序段。實現(xiàn) STEP 7 各種功能所需的 SIMATIC 軟件工具都集成在 STEP 7 中。 繼電器：根據(jù)熱繼電器的整定電流等于或大于被保護(hù)電動機(jī)額定電流，選擇設(shè)計中用到的適用的熱繼電器有： GT H22/L GT H22/L GT H22/L 11A GT H22/L 30A。 根據(jù)設(shè)計中各設(shè)備在正常工作條件下的電流的計算（電路的計算不應(yīng)超過刀開關(guān)的額定電流）和實際情況、刀開關(guān)的級數(shù)、操作方式，選用的刀開關(guān)有： HD13BX400/31 HD13BX200/31 HD13BX600/31 HS11400/31。因為設(shè)計的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)中要求手動盤車功能 , 在驅(qū)動器不斷電的情況下要求直接轉(zhuǎn)動電機(jī)軸 , 這時要利用驅(qū)動器的脫機(jī)信號功能 , 使 電機(jī)脫機(jī) , 進(jìn)行手動操作或調(diào)節(jié) 。直接起動時（一般由低速）時二種負(fù)載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負(fù)載，恒速運(yùn)行進(jìn)只要考慮摩擦負(fù)載。對可靠性要求很高的系統(tǒng) ,應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。 PLC 的型號不同 ,對應(yīng)著其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價格等均各不相同 ,適用的場合也各有側(cè)重?？梢?，零件數(shù)目這個信號無論在時間上還是在數(shù)量上都是不連續(xù)的，因此他是一個數(shù)字信號。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間， 因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定可編程邏輯控制器 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的可編程邏輯控制器和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。在整個運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。 基于 PLC 的各方面優(yōu)勢，本系統(tǒng)選擇 PLC 控制器 來實現(xiàn)這一開環(huán)的高爐上料控制 。 PLC 技術(shù)之所以盛行了 30多年，特點包括：過程執(zhí)行的實時性；讀、寫輸入輸出（ I/O）值的實時性；能保證執(zhí)行和繼續(xù)操作的魯棒性和可靠性；保護(hù)控制代碼和執(zhí)行不受外來影響；功能獨立，保證控制響應(yīng)的專一性。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或物流不暢時，上料系統(tǒng)轉(zhuǎn)入手動生產(chǎn)，直到排除故障，再切換到自動生產(chǎn)。因此，它具有抑制干擾的能力，對元件特性變化不敏感，并能改善系統(tǒng)的響應(yīng)特性。渣鐵液滴在焦炭空隙間滴落的同時，繼續(xù)進(jìn)行還原、滲碳等高溫物料化學(xué)反應(yīng)，特別是非鐵元素的還原反應(yīng)。還原出來的還原鐵進(jìn)一步熔化和滲碳，最后形成鐵水。 PLC 與 PLC 之間的聯(lián)網(wǎng)通信、 PLC 與上位計算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)通信已得到廣泛應(yīng)用。 PLC 采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無故障時間達(dá)到數(shù)萬小時以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場， PLC已被廣大用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。 經(jīng)過多年的發(fā)展，國內(nèi) PLC 生產(chǎn)廠家約有三十家，國內(nèi) PLC 應(yīng)用市場仍然以國外產(chǎn)品為主。該系統(tǒng)用 PLC 完成所有的過程控制、數(shù)據(jù)采集、自動調(diào)節(jié)、事故處理及報警等工作。高爐上料是煉鐵生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，可靠完美的上料自動控制及數(shù)據(jù)采集對于高爐的順利穩(wěn)產(chǎn)、降低焦化、提高產(chǎn)量質(zhì)量起著重要的作用。 XXXV 系統(tǒng)梯形圖 XII 傳統(tǒng)控制方式 XII PLC 的控制方式 XXIII 料位傳感器 — 高爐探尺 本系統(tǒng)主要設(shè)計的內(nèi)容包括： 用 STEP7 編程軟件對 S7200 PLC 進(jìn)行編程、下載。早期的傳動調(diào)速控制方法多采用串極、直流或轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速控制方式，設(shè)備簡單，造價低，維護(hù)方便等特點。 PLC 控制系統(tǒng)的優(yōu)點 1） 使用方便，編程簡單 采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機(jī)知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。 PLC 的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模擬，通過PLC 上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)。 4） 編程語言和編程工具的多樣化和標(biāo)準(zhǔn)化 多種編程語言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是 PLC 軟件進(jìn)步的一種趨勢。 高爐冶煉的熱源主要來自于焦炭燃燒。 6）高爐內(nèi)的還原反應(yīng)和分布：按不同溫度分布區(qū)間和還原 的主要反應(yīng)劃分，≦800℃為間接還原區(qū)；≧ 1000℃為直接還原區(qū)； 800～ 1000℃為兩種還原共存區(qū)。 (2)手動操作 手動操作方式下，操作人員每一次操作按鈕，系統(tǒng)就會產(chǎn)生相應(yīng)的動作，這種方式可以用于設(shè)備的調(diào)試，最主要的還是用于排除故障時的操作。 基于 PLC 的種種優(yōu)勢，本系統(tǒng)運(yùn)用 PLC 實現(xiàn)這一復(fù)雜的開環(huán)控制的高爐上料控制。 ARC 報告中還提到，另一發(fā)展趨勢是精密運(yùn)動和位移控制軟件以及網(wǎng)絡(luò)化（ webenabled）功能，如基于網(wǎng)絡(luò)的 HMI、在線升級和遠(yuǎn)程故障判斷及排除。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送 入 I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。 （ 2） 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描 用戶程序 (梯形圖 )。為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。 例如： 熱電偶在工作時輸出的電壓信號就屬于模擬信 號，因為在任何情況下被測溫度都不可能發(fā)生突跳，所以測得的電壓信號無論在時間上還是在數(shù)量上都是連續(xù)的。 （ 1） 合理的結(jié)構(gòu)型式 PLC 主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。 步進(jìn)電機(jī)的選擇 步進(jìn)電機(jī)簡介 步進(jìn)電機(jī)是將電 脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。知道 步進(jìn)角就知道轉(zhuǎn)一卷所需脈沖數(shù)和時間了也知道步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和脈沖周期的關(guān)系。 探尺的測控部分選用西門子 S7200 系列的 PLC 組成邏輯控制單元，采用觸摸屏做為人機(jī)界面，可實現(xiàn)探尺運(yùn)行數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示 .采用絕對型位置編碼器可實現(xiàn)系統(tǒng)掉電情況下的位置記憶 ，系統(tǒng)輸出當(dāng)前料位及料速 420MA 標(biāo)準(zhǔn)信號，可供上位機(jī)顯示使用，同時還輸出 ”到料線 ”,”到零點 ”,”到下限 ”的干結(jié)點信號輸出 .因此可以非常方便地與可編程控制器 (PLC)或集散系統(tǒng) (DCS)連為一體從而完COM PLC CP+ D+ CP+ D + R2 R1 + + A+ A B+ B 步進(jìn)電機(jī) 成高爐主控與現(xiàn)場產(chǎn)品的完美結(jié)合。 根據(jù)斷路器額定工作電壓和額定電流分別不低于線路額定電壓和計算電流，本設(shè)計中選用的斷路器型號如下： BKN 1P 4A BKN 1P 10A BKN 1P 16A BKN 1P 32A、 BKN 表示斷路器型號，1P 表示極數(shù)， 4A 表示額定電流。 3．根據(jù)梯形圖編寫指令表程序。下面，以西門子 PLC 的編程語言為例，說明一下，各種編程語言的異同。與梯形圖相比，它實現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，編寫的程序非常簡潔和緊湊。 梯形圖由觸點、線圈和用方框表示的指令構(gòu)成。 STEP 7 編程軟件用于西門子系列工控產(chǎn)品包括 SIMATIC S M C7 和基于PC 的 WinAC 的編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置，是 SIMATIC 工業(yè)軟件的重要組成部分。 接觸器：接觸器是一種應(yīng)用廣泛的開關(guān)電器，它利用電磁或氣動原理通過控制回路的通斷控制主電路的通斷，適用于遠(yuǎn)距離頻繁接通分?jǐn)嘟?、直流主電路和大容量的控制電路。?dāng)重錘隨料面下行到設(shè)定料線時測控儀表將發(fā)出 “ 到料線”信號 ,若此時裝料過程已準(zhǔn)備好 ,控制柜將轉(zhuǎn) 入提尺操作 ,否則仍然跟隨料面進(jìn)行檢測 ,當(dāng)重錘隨料面下降至 “ 下限”位時 ,控制柜將提尺操作以保護(hù)重錘不被燒毀 . (3) 提尺：高爐加料時必須先將探尺重錘提起至 “ 零位” ,這一過程為提尺操作 .提尺時 ,是對卷揚(yáng)電機(jī)加給正向的直流電壓 ,使電機(jī)以正常驅(qū)動功率驅(qū)動減速器 ,帶動卷揚(yáng)繩輪收取鋼絲繩 ,使重錘上行 ,同時光電編碼器隨著繩輪作同步旋轉(zhuǎn) ,并將重錘的實際位置檢測出來 . 當(dāng)重錘上行至零點時 ,測控儀表將發(fā)出 “ 到零點”信號 , 卷揚(yáng)控制柜將要據(jù)此信號切斷電機(jī)電源和抱閘電源 ,使重錘停在 “ 零位” 。 通過控制 脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度 , 從而達(dá)到調(diào)速的目的 。電機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角度。對于控制較復(fù)雜 ,要求實現(xiàn) PID 運(yùn)算 、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能 ,可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度 ,選用中檔或高檔 PLC。由采樣定理，采樣信號的頻譜經(jīng)理想低通濾波便得到原來模擬信號的頻譜。 (5)PLC 輸入 /輸出類型 開關(guān)量主要指開入量和開出量，是指一個裝置所帶的輔助點，譬如變壓器的溫控器所帶的繼電器的輔助點（變壓器超溫后變位）、閥門凸輪開關(guān)所帶的輔助 點（閥門開關(guān)后變位），接觸器所帶的輔助點（接觸器動作后變位）、熱繼電器（熱繼電器動作后變位），這些點一般都傳給 PLC 或綜保裝置，電源一般是由 PLC或綜保裝置提供的，自己本身不帶電源，所以叫無源接點，也叫 PLC 或綜保裝置的開入量。在此期間，CPU 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。 （ 4） 輸入輸出接口電路 現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是 可編程邏輯控制器與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。在有效地進(jìn)行分布控制，增加了更多的通信能力，而且增加了高速通信功能后，對 PLC 掃描時間就不再有干擾，這就可以將繁多的計算結(jié)果卸載至 PC，使用 PLC 處理的結(jié)果。 3 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 微型計算機(jī)的選擇 PC 與 PLC 的比較： PLC 之淵源 IEEE 將 PLC 定義為 具有編程能力的固態(tài)控制系統(tǒng)，類似于繼電器邏輯系統(tǒng)。目前，國內(nèi)煉鐵高爐主卷揚(yáng)控制方式還普遍采用傳統(tǒng)的 LK 系列機(jī)械觸點工作模式，在實際使用過程中存在著許多先天性的缺限和不足，如故障率高、精確度差、調(diào)整費時、不適應(yīng)自動化生產(chǎn)需要等等弊端。因此，反饋控制系統(tǒng)又稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。在爐內(nèi)堆積成柱狀的爐料，受逆流而上的高溫還原氣流的作用，不斷的被加熱、分解、還原、軟化、熔融、滴落，并形成渣鐵融體而被分解。 2 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計 煉鐵工藝過程介紹 煉鐵方法主要有高爐法、直接還原法、熔融還原法等，其原理是礦石在特定的氣氛中（還原物質(zhì) CO、 H C；適宜溫度等）通過物化反應(yīng)獲取還原后的生鐵。 一方面，大力發(fā)展速度更快、性價比更高的小型和超小型 PLC。PLC 的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。如今， PLC 技術(shù)已非常成熟，不僅控制功能增強(qiáng)，功耗和體積減小，成本下降，可靠性提高，編程和故障檢測更為靈活方便，而且隨著遠(yuǎn)程 I/O 和通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理以及圖象顯示的發(fā)展，使 PLC 向用于連續(xù)生產(chǎn)過程控制的方向發(fā)展，成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的一大支柱。 On the software to ensure the accuracy of the system reliability. Modern blast furnace automation refers primarily to the instrument and control system, electric control system and process and management with puter. The blast furnace San Dian integration. Iron and steel industry is one of China39。 目 錄 1 緒論 XXII On th