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GE Fanuc iFIX软件在钢铁行业中的应用

作者:陶君2008.12.10阅读 6276

  1 概述
  宝钢集团上海五钢有限公司的前身是上海第五钢铁厂,1998 年上海地区钢铁企业联合后,列为宝钢集团特殊钢精品基地。目前是宝钢集团中唯一的特钢长型材生产企业。公司占地面积 340 万平方米www.cechina.cn,资产总值 60 亿元,年产钢 160 万吨,钢材 140 万吨,年销售额 50 亿元。公司十大系列品种--不锈钢、耐热钢,工模具钢,轴承钢,结构钢,弹簧钢,齿轮钢www.cechina.cn,高温合金,铁及铁合金,汽车、铁路、油田用刚钢,银亮钢,产品有棒、管、丝、带、饼、环及异型材,广泛应用于航天、航空、核电、汽车、机械、电子仪表和石油化工等领域。电渣中心燃气加热炉系统是耐热钢种的主要生产设备,在生产中根据钢种耐热需要,把成型的钢锭放置在加热炉中,根据工艺技术要求CONTROL ENGINEERING China版权所有,产生不同的加热曲线,让加热系统根据曲线对钢锭进行加热,本系统一共有八台燃气加热炉。上位机控制系统根据实际工艺需要,分别对八台加热炉进行加热控制。燃气加热炉在钢铁行业中的应用非常广泛,由于使用了天然气作为主要燃料,所以它对大气的污染可以降的很低,同时现场生产环境干净整洁,而这些是燃油加热炉无法比拟的。但是天然气加热炉的控制比较复杂,不但在加热工艺上要实

现产品技术要求,而且在系统的安全保障要求也比别的加热炉高, 目前专门为燃气加热炉设计的烧嘴控制器已经相对比较成熟,使用的最多的是大小火控制,它可对燃气火焰的大小火的组合来实现温度控制要求,同时对点火失败、意外熄火等高危险的故障做及时的处理,大大减少了上位机的控制复杂度。 目前上位机组态软件在加热炉中的应用已经比较普遍,但是在一些工艺要求多变的场合还比较少,特别是加热工艺曲线的管理上如何实现方便的存储是一个比较突出的问题控制工程网版权所有, 常用的组态软件在工艺曲线这块总是很难实现方便的存储, 但是 GE Fanuc 的 iFIX上位机监控软件是一款功能强大的自动化监控与控制软件,GE Fanuc Workspace 特有的动画向导、智能图符生成向导等大大方便了系统的开发,标签组编辑器大量节省了系统的开发时间CONTROL ENGINEERING China版权所有,它不但支持任何一种 OCX 控件而且内置了微软的 VBA 作为脚本语言,为工程开发人员提供了一个灵活的开发应用环境,从而根据工艺要求开发出功能强大,界面友好的工艺管理界面。
  2 工艺描述及系统功能要求
  钢集团上钢五厂电渣中心燃气加热炉 DCS 控制系统现场有八台燃气加热炉,每台加热炉有三个燃气烧嘴,每个烧嘴通过烧嘴控制器可以实现大小火控制切换,并且烧嘴控制器可以实现自动点火,故障检测和保护等功能,每台炉有三个测温点,一个为控制测温点,其他两个为参考测温点,八台炉现场 DCS控制器为霍尼韦尔 HC900 和 UMC800,它们是整个现场控制的核心,每个控制器控制四台加热炉,其主要负责集中控制各台炉的风压、炉压和温度,同时它和 iFIX上位机进行 MBE协议通讯, 接受上位机的操作数据, 包括各个执行机构的动作,工艺曲线数据等。 由iFIX3.5组态软件环境下开发的加热炉上位机监控管理系统,通过 MODBUS工业以太网与 HC900和 UMC800 进行通讯, 它主要实现的功能有:加热炉动画监控、历史曲线管理、加热工艺曲线管理、加热实时曲线管理、报警记录等功能。
  控制系统要求重点如下:
  (1) 加热炉保温温度误差不超过 3摄氏度 ,预热风压力控制误差不超过 5%,燃气压力、预热风压力和温度、炉内3点温度、炉内压力等测量点均要求动态显示及报警显示。
  (2) 要求上位机系统含有加热炉动态显示画面, 并且根据操作流程制作操作按钮,同时含有历史曲线功能,并且支持历史曲线笔添加和删除。
  (3) 要求上位机系统含有工艺曲线管理功能,操作员可以随时建立工艺曲线,并且工艺曲线支持存盘拷贝等功能, 同时可以根据工艺要求可以从工艺曲线库里面随时调用工艺曲线作为本次生产的加热工艺。
  (4) 要求上位机系统含有实时曲线显示功能, 当操作人员启动某台炉的工艺曲线后,实时曲线画面中显示本次生产的工艺曲线,然后本炉的温度根据时间坐标以 5 分钟/点进行跟随标点,这样可以方便操作人员根据实际的温度跟随情况进行相应的现场操作,同时当本炉工艺结束,系统自动根据完成时间和炉号自动保存本次工艺的实时曲线 (即工艺曲线和实际的温度曲线),这样可以方便工艺技术对于烧成工艺的研究。
  (5) 在一切关键按钮操作时, 必须含有必要的操作提示, 防止操作人员误操作。 
  以上系统要求中,第 3 项和第 4 项是本系统的难点,一般的组态软件很难实现这样复杂的功能。
  3  iFIX 的解决方案
  该系统要求两台上位机对八台炉进行监控,一台连接 HC900,一台连接UMC800,也就是每个 iFIX 上位机系统监控四台加热炉,系统结构图如图 1:

图1系统结构图
图 1 系统

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