plc在高爐監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用

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1、PLC在高爐監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用　　摘要：近些年來(lái)，隨著科技的發(fā)展，可編程控制技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。可編程控制器(PLC)是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬量式的輸入輸出，控制各種類型的生產(chǎn)過(guò)程。本文主要介紹PLC在高爐監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：PLC，高爐，監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)用，可編程控制中圖分類號(hào)：X924.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A一、引言高爐作為一種成熟的煉鐵工藝己有一百多年的歷史了，高爐的冶煉

2、過(guò)程十分復(fù)雜，高爐控制技術(shù)，利用現(xiàn)代控制技術(shù)對(duì)高爐生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視和控制，提高高爐生產(chǎn)自動(dòng)化水平，極大提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量。PLC在高爐監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視，完成歷史數(shù)據(jù)歸檔及異常信號(hào)的報(bào)警，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作進(jìn)行指導(dǎo)，并在高爐及熱風(fēng)爐值班室和卷?yè)P(yáng)控制室能對(duì)高爐本體、熱風(fēng)爐以及卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。三、高爐監(jiān)控系統(tǒng)軟件組態(tài)和程序設(shè)計(jì)1、下位機(jī)軟件6利用西門子公司的Step7V5.0軟件對(duì)PLC進(jìn)行軟件編程，在Step7中建立一個(gè)用于存儲(chǔ)控制方案而生成數(shù)據(jù)和程序的新項(xiàng)目，在項(xiàng)目中添加兩個(gè)PLCS7-300工作站

3、，依次給每個(gè)工作站進(jìn)行硬件組態(tài)，然后在每個(gè)工作站編寫PLC程序。STEP7提供編程語(yǔ)言有語(yǔ)句表(STL)、梯形圖(LAD)、功能塊圖(FBD)。STEP7將所有用戶編寫的程序和程序所需的數(shù)據(jù)放置在塊中，通過(guò)一個(gè)主程序塊調(diào)用其他的子程序塊或塊內(nèi)程序來(lái)完成，程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單清晰，使用戶結(jié)構(gòu)化成為可能。需要對(duì)PLC內(nèi)部數(shù)值A(chǔ)ID或DIA轉(zhuǎn)換成實(shí)際工程數(shù)值，可由STEP7編程軟件內(nèi)部提供的功能快FC105和功能快FC106來(lái)完成。在編制PLC控制程序中，將高爐槽下配料、卷?yè)P(yáng)上料和料批周期、稱重補(bǔ)償，電機(jī)的控制，以及高爐本體溫度、壓力、流量數(shù)據(jù)采集，風(fēng)

4、溫PID調(diào)節(jié)，爐頂壓力PID調(diào)節(jié)，故障報(bào)警處理，設(shè)計(jì)成不同的模塊后，再在主循環(huán)模塊0BI中調(diào)用它們完成控制。2、上位機(jī)軟件6上位機(jī)采用SIMATIC綁定的WinCC6.0軟件，WinCC將Windows程序的現(xiàn)代體系結(jié)構(gòu)和使用方便的圖形設(shè)計(jì)結(jié)合在-起，提供了可視化，友好的控制界面，方便地實(shí)現(xiàn)了HMI(人機(jī)界面)的功能。利用WinCC十分強(qiáng)大的功能，能很方便地實(shí)現(xiàn)高爐本體工藝流程圖、高爐本體儀表綜合參數(shù)顯示圖、溫度趨勢(shì)曲線、配料實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面等數(shù)幅圖面。監(jiān)控畫面制作主要是在圖形編輯器中完成，可以在圖形編輯器添加按鈕和滑塊、I/O域、文字列表、

5、管道、閥門、狀態(tài)顯示等組件，圖形組件的位置、幾何形狀、顏色和樣式等屬性的改變，可以通過(guò)WinCC變量改變或者程序直接控制。打開WinCC的變量記錄編輯器，將需要顯示變量創(chuàng)建歸檔，新建趨勢(shì)歸檔窗口模板和表窗口模板，將變量和創(chuàng)建的歸檔變量連接，顯示時(shí)將模板加到應(yīng)用程序窗口中，則可動(dòng)態(tài)顯示高爐熱風(fēng)爐溫度等參數(shù)的趨勢(shì)曲線，為正確了解高爐爐況歷史作參考。將WinCC中的Tag與PLC中的地址對(duì)應(yīng)起來(lái)，對(duì)變量進(jìn)行設(shè)置，通過(guò)WinC的報(bào)警記錄的組態(tài)系統(tǒng)，當(dāng)PLC采集數(shù)據(jù)超出設(shè)定值，則工控機(jī)上出現(xiàn)報(bào)警信息。四、系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)和通訊任務(wù)的實(shí)現(xiàn)1、系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)

6、絡(luò)本系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)由過(guò)程控制級(jí)設(shè)備、監(jiān)控級(jí)設(shè)備、管理級(jí)設(shè)備構(gòu)成三級(jí)監(jiān)控體系，它們之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連，過(guò)程級(jí)主要由兩套PLC在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集按照預(yù)定的控制程序，對(duì)對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；監(jiān)控級(jí)主要通過(guò)高爐值班室和糟下工作室的上位機(jī)監(jiān)視過(guò)程對(duì)象，并通過(guò)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)對(duì)過(guò)程級(jí)發(fā)出指令進(jìn)行控制。而在管理級(jí)上，廠調(diào)度室和計(jì)童科通過(guò)內(nèi)部的局域網(wǎng)接受監(jiān)控級(jí)遠(yuǎn)傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，以便統(tǒng)一調(diào)度。2、PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線通訊6PROFIBUS是一種不依賴于廠家的開放式的總線標(biāo)準(zhǔn)，采用PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)后，不同廠商所生產(chǎn)的設(shè)備不需要對(duì)其接口進(jìn)行特別的調(diào)整就

7、可以通信。PROFIBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)是根據(jù)1507498國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)以開放式系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(051)作為參考模型，針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，它分為:PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA和PROFIBUS-FMS三個(gè)系列，其中PROFIBUS-DP用于傳感器和執(zhí)行器級(jí)的高速數(shù)據(jù)傳輸。PROFIBUS-DP定義了第-層(物理層)和第二層(數(shù)據(jù)鏈路層)協(xié)議，還定義了用戶接口，這種結(jié)構(gòu)確保數(shù)據(jù)的傳輸?shù)目焖俸陀行нM(jìn)行，傳輸速度可達(dá)12MBPS。在本控制系統(tǒng)中，將兩套PLC分別作為主站，將分散的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備如傳感器和閥門作為DP從站，以CP342-5模塊作為

8、通訊接口，通過(guò)RS485電纜形成PROFIBUS-DP通訊網(wǎng)絡(luò)。3、上位機(jī)和PLC之間的通信6上位機(jī)和PLC之間的通信主要是通過(guò)通道單元(驅(qū)動(dòng)程序連接)和PLC進(jìn)行通信，為了使通信成功，本系統(tǒng)