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基于PLC的烧结监控系统的设计与实现

作者:柏洪升,董立峰,西林钢铁集团公司计控处2010.02.18阅读 37751

  西林钢铁集团公司90平烧结机的生产流程由原料、二次配料、混合制粒、烧结、冷却、成品筛分等工序组成。该车间采用一台90平烧结机,是一座现代化的烧结车间,采用了许多先进的工艺设备和技术,基础自动化系统配置由PLC监控软件组成的控制系统,具有较高的控制水平,而且采用数据库存储历史数据,为将来生产制造执行系统提供数据基础。

  控制系统构成
  西钢90平烧结机控制采用PLC+监控软件的方式构成三电一体化控制系统,下位机是施耐德公司的Quantum系列PLC,监控软件使用Intellution公司的iFIX软件,完成工艺数据的采集、处理、回路控制、监控、报表、操作记录等。既有分布控制优点,又有非常强的信息集成能力,使系统自动化和信息管理达到较高水平。
 
  西钢90平烧结机控制系统架构
  设备控制级

  设备控制级共有三套PLC,分别安装在主控室、配料电气室和环冷控制室,利用工业以太网交换机组成环网,该环网将三台PLC连在一起,通过140NOE77100以太网通讯模块实现与过程控制级计算机通讯。

西钢90平烧结机控制系统架构

  过程控制级
  采用Intellution公司的监控软件完成生产过程各参数的采集、集中显示、记录、报警、回路控制、画面操作、报表、监控、历史趋势图、实时趋势图和操作记录等。

  软件配置
  ■ 系统软件:工作站均采用WindowsXP操作系统。
  ■ 监控软件:采用Intellution公司的iFIX,它支持网络和终端服务器、内嵌有VBA、支持面向对象的图形。技术人员都能很容易使用它“编制”成各种符合工艺控制要求的画面,完成过程可视化功能。iFIX还具有较好的数据管理功能,其安全性保障比较可靠。同时,该软件很少发生死机的情况。大量的现成的控件与IFIX能很好的集成,提高工程的速度。
  ■ 可编程控制软件:采用Concept 2.6,它支持IEC标准的5种语言。

  系统主要功能
  数据采集

  模入处理:对模拟量信号进行单位变换、数字滤波、线性修正和热电偶的冷端温度补偿,并可设置上下限报警。对流量信号进行温度、压力校正。时间信号在线监测。
  开入处理:对必要的开关量信号进行记录,并存盘;各种历史数据可按照设定时间存储。

  模拟量控制
  模拟量控制部分主要包括:可完成控制系统中各种自动调节系统、参数设定均可在操作员站完成。
  顺序控制部分:可以完成各种主保护(连锁)、辅助保护(报警)等功能。
  CRT屏幕功能:iFIX的图形功能很强,支持多种图形格式,其追加的图形库,内容丰富,解决了原来图形过大的问题。组态中提供树形结构图,能够浏览所画画面中的所有图形对象,组态信息,提供的全局性的变量组态方案www.cechina.cn,供画面组态调用,从而实现了一改全该的功能,而且全局性的变量不占用TAG点,对于画面中group组内的对象组态并不改变,使状态变化丰富多彩,点数的扩展功能很强有全面解决扩展点的报警、报警记录、历史记录的方法,有查找替换功能可以替换整个图画以及画面中的对象属性、组态点信息,对于同类型物体,避免重复组态。内嵌VBACONTROL ENGINEERING China版权所有,具有自己的内部函数,又有广泛的VB函数,功能扩展更为有利。支持双向OPC,支持所有类型的ActiveX、OLE,对不健全的控件所引发的错误进行保护,对控件的属性操作完全控制。编辑与运行是可切换的,这有利于对现场生产安全的保障;有独立的报警监视程序CONTROL ENGINEERING China版权所有,支持在线修改,具有画面分层功能,运行时可以根据程序很方便的更换对象的连接数据源,可以使控制更为灵活。

  主要完成控制功能
  烧结车间控制系统通过画面即可达到操作、监视全部系统的目的,将电控和仪控统一考虑设计在一个画面上,与工序浑然一体,由于有了友好的人机画面,使操作得心应手,操作极为流畅。为了叙述方便,这里应将烧结车间控制系统分为顺控和仪控两部分来描述。

  电控部分
  根据烧结生产工艺流程的特点和电器联锁关系,同时考虑便于生产操作的要求,将与生产工序有联系的部分控制系统划分为四个生产控制系统www.cechina.cn,即:

  配料系统
  为便于生产和配料系统特殊控制要求及交叉配料要求,该系统包括一混、二混两条大皮带,和16个配料设备。完成同起、同停、顺起、顺停,保证配料起停时,正确配比。各种料量的设定值在画面上实现,同时设定值下传到下位机进行PID调节输出直接驱动变频器,由变频器控制下料。

配料系统工艺流程
  配料系统工艺流程

  混合系统
  系统设计了双料线控制,两个料线可以同时生产又可以单独生产。保证二次混合料槽料位相对稳定。

  烧结机系统
  烧结机系统包括了烧结、冷却、铺底料及冷返矿,该系统是烧结车间的主要生产流程CONTROL ENGINEERING China版权所有,连续性生产。系统以追求最佳质量和最大产量为目标。

烧结机系统工艺流程 
  烧结机系统工艺流程

  排灰系统
  根据现有工艺资料,放灰系统包括机头、机尾、环冷排灰、大烟道进入烧结系统。
  

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