【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 相交流380伏兩臺(tái)；料車行程編碼器，OMRON一臺(tái) 智能主令控制器一臺(tái)；料車切換柜一面、交流變頻傳動(dòng)柜2面，一用一備，制動(dòng)電阻柜一面；料車變頻器選西門子6SE70 200kW兩臺(tái)，配套制動(dòng)單元。系統(tǒng)特點(diǎn)：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(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。設(shè)備故障檢測(cè)報(bào)警，這一功能由兩部分構(gòu)成:PLC中的實(shí)時(shí)檢測(cè)程序和計(jì)算機(jī)上的報(bào)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(duì)料車進(jìn)行定位，定位準(zhǔn)確，調(diào)整方便，；料車啟動(dòng)控制，料車啟動(dòng)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(dòng)時(shí)較危險(xiǎn)；安全獨(dú)立操作方式，由主PLC和操作臺(tái)分別獨(dú)立控制主卷?yè)P(yáng)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(chǎng)調(diào)試測(cè)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(dòng)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(dòng)系統(tǒng)的使用情況，每座轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)變頻系統(tǒng)配置了一套相對(duì)獨(dú)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(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐變頻器及PLC間的通訊，同時(shí)實(shí)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(dòng)變頻器1336TB250AAGT3ENL4 四臺(tái)（含制動(dòng)組件），ControlNet光纖模塊1786RPFS 四塊，控制系統(tǒng)1756L55M22 Logix5555控制器 一個(gè)。在轉(zhuǎn)爐傳動(dòng)變頻控制系統(tǒng)中，4臺(tái)變頻器通過光纖連接，構(gòu)成主從應(yīng)用工作組，工作時(shí)其中一臺(tái)設(shè)為主傳動(dòng)工作方式，另三臺(tái)工作在從傳動(dòng)方式，從傳動(dòng)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(jī)發(fā)送運(yùn)行信息，內(nèi)容包括主機(jī)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(dòng)實(shí)現(xiàn)與主傳動(dòng)的速度/轉(zhuǎn)矩跟蹤和轉(zhuǎn)矩準(zhǔn)確分配，實(shí)現(xiàn)了多電機(jī)傳動(dòng)中速度同步和轉(zhuǎn)矩分配。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)， PLC系統(tǒng)通過CNB總線與轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)變頻器正常通訊，實(shí)現(xiàn)控制和數(shù)據(jù)采集。當(dāng)因某種原因引起故障時(shí)，例如某臺(tái)從變頻器或電機(jī)故障時(shí)，故障變頻器自動(dòng)停止工作，另外三臺(tái)變頻器繼續(xù)工作，主變頻器控制負(fù)載在這三臺(tái)變頻器之間平均分配；當(dāng)主變頻器或電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，主變頻器停止工作，并發(fā)出故障信號(hào)，此時(shí)可設(shè)置另外一臺(tái)變頻器為主傳動(dòng)，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(fù)責(zé)速度控制和負(fù)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(dú)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(hù)，在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)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(jī)應(yīng)用模式，采用多用戶系統(tǒng)。多用戶系統(tǒng)由多個(gè)操作員終端構(gòu)成，這幾個(gè)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(dú)立于系統(tǒng)總線的標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)化系統(tǒng)提供一次數(shù)據(jù)。多用戶系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于：過程終端能夠以極大的靈活性安裝與排列；安裝費(fèi)用相當(dāng)?shù)土?，可實(shí)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(tái)作冗余，若其中一臺(tái)服務(wù)器故障，OS終端將自動(dòng)切換，延時(shí)12分鐘，故障服務(wù)器啟動(dòng)后需手動(dòng)切換OS終端，在故障后重新啟動(dòng)操作員站時(shí)，所有測(cè)量值檔案和報(bào)警檔 案將被自動(dòng)比較和更新。鑄流系統(tǒng)：以一流為例，主PLC（S7400）的主機(jī)架由一個(gè)電源模塊、一個(gè)CPU4142DP、一個(gè)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(gè)I/O遠(yuǎn)程工作站ET200M（采集本流現(xiàn)場(chǎng)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(gè)接點(diǎn)容量為5A的I/O遠(yuǎn)程工作站ET200（MCC柜），拉矯機(jī)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(dòng)，1，2 中包液面進(jìn)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(tái)變送器，閥門定位 器，流量計(jì)）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，工程師站PDM軟件通過 CP4435 EXT路由功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(jī)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(gè)I/O遠(yuǎn)程工作站ET200M（采集現(xiàn)場(chǎng)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(gè)接點(diǎn)容量為5A的I/O遠(yuǎn)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(jī)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(hào), 結(jié)晶振動(dòng)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(tái)變送器，閥門定位器, 流量計(jì)）進(jìn)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(diǎn)WINCC SEVER，其中1臺(tái)為工程師站，除安裝WINCC外，還需STEP7，PDM,1臺(tái)操作員站,在主控室安裝3臺(tái)HMI,火切室、拉矯室各 一臺(tái)HMI。通過HMI實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線的組合操作，狀態(tài)監(jiān)控，參數(shù)設(shè)定和報(bào)警顯示，同時(shí)還配有打印機(jī)和硬拷貝機(jī), 用于打印報(bào)警信息、工藝動(dòng)態(tài)參數(shù)和趨勢(shì)圖。 燒結(jié)控制系統(tǒng)根據(jù)燒結(jié)工藝對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的要求，360m2燒結(jié)機(jī)計(jì)算機(jī)自動(dòng)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(shí)現(xiàn)配混系統(tǒng)、燒冷系統(tǒng)、成品整粒系統(tǒng)、主抽風(fēng)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(duì)主抽風(fēng)機(jī)、點(diǎn)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(tái)PLC、3個(gè)工程師站和10個(gè)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(yuǎn)程I/O方式擴(kuò)展。各PLC站通過網(wǎng)絡(luò)通訊模板、交換機(jī)、TCP/IP工業(yè)以太網(wǎng)與工程師站或監(jiān)控站可進(jìn)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(qiáng)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(kuò)展的特點(diǎn)，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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程工藝流程及各參數(shù)的采集顯示、報(bào)警、回路控制畫面，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及趨勢(shì)圖，報(bào)表等監(jiān)控功能。操作系統(tǒng)為Windows 2000，它支持５種IEC標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)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(yùn)行。μXL集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：強(qiáng)有力的控制機(jī)能，實(shí)現(xiàn)了正規(guī)的遠(yuǎn)程自動(dòng)操作；系統(tǒng)構(gòu)成靈活，有良好的擴(kuò)展性；實(shí)現(xiàn)了高度的可靠性。本套μXL集散控制系統(tǒng)由三臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制單元、三臺(tái)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(shí)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(gè)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(fēng)機(jī)主電機(jī)測(cè)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(gè)回路調(diào)節(jié)，64個(gè)模擬量監(jiān)視點(diǎn)，15個(gè)開關(guān)量監(jiān)視點(diǎn)，4個(gè)開關(guān)量輸出點(diǎn)。 3控制器（3MFCD）包括64個(gè)開關(guān)量監(jiān)視點(diǎn)，26個(gè)模擬量監(jiān)視點(diǎn)及11個(gè)開關(guān)量輸出點(diǎn)。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?jī)x表同外部接線端子的連接，實(shí)現(xiàn)回路調(diào)節(jié)、順序控制、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)值積算、報(bào)警顯示、連鎖、通訊、趨勢(shì)記錄、打印等工作。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了工藝流程畫面19個(gè)，控制分組畫面14個(gè)，趨勢(shì)畫面16頁(yè)。工藝流程畫面上有聲光報(bào)警提示，便于操作人員及時(shí)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(fēng)機(jī)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?yàn)V波器，適配于普通高壓電動(dòng)機(jī)，對(duì)電機(jī)、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(bǔ)償、諧波抑制裝置；單元電路模塊化設(shè)計(jì)，維護(hù)簡(jiǎn)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(qiáng)弱電隔離，安全可靠；完善的故障檢測(cè)，精確的故障保護(hù)及準(zhǔn)確的定位顯示和報(bào)警；內(nèi)置PLC，易于改變控制邏輯關(guān)系，可靈活選擇現(xiàn)場(chǎng)控制/遠(yuǎn)程控制，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)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(dú)立，無高壓可以檢測(cè)變頻器輸出，便于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試以及培訓(xùn)操作人員，便于維護(hù)；采用準(zhǔn)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(shí)高溫老化、150％負(fù)載試驗(yàn)，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(jī)（商用PC機(jī)）、下位機(jī)（工控機(jī)）、單片機(jī)。其中單片機(jī)給用戶提供一個(gè)4位LED數(shù)碼顯示屏和一個(gè)12鍵的小鍵盤操作平臺(tái)，可對(duì)變頻器進(jìn)行全部操作，包括參數(shù)設(shè)置和各種運(yùn)行指令。工控機(jī)用觸摸屏和通用鍵盤給用戶提供操作平臺(tái)，其功能更齊全，包括參數(shù)設(shè)定、功能設(shè)定、運(yùn)行操作、運(yùn)行數(shù)據(jù)打印、故障查詢等等。上位機(jī)（商用PC機(jī)）放在總控室，可對(duì)多臺(tái)變頻器進(jìn)行遙測(cè)、遙控。若只有一臺(tái)變頻器，上位機(jī)可省，或讓客戶自定；可接收和輸出多路工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)；可打印輸出運(yùn)行報(bào)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(jī)上的應(yīng)用，連鑄機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用“三電”一體化的設(shè)計(jì)原則。公用系統(tǒng)與各分流之間互相獨(dú)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(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用基礎(chǔ)級(jí)自動(dòng)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(jìn)行過程回路控制、電氣設(shè)備的順序與聯(lián)鎖控制，并進(jìn)行生產(chǎn)工藝過程的數(shù)據(jù)采集等；另一層由計(jì)算機(jī)組成操作站，將PLC控制站收集的信息集中，使操作人員能實(shí)時(shí)監(jiān)視控制生產(chǎn)工藝過程和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，構(gòu)成一個(gè)集中管理、分散控制的自動(dòng)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(jī)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(yuǎn)程I/O站，遠(yuǎn)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(gè)遠(yuǎn)程I/O站包含一個(gè)適配器、若干基座和若干I/O模塊，每一個(gè)適配器最多可以支持8個(gè)基座，并且可以用一個(gè)FLEX電源或者任何其它兼容性電源為該遠(yuǎn)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(hào)正常情況下，火切系統(tǒng)和出坯系統(tǒng)自動(dòng)控制，無需人員操作。信號(hào)異常時(shí)，臺(tái)下操作工可通過PanelView觸摸屏介入進(jìn)行手動(dòng)操作，完成鑄坯切割及出坯操作。振動(dòng)臺(tái)、拉矯機(jī)等需要調(diào)速設(shè)備的傳動(dòng)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(yùn)行信號(hào)，及時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行。連鑄機(jī)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖8所示：圖8 連鑄機(jī)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(hào)化編程，以及專用于順序控制、運(yùn)動(dòng)控制、過程控制和傳動(dòng)控制場(chǎng)合的指令集，大大提高了編程和運(yùn)行效率。PLC組成的控制站，根據(jù)連鑄機(jī)操作指令和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的信號(hào)完成各工藝設(shè)備或工藝過程的順序、邏輯控制，進(jìn)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(jī)接口產(chǎn)品，上位機(jī)將PLC控制站收集的信息集中，產(chǎn)生實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)文件、趨勢(shì)文件、報(bào)警記錄文件等，使操作人員能及時(shí)監(jiān)視控制生產(chǎn)工藝過程和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，構(gòu)成一個(gè)集中管理、分散控制的自動(dòng)化系統(tǒng)。上位機(jī)主要內(nèi)容如下： 管理數(shù)據(jù)的輸入、確認(rèn)； 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(bào)警；事件記錄；主要工藝數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、歷時(shí)趨勢(shì)顯示、記錄等。設(shè)備工程師站主要功能：對(duì)PLC控制站的應(yīng)用軟件進(jìn)行編程、組態(tài)、生成和維護(hù)。 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(jī)專用變頻器”采用了Modbus通訊協(xié)議，可以與上位機(jī)控制系統(tǒng)直接通訊。適時(shí)的將軋鋼電機(jī)的工作狀態(tài)信息發(fā)送給“縱列式連續(xù)線材軋機(jī)控制系統(tǒng)”中的上位機(jī)。上位機(jī)再根據(jù)變頻器反饋的數(shù)據(jù)及DCS采集的張力信號(hào)判斷設(shè)備的工作狀況（如是否有“拉鋼”或“堆剛”現(xiàn)象）自動(dòng)（或手動(dòng)）調(diào)整軋鋼機(jī)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(jī)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(qiáng)了對(duì)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(duì)變頻器內(nèi)部的電壓突跳進(jìn)