【文章內(nèi)容簡介】 相交流380伏兩臺；料車行程編碼器，OMRON一臺 智能主令控制器一臺；料車切換柜一面、交流變頻傳動柜2面，一用一備，制動電阻柜一面；料車變頻器選西門子6SE70 200kW兩臺，配套制動單元。系統(tǒng)特點：系統(tǒng)將PLC技術(shù)與變頻器技術(shù)相結(jié)合，極大地提高系統(tǒng)性能，成為生產(chǎn)控制的堅實基礎(chǔ)。設(shè)備故障檢測報警，這一功能由兩部分構(gòu)成:PLC中的實時檢測程序和計算機上的報警及記錄程序；料車定位，采用主令控制器與編碼器（PLC）結(jié)合對料車進行定位，定位準確，調(diào)整方便，；料車啟動控制，料車啟動前，必須提前判斷爐頂狀態(tài)，防止在軌道中間停車。目前為追求產(chǎn)量，都是大料批上料，料車如在軌道中間停車，再啟動時較危險；安全獨立操作方式，由主PLC和操作臺分別獨立控制主卷揚系統(tǒng)，并且與切換柜相互隔離，提高降低系統(tǒng)的故障率；開抱閘控制，開抱閘采用力矩電流的百分值由變頻器BICO參數(shù)輸出給抱閘接觸器，來控制打開，通過現(xiàn)場調(diào)試測定合適的力矩值，在變頻器建立起該力矩后，再打開抱閘，可有效的防止誤動作及溜車故障。 在轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備中的使用ControlLogix PLC系統(tǒng)和1336 Force交流變頻器在轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)的使用情況，每座轉(zhuǎn)爐傾動變頻系統(tǒng)配置了一套相對獨立的PLC（1轉(zhuǎn)爐為PLC12）系統(tǒng)，通過控制總線Control Net網(wǎng)絡(luò)接口實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐變頻器及PLC間的通訊，同時實現(xiàn)與轉(zhuǎn)爐主PLC（1轉(zhuǎn)爐為PLC11）系統(tǒng)的通訊。系統(tǒng)主要硬件配置如下：傾動變頻器1336TB250AAGT3ENL4 四臺（含制動組件），ControlNet光纖模塊1786RPFS 四塊，控制系統(tǒng)1756L55M22 Logix5555控制器 一個。在轉(zhuǎn)爐傳動變頻控制系統(tǒng)中，4臺變頻器通過光纖連接，構(gòu)成主從應(yīng)用工作組，工作時其中一臺設(shè)為主傳動工作方式，另三臺工作在從傳動方式，從傳動變頻器以轉(zhuǎn)矩模式工作，主變頻器速度由PLC系統(tǒng)通過變頻器I/O口給定，主變頻器通過DrivetoDrive Link通訊向從機發(fā)送運行信息，內(nèi)容包括主機轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩及開關(guān)狀態(tài)等，由主從裝置參數(shù)設(shè)定自動實現(xiàn)與主傳動的速度/轉(zhuǎn)矩跟蹤和轉(zhuǎn)矩準確分配，實現(xiàn)了多電機傳動中速度同步和轉(zhuǎn)矩分配。系統(tǒng)正常運行時， PLC系統(tǒng)通過CNB總線與轉(zhuǎn)爐傾動變頻器正常通訊，實現(xiàn)控制和數(shù)據(jù)采集。當因某種原因引起故障時，例如某臺從變頻器或電機故障時，故障變頻器自動停止工作，另外三臺變頻器繼續(xù)工作，主變頻器控制負載在這三臺變頻器之間平均分配；當主變頻器或電機出現(xiàn)故障時，主變頻器停止工作，并發(fā)出故障信號，此時可設(shè)置另外一臺變頻器為主傳動，組成新的主/從工作組，按主/從方式繼續(xù)工作，新的主變頻器負責速度控制和負載分配。 在連鑄設(shè)備中的使用根據(jù)其工藝需求，每條鑄流均是一條獨立的生產(chǎn)線，此外還有一些公用系統(tǒng)，為便于管理和維護，在現(xiàn)場級由六套鑄流PLC系統(tǒng)和一套公用PLC系統(tǒng)組成，每 套PLC都將所有信息送到中央監(jiān)控層，還有部分鑄流系統(tǒng)與共用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，為保證系 統(tǒng)的可靠性及快速性，選用工業(yè)以太網(wǎng)。在中央監(jiān)控層采用SER VER/ CLIENT結(jié)構(gòu)，改變過去單機應(yīng)用模式，采用多用戶系統(tǒng)。多用戶系統(tǒng)由多個操作員終端構(gòu)成，這幾個操作員終端則通過終端總線提供數(shù)據(jù)，而終端總線是獨立于系統(tǒng)總線的標準以太網(wǎng)，僅用于從OS服務(wù)器向過程終端、工程系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。系統(tǒng)總線和終端總線完全分離，OS服務(wù)器只需通過自動化系統(tǒng)提供一次數(shù)據(jù)。多用戶系統(tǒng)的優(yōu)點在于：過程終端能夠以極大的靈活性安裝與排列；安裝費用相當?shù)土?，可實現(xiàn)互連、互通和互操作功能；為保證系統(tǒng)的可靠性，OS服務(wù)器需2臺作冗余，若其中一臺服務(wù)器故障，OS終端將自動切換，延時12分鐘，故障服務(wù)器啟動后需手動切換OS終端，在故障后重新啟動操作員站時，所有測量值檔案和報警檔 案將被自動比較和更新。鑄流系統(tǒng)：以一流為例，主PLC（S7400）的主機架由一個電源模塊、一個CPU4142DP、一個CP4435 EXT（路 由功能）和CP4431以太網(wǎng)通訊模塊構(gòu)成。CPU集成DP口通過ProfibusDP網(wǎng)與下掛5個I/O遠程工作站ET200M（采集本流現(xiàn)場的各種電控設(shè)備、液面控制器等的開關(guān) 量與模擬量）和一個接點容量為5A的I/O遠程工作站ET200（MCC柜），拉矯機變頻器，引桿變頻器、BMS變頻器，輥道1變頻器、輥道24變頻器和火切割槍變頻 器；3套C7633分別用來控制結(jié)晶液壓振動，1，2 中包液面進行數(shù)據(jù)交換；CP4435 EXT的DP口通過DP/ PA LINK與支持PA通訊的儀表（19臺變送器，閥門定位 器，流量計）進行數(shù)據(jù)交換，工程師站PDM軟件通過 CP4435 EXT路由功能，實現(xiàn)遠方修改儀表信息。二 至六流的設(shè)備構(gòu)成與一流相同。公用系統(tǒng)：主機架配置與鑄流配置一樣，CPU集成DP口通過PROFIBUSDP網(wǎng)與下掛4個I/O遠程工作站ET200M（采集現(xiàn)場的各種電控設(shè)備、拉矯,出坯火切等的開關(guān) 量與模擬量）和2個接點容量為5A的I/O遠程工作站ET200（MCC柜），大包回轉(zhuǎn)變頻器，1中包行走變頻器、1中包行走變頻器，移鋼機變頻器和U/V冷床變頻器；1 套C7633用來控制BMS冷卻水，2套S7300用于打號, 結(jié)晶振動液壓控制；CP4435 EXT的DP口通過DP/PA LINK與支持PA通訊的儀表（7臺變送器，閥門定位器, 流量計）進行數(shù)據(jù)交換。操作員工作站與監(jiān)控系統(tǒng)：采用CLIENT/SERVER結(jié)構(gòu),在主電室安裝2套冗余的無限點WINCC SEVER，其中1臺為工程師站，除安裝WINCC外，還需STEP7，PDM,1臺操作員站,在主控室安裝3臺HMI,火切室、拉矯室各 一臺HMI。通過HMI實現(xiàn)對生產(chǎn)線的組合操作，狀態(tài)監(jiān)控，參數(shù)設(shè)定和報警顯示，同時還配有打印機和硬拷貝機, 用于打印報警信息、工藝動態(tài)參數(shù)和趨勢圖。 燒結(jié)控制系統(tǒng)根據(jù)燒結(jié)工藝對自動化系統(tǒng)的要求，360m2燒結(jié)機計算機自動控制系統(tǒng)采用施耐德Quantum 140 系列PLC（CPU模板：140 CPU 53414A；通訊模板：140 CRP 93200，140 CRA93200，140 NOE77101；輸入模板：140 DAI75300，140 ATI03000，140 ARI03010，140 ACI03000；輸出模板：140 DRA84000，140ACO02000）可實現(xiàn)配混系統(tǒng)、燒冷系統(tǒng)、成品整粒系統(tǒng)、主抽風系統(tǒng)、主粉塵系統(tǒng)及電除塵卸灰系統(tǒng)的邏輯順序控制，對主抽風機、點火爐等生產(chǎn)工藝的數(shù)據(jù)采集處理及回路控制。系統(tǒng)由5臺PLC、3個工程師站和10個監(jiān)控站組成。基礎(chǔ)控制層采用Quantum 140 系列PLC，PLC主站與分站之間采用遠程I/O方式擴展。各PLC站通過網(wǎng)絡(luò)通訊模板、交換機、TCP/IP工業(yè)以太網(wǎng)與工程師站或監(jiān)控站可進行通訊，傳輸速率為100M pbs，傳送介質(zhì)為超五類屏蔽雙絞線。系統(tǒng)具強大的數(shù)字量、模擬量及回路處理功能，具備模板化、體系結(jié)構(gòu)可擴展的特點，包括CPU、I/O模板、I/O接口、通訊模板、電源和底板等。監(jiān)控系統(tǒng)（HMI），實現(xiàn)生產(chǎn)過程工藝流程及各參數(shù)的采集顯示、報警、回路控制畫面，歷史數(shù)據(jù)存儲及趨勢圖，報表等監(jiān)控功能。操作系統(tǒng)為Windows 2000，它支持５種IEC標準語言，系統(tǒng)提供了派生功能塊(DFB)，如果一些特定的算法或邏輯控制需要改變，只需修改DFB功能塊即可。 煉焦工藝中的控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)在干熄焦工程中的應(yīng)用，作為本工程的儀表控制系統(tǒng)，μXL集散控制系統(tǒng)應(yīng)運行在最佳狀態(tài)，保證干熄焦的熄焦效果和余熱鍋爐的正常運行。μXL集散控制系統(tǒng)的特點：強有力的控制機能，實現(xiàn)了正規(guī)的遠程自動操作；系統(tǒng)構(gòu)成靈活，有良好的擴展性；實現(xiàn)了高度的可靠性。本套μXL集散控制系統(tǒng)由三臺現(xiàn)場控制單元、三臺操作站、插件箱、各種插件和通信總線等組成，為了提高系統(tǒng)的可靠性，采用了冗余的MFCD控制單元，實現(xiàn)了CPU、輸入輸出卡MAC2（控制用）、電源及通信的雙重化。共包括六個子系統(tǒng)：2熄焦系統(tǒng) ，2鍋爐系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)，循環(huán)風機主電機測溫系統(tǒng)，循環(huán)氣體成份在線分析系統(tǒng)和氣力輸送系統(tǒng)。2控制器（1MFCD、2MFCD）各包括8個回路調(diào)節(jié)，64個模擬量監(jiān)視點，15個開關(guān)量監(jiān)視點，4個開關(guān)量輸出點。 3控制器（3MFCD）包括64個開關(guān)量監(jiān)視點，26個模擬量監(jiān)視點及11個開關(guān)量輸出點。μXL集散控制系統(tǒng)提供豐富的軟件功能，可完成內(nèi)部反饋儀表和開關(guān)儀表的定義及內(nèi)部儀表同外部接線端子的連接，實現(xiàn)回路調(diào)節(jié)、順序控制、數(shù)學(xué)運算、數(shù)值積算、報警顯示、連鎖、通訊、趨勢記錄、打印等工作。該系統(tǒng)設(shè)計了工藝流程畫面19個，控制分組畫面14個，趨勢畫面16頁。工藝流程畫面上有聲光報警提示，便于操作人員及時掌握緊急信息。 高爐煉鐵工藝中的控制系統(tǒng)高壓變頻器在高爐除塵風機中的應(yīng)用，JDBP38800F高壓變頻器主要技術(shù)性能：高—高電壓源型變頻器，直接10KV輸入，直接10KV輸出，無須任何輸出變壓器或濾波器，適配于普通高壓電動機，對電機、電纜絕緣無損害；輸入功率因數(shù)高，電流諧波小，無須功率因數(shù)補償、諧波抑制裝置；單元電路模塊化設(shè)計，維護簡單，互換性好；輸出階梯正弦PWM波形；高壓主回路與控制器之間為光纖連接，強弱電隔離，安全可靠；完善的故障檢測，精確的故障保護及準確的定位顯示和報警；內(nèi)置PLC，易于改變控制邏輯關(guān)系，可靈活選擇現(xiàn)場控制/遠程控制，適應(yīng)現(xiàn)場多變需求；采用載波移相控制技術(shù)，大大抑制了輸出電壓的諧波成分，保證輸出波形是完美正弦波；控制電源與高壓電相互獨立，無高壓可以檢測變頻器輸出，便于現(xiàn)場調(diào)試以及培訓(xùn)操作人員，便于維護；采用準優(yōu)化SPWM調(diào)制技術(shù)，電壓利用率高； 功率單元經(jīng)24小時高溫老化、150％負載試驗，可靠性高；中文Windows 操作界面，彩色液晶觸摸屏操作。用戶操作監(jiān)控系統(tǒng)界面十分友好和完善，系統(tǒng)包括上位機（商用PC機）、下位機（工控機）、單片機。其中單片機給用戶提供一個4位LED數(shù)碼顯示屏和一個12鍵的小鍵盤操作平臺，可對變頻器進行全部操作，包括參數(shù)設(shè)置和各種運行指令。工控機用觸摸屏和通用鍵盤給用戶提供操作平臺，其功能更齊全，包括參數(shù)設(shè)定、功能設(shè)定、運行操作、運行數(shù)據(jù)打印、故障查詢等等。上位機（商用PC機）放在總控室，可對多臺變頻器進行遙測、遙控。若只有一臺變頻器，上位機可省，或讓客戶自定；可接收和輸出多路工業(yè)標準信號；可打印輸出運行報表。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖7示：圖7 高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖羅克韋爾控制系統(tǒng)在連鑄機上的應(yīng)用，連鑄機自動化控制系統(tǒng)設(shè)計采用“三電”一體化的設(shè)計原則。公用系統(tǒng)與各分流之間互相獨立，其中任一流系統(tǒng)發(fā)生故障，不影響其它各流的生產(chǎn)。整個自動化控制系統(tǒng)采用基礎(chǔ)級自動化控制系統(tǒng)，采用了兩層控制結(jié)構(gòu)：一層由PLC組成控制站，進行過程回路控制、電氣設(shè)備的順序與聯(lián)鎖控制，并進行生產(chǎn)工藝過程的數(shù)據(jù)采集等；另一層由計算機組成操作站，將PLC控制站收集的信息集中，使操作人員能實時監(jiān)視控制生產(chǎn)工藝過程和設(shè)備運行狀態(tài)，構(gòu)成一個集中管理、分散控制的自動化系統(tǒng)。硬件構(gòu)成，公用系統(tǒng)及各分流的控制器選用ROCKWELL ControlLogix55M12，PLC主機架還包括Ethernet、DeviceNet通訊模塊、數(shù)字量I/O模塊、模擬量I/O模塊。為減少線路敷設(shè)，本系統(tǒng)還采用遠程I/O站，遠程I/O站采用1794 FLEX I/O，與PLC主站之間采用了DeviceNet網(wǎng)絡(luò)通訊。每個遠程I/O站包含一個適配器、若干基座和若干I/O模塊，每一個適配器最多可以支持8個基座，并且可以用一個FLEX電源或者任何其它兼容性電源為該遠程I/O站供電。上位操作站、公用系統(tǒng)PLC與各分流PLC及觸摸屏之間用以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)連接在一起?；鹎邢到y(tǒng)和出坯系統(tǒng)的操作采用PanelView觸摸屏。信號正常情況下，火切系統(tǒng)和出坯系統(tǒng)自動控制，無需人員操作。信號異常時，臺下操作工可通過PanelView觸摸屏介入進行手動操作，完成鑄坯切割及出坯操作。振動臺、拉矯機等需要調(diào)速設(shè)備的傳動采用Rockwell變頻器1336PLUSII, 可以很方便地采用DeviceNet網(wǎng)絡(luò)方式與PLC之間相連，而無需通過硬線將它們與I/O模塊連接。通過網(wǎng)絡(luò)更有利于采集這些設(shè)備的運行信號，及時監(jiān)控設(shè)備的運行。連鑄機控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖8所示：圖8 連鑄機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖軟件系統(tǒng)：下位編程軟件，下位控制站采用RSLogix 5000系列編程環(huán)境，該軟件采用結(jié)構(gòu)和數(shù)組的符號化編程，以及專用于順序控制、運動控制、過程控制和傳動控制場合的指令集，大大提高了編程和運行效率。PLC組成的控制站，根據(jù)連鑄機操作指令和現(xiàn)場監(jiān)測的信號完成各工藝設(shè)備或工藝過程的順序、邏輯控制，進行工藝過程及設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集與整理。上位監(jiān)控組態(tài)軟件，上位操作站選用RSView32（帶RSLINX），該軟件是集成式、組件化的人機接口產(chǎn)品，上位機將PLC控制站收集的信息集中，產(chǎn)生實時數(shù)據(jù)文件、趨勢文件、報警記錄文件等，使操作人員能及時監(jiān)視控制生產(chǎn)工藝過程和設(shè)備運行狀態(tài)，構(gòu)成一個集中管理、分散控制的自動化系統(tǒng)。上位機主要內(nèi)容如下： 管理數(shù)據(jù)的輸入、確認； 鑄坯斷面、鋼種、配水等控制模型下載至PLC控制站； 監(jiān)控主要設(shè)備、工藝數(shù)據(jù)畫面，如連鑄生產(chǎn)工藝流程圖、各設(shè)備監(jiān)視畫面、生產(chǎn)工藝參數(shù)、二次冷卻水控制畫面、電磁攪拌控制畫面等等；系統(tǒng)報警；事件記錄；主要工藝數(shù)據(jù)實時、歷時趨勢顯示、記錄等。設(shè)備工程師站主要功能：對PLC控制站的應(yīng)用軟件進行編程、組態(tài)、生成和維護。 軋鋼工藝中的控制系統(tǒng)歐瑞變頻器在高速線材線軋鋼廠的應(yīng)用，“高速線材機專用變頻器”采用了Modbus通訊協(xié)議，可以與上位機控制系統(tǒng)直接通訊。適時的將軋鋼電機的工作狀態(tài)信息發(fā)送給“縱列式連續(xù)線材軋機控制系統(tǒng)”中的上位機。上位機再根據(jù)變頻器反饋的數(shù)據(jù)及DCS采集的張力信號判斷設(shè)備的工作狀況（如是否有“拉鋼”或“堆剛”現(xiàn)象）自動（或手動）調(diào)整軋鋼機前后的軋鋼張力和線速度；在抗大電流沖擊方面“高速線材機專用變頻器”一方面加大了過流容量，另一方面在濾波電路中加強了對脈沖尖峰的削峰幅值降低尖峰電流影響；在克服“拉鋼”造成的直流母線電壓突升方面采用了直流共母線技術(shù)，對變頻器內(nèi)部的電壓突跳進