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如何将PLC系统应用到高炉喷煤控制系统?
发布时间:2020-07-28 21:30
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  如何将PLC系统应用到高炉喷煤控制系统?
 
  高炉自动化控制在很大程度上决定着高炉工作的稳定性以及炼钢过程中供应合格铁水的能力,高效的高炉自动控制系统可发挥降低能耗、保证高炉炼铁工艺连续性、软硬件方式实现前后工序相互连锁等功能,为后续炼钢供应优质原料。因此,将PLC系统应用到高炉喷煤控制系统中是企业生产的需求,也是时代发展下机电设备改革的必然要求。
如何将PLC系统应用到高炉喷煤控制系统?
 
  一、PLC系统的优点
 
  PLC的优势主要体现在以下几个方面:
 
  第一,性能全面,运行速度快,包括通讯,处理速度、诊断、多重计算等,适合各种复杂系统的不同需要。
 
  第二,多方面保证可靠性:密封的模块、无风扇的运行是高可靠性的保证。
 
  第三,强有力的通讯能力:多种通讯功能充分满足与各级设备之间的通讯兼容性。
 
  第四,丰富的l/O模块:l/O模块从Dl/DO到Al/AO,有DC24V、AC220V的输入输出,各种模拟量标准信号(4-20MA)、电偶、电阻信号模块等,兼容性、互换性强。
 
  第五,方便直观的编程语言:STEP7编程软件是面向设计和维护人员的最佳编程工具,支持3种编程方式,基于WlNDOWS平台的设计,可以使用户在最短的时间内掌握。
 
  第六,强有力的技术支持:其技术服务网络遍布全国,有广泛熟悉PLC产品的技术人员队伍和强有力的工程经验,无论是最终用户还是系统集成商所遇到的技术问题,可以很方便的从各种渠道得到答案。
 
  第七,模块性能价格比高:遍布全国的自动化销售商和透明的价格体系,使用户用最便宜的价格得到高性能产品。
 
  二、高炉自动控制系统需求分析
 
  高炉自动控制系统的设计需对以下需求予以满足:
 
  采集与控制高炉本体的温度、压力以及流量等数据。按照正确比例配备矿焦,遵循指定步骤将其放入高炉内,控制炉料均匀下降。对热风炉的燃烧状态与送风顺序进行控制,保证高炉冶炼状态的整体优质性。完成对布袋的除尘与反吹控制。
 
  三、系统硬件配置
 
  结合高炉监测点与控制设备要求,系统对PLC加以应用,设计过程中兼顾系统的最优性价比,借助现场总线标准(PROFlBUS-DP)实现主站S7-400与从站ET-200M的连接。高炉自动控制系统功能模块如图1所示。
图1 高炉自动控制系统功能模块图
 
  图1高炉自动控制系统功能模块图
 
  1、中央处理器
 
  选用CPU414-2DP作为中央处理器模板,该模板在中等性能应用范围中要求相对严格的场合有较高的实用性,可对程序规模、指令处理速度、复杂通讯等更加高规格的要求予以满足。通过PROFlBUS-DP接口的集成,模板可作为主线实现与PROFlBUS-DP现场总线的直接连接;程序与数据的存储用256KBRAM来实现,存贮能力得到了扩展;对多达131072个数字量或81932个模拟量l/O的连接是模板灵活扩展性的体现;利用多接口(MPl),可最多构建32个站的简单网络,最大数据传输速率为12Mbit/s。
 
  此外,模块中设有模式选择开关,设计为钥匙操作开关,开关取下时,会对用户的数据访问权限进行限制,除了保护钥匙操作开关以外,通过在用户程序中下达保护口令,还可制止非法访问行为的发生;诊断缓存区亦是中央处理器模块的组成部分,通过将120个故障与中断时间保存于FlFO缓存器中,为诊断工作提供数据信息。
 
  2、ET200M远程控制站
 
  ET200M分布式l/O用于现场信号的采集,可实现中央处理器指令向执行机构的传输。ET200M使用西门子PS307电源与lM153-1接口,该模板在冗余PROFlBUS-DP系统中有良好适用性,可将ET200M以从站的形式连接至PROFlBUS-DP。
 
  3、PLC系统的具体配置
 
  根据生产工艺的具体要求及对PLC硬件的要求和结合以往的工程经验,方案中PLC系统的模块是按照图纸的设计而进行选择的,由卖方对其进行校验。在主机架和CPU的选择上考虑以下几点:
 
  第一,CPU的运行速度;第二,Dl/DO和Al/AO通道的l/O映像区的容量和分辨率,耐压等级;第三,过程调节的闭环回路数;第四,通讯处理的数据量以及与上位机通讯的回路数量;第五,内部计数器、定时器、程序块的数量;第六,内部程序工作内存的容量等;第七,性能价格比。
 
  四、系统软件配置
 
  采用WlNDOWS操作系统,组态软件WlNCC,可对WlNDOWS程序中的现代体系结构与便于使用的图形设计进行结合,向用户提供一种可视化的人机界面。该组态软件对图形技术、人机界面技术、数据库技术、控制技术、网络技术与通信技术等多技术予以集成,可在控制系统开发人员的软件设计环节提供便利,使他们只简单地通过可视化组态方式完成设计工作,这实现了监控画面开发难度的大幅度降低。
 
  五、结语
 
  综上所述,将PLC应用到高炉喷煤控制系统之后,实际运行的过程中,系统可与高炉生产工艺连续不间断的特征相结合,为生产控制与过程监控创造便利,在提高高炉生产率与产品质量的同时对快捷性、稳定性与准确性的生产要求予以满足。
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