PLC在炼钢高炉自控系统中的应用

发布者:星辰耀眼最新更新时间:2014-02-22 来源: eccn关键字:PLC  炼钢高炉  自控系统 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
0 概述

我厂2#高炉的原有电气控制系统,仅槽下上料系统使用富士的可编程控制器进行控制,其他系统仍为传统仪表盘面显示各生产参数手动控制操作,炉顶上料采用大小钟配合料车自动控制上料的模式。该高炉控制设备陈旧,除了2006年曾对槽下做过一些升级改造将其改造为西门子S7-300可编程控制器控制,并使用 Step7和winCC重新编制控制程序与操作界面外其它部分大大落后于当今的高炉控制水平,制约了生产成本的降低及工艺操作水平,影响了炼铁整体生产水平,因此,汉钢于2008年对2#高炉系统进行了全面改造,全系统采用西门子PLC自动控制。炉顶上料形式保留料车上料方式,将高炉大小钟投料方式改为无料钟投料方式。

1 系统配置

改造后系统电气控制部分PLC主机采用西门子S7-400系列的CPU414-2DP,各远程站采用S7-300系列的CPU及10模块,完成现场数据采集、逻辑运算、联锁、数据处理及输出执行指令等功能。系统采用2种网络连接方式:工业以太网和ProfibuS-DP总线网络。硬件配置如图1所示。

以太网采用光缆作为主干传输网络,通过光纤收发器、交换机用双绞线连接各操作站电脑;卷扬没有设置电脑操作,因此直接采用ProfibuS-DP总线连接至远程站。

2 软件配置及实现方法

系统软件在WindowsXP操作环境下运作。编程软件采用西门子STEP7编程软件包,用梯形图逻辑语言实现控制软件的开发与应用。人机界面用WinCC V6.0软件开发组成监控站,监视、控制设备和自动化过程。

主要功能:

按高炉生产需要设定的配料顺序自动地将炉料配好装入焦斗和矿斗中,通过料车送到炉顶,再按不同布料要求将炉料自动布入炉内,实现了整个给料、称量、配料、输送、布料过程全自动。

槽下配料与自动称量

槽下共14个称量斗,对称分布于上料小车轨道两侧,紧挨轨道两侧是两个焦炭称量斗,随后每边依次排列六个称量矿斗,同时在轨道两侧还有两个左右中间矿斗。工艺画面如图2所示。

配料分设左中问斗备料和右中问斗备料,分别用以设定装入左中问矿斗、右中间矿斗的称量斗代码——也就是说每个矿石振动筛根据所对应的每个称量斗所设定的称料重量来振料,然后通过左右中问斗备料代码来选择需要下料的称量斗,再通过1#、2#皮带将需要的料分别装入左右中间矿斗,以备料车到达料坑时装入料车。左右中间斗空后,备料指针后移,进行下一个备料行为,形成一个独立的循环。各种料的称料重量、料种在界面中各个称斗中设置。各振筛根据本称量斗所设置称量定值及称量斗满、空信号自动备料,并自动进行称量补偿、修正定值、称量值零点校正、余振值测定、称量斗料空后延时关闸门等控制。配料代码随时可由操作员在线设定修改。界面中还有料批设定,可共设定A、B、C、D、E、F六种料批,每种料批分前半批和后半批及附加焦,每半批料最多可上4车料,根据每车是否填写代码来确定实际上料车数,当没填时视为没有。当料车到料坑时根据装车代码确定是打开中问矿斗还是焦称量斗还是空走,每上完‘车料料批前进一位,整个循环周期按界面中所设定的料制中的所选的料批代码进行,构成整个上料大循环。在每一个料批结束时均可加进行“附加焦”,不会打乱周期程序。

布料方式

布料器电气部分由原来的简单电机控制改为由变频器拖动,α(溜槽倾角)、β(溜槽回转角)、γ(料流调节阀开度)三个绝对值编码器反馈布料器位置状态。布料系统主要功能是与槽下系统1起控制上料,将炉料正确地装入料罐,并控制炉顶设备,完成向高炉装料和按照设定布料数据进行布料,可根据需要随时调整布料倾动角度、旋转角度、旋转圈数、料流开度。灵活多变的布料方式带给操作人员全新的操作模式,例如:难以解决的边缘问题,现在可利用扇形和定点布料克服;布料不均的问题,可利用多圈环行布料随时纠正等等。

当每半批料装入受料罐,装料指令下达后,打开放散阀卸压,随后先开启上密封阀,再开启上料闸,将上罐中炉料装入下罐。装料完毕,关闭上料闸、上密封阀,然后关闭放散阀,探尺探料降至规定料线深度提探尺,提尺同时打开两个均压阀向下罐均压,布料器倾动到位,打开下密封阀在溜槽到达步进角位置时打开下料闸(料流调节阀),用下料闸的开度大小来控制料流速度,炉料由布料溜槽布入炉内。为使炉项全自动布料准确无误,本系统对如下信号作了重点处理:

(1)上罐料空及料满的信号处理;

(2)上罐料满与均压放散阀、上密阀、放料阀的联锁;

(3)下罐料满及料阀的联锁;

(4)控尺与布料器阀的联锁。

同时,为配合精确布料,炉顶还增设有炉内成像设备,由清晰的视频摄像机在氮气流套筒的保护下及时传送炉内料面燃烧分布情况,高炉操作室配有监视器随时眼观炉内情况,同时有配套分析软件及时分析料面燃烧温度分布,显示在专门的计算机画面上。灵活多变的布料方式,提高了布料质量,提高了高炉的利用系数。无料钟炉顶具有布料灵活、密封性好、维修方便等明显优势,是小高炉优化工艺设备的发展趋势。变频器的大量应用使得控制精度大大提高并节省很多电力。

3 HMI(Human Machine Interface)监控技术

HMI(人机界面)使系统实现了集中监视控制,可对现场采集的数据进行显示、报警,供生产人员及时掌握生产运行情况。HMI显示了整个系统的工艺设备画面,可以对所有设备进行在线监控,完成各个工艺设备或者工艺流程的顺序控制、故障报警处理及显示,可设定修改各种生产工艺数据和运作方式,可设定是使用自动方式还是手动方式,是否连锁等,以便在检修、调试时能够方便地测试单个设备的运转或特定情况下的单个设备运行,使系统在合理的工艺要求下有序的运行。系统按操作区域共划分为槽下上料、高炉监控操作、热风炉操作控制,布袋除尘等四部分,各系统数据互相联络共享。其中槽下上料系统主要控制槽下各个称斗的料制配比、皮带运行和上料小车的运行以及炉顶设备的动作控制,高炉系统安置四台操作站,分别用以操作和监控高炉的各项操作如炉温、混风温度、冷风流量控制、探尺反馈的炉内料位以及槽下上料情况等,同时根据高炉运作情况随时连锁或禁止某些关键阀门的开闭。热风炉系统操作站负责控制热风炉各项操作,控制烧炉温度向高炉提供高风温。布袋除尘控制炉顶煤气的处理、除尘等工作。对这几个区域系统的改造,主要是将原有仪表盘、操作台等占用空间又大又重的设施改为计算机显示与操作控制,大大降低故障率,全局参数与运行状态一览无余,操作方便,效率提高。

4 总结

整个系统的控制方式分为集中自动、手动和机旁手动等几种方式。在自动方式下,对单体设备可以手动干预,而不影响整个系统的自动流程。这既减轻了操作人员的负担,又减少了操作转换时间,提高了冶炼速度。而机旁手动时,又可以在设备检修调试时方便地控制其动作幅度和时机。
关键字:PLC  炼钢高炉  自控系统 引用地址:PLC在炼钢高炉自控系统中的应用

上一篇:基于PCI ExPress实时视频采集系统的设计
下一篇:工业以太网在实际应用中安全对策解决方案

推荐阅读最新更新时间:2024-05-02 22:59

三菱PLC控制变频器的通讯方法
本文介绍一种非常简便的三菱FX系列 plc 通讯方式控制变频器的方法:它只需在PLC主机上安装一块RS-485通讯板或挂接一块RS-485通讯模块; 在PLC的面板下嵌入一块造价仅仅数百元的“功能扩展存储盒”,编写4条极其简单的PLC梯形图指令,即可实现8台变频器参数的读取、写入、各种运行的监视和控制,通讯距离可达50m或500m。这种方法非常简捷便利,极易掌握。本文以三菱产品为范例,将这种“采用扩展存储器通讯控制变频器”的简便方法作一简单介绍。   一、三菱plc采用扩展存储器通讯控制变频器的系统配置   1、系统硬件组成                       图1 三菱PLC采用扩展存储器通讯控制变频器的系统配
[嵌入式]
三相感应电动机故障警报控制电路的PLC梯形图
很多人说PLC难,就算有电工基础,想学会也很难!但是真的如此吗?有电工基础又该如何快速学会PLC呢?今天咱们一起来看看电工图如何快速转化成PLC梯形图,以三相感应电动机故障警报控制电路为例子说明: 传统电工图 (1)当电源正常时,仅绿灯gl亮,电动机不动作。 (2)当按下启动按钮pb1,电磁接触器mc动作,电动机立即运转,指示灯rl亮,绿灯gl熄。 (3)当按下停止按钮pb2,电磁接触器mc断电,电动机停止运转,指示灯rl熄,绿灯gl亮。 PLC梯形图 那么如何从传统电工图转换为梯形图呢?一起来看看吧: (1)将电工图中控制电路直接转成对应阶梯图。首先重新绘制电工图,将图中接点与输出线圈位置适度变更,以符合PLC
[嵌入式]
三相感应电动机故障警报控制电路的<font color='red'>PLC</font>梯形图
PLC和DCS控制系统有何区别
01 起源不同。 PLC为离散顺序控制而生。先用继电器控制装置,研制出了一代可编程序控制器。随着集成电路技术和计算机技术的发展,现在已有五代PLC产品。 DCS是为连续过程控制而诞生。它以微机处理为基础,以分散的风险控制、集中的经营管理为特点,集新的计算机技术、通信技术、CRT技术和控制技术于一体,即4C技术,新的控制系统。DCS系统的概念是“分散控制”和“集中管理”,是一种自动化控制系统。 02 应用领域不同。 在过程控制方面,PLC应用于航空航天、钢铁、烟草、制药、食品、冶金、矿山、水处理、交通运输等领域。 DCS主要用于过程控制,应用于自动化领域,如发电、石化、钢铁、石化、和冶金。其中,航天、火电、核电、大型石化、钢铁等
[嵌入式]
WEINVIEW触摸屏在纸箱生产行业的应用
  摘 要:本文主要介绍WEINVIEW触摸屏在纸箱制造成行行业中的应用;通过1台触摸屏同时控制6台PLC;来完成机械部分的控制。通过触摸屏,以方便现场操作人员进行监控和操作;同时完成重要数据的传输与设置。   关键字:触摸屏、 PLC、数据传输、通讯   Abstract: This paper introduces the weinview touchscreen application in creating industry in paper box;Control 6 PLCs at the same time by 1 touchscreen ;Come to accomplish the mechanical p
[工业控制]
PLC故障排除流程图分享 电源故障检查 运行故障检查 输入输出故障检查
1总体检查 根据总体检查流程图找出故障点的大方向,逐渐细化,以找出具体故障,如下图所示。 2 电源 故障检查 电源灯不亮需对供电系统进行检查,检查流程图如下图所示。 3运行故障检查 电源正常,运行指示灯不亮,说明系统已因某种异常而终止了正常运行,检查流程图如下图所示。 4输入输出故障检查 输入输出是 PLC 与外部设备进行信息交流的通道,其是否正常工作,除了和输入输出单元有关外,还与联接配线、接线端子、保险管等元件状态有关。检查流程图如下图所示。
[嵌入式]
<font color='red'>PLC</font>故障排除流程图分享 电源故障检查 运行故障检查 输入输出故障检查
基于PLC的汽车同步器测试系统设计
在汽车的传动系统中,若采用机械式手动变速器,一般都配有同步器,其主要功能是:使接合套与待接合齿圈两者之间能迅速同步,阻止在同步之前齿轮进行啮合,防止产生接合齿圈之间的冲击,缩短换档时间,迅速完成换档操作,并延长齿轮寿命。 同步器的性能指标直接影响变速器的效能表现,从而影响车辆的操控性,所以要在安装前对其技术性能和寿命进行一系列相关测试。 研究基于PLC的变速器同步器测试系统,可以对同步器换挡过程中的关键参数进行实时准确的测试记录,通过对比分析处理,从而对被试同步器的性能与寿命作出客观准确的评价。 因为PLC具有体积小、功能强、可靠性高等特点,所以采用PLC作为整个测试系统的控制核心,通过驱动电机模拟换挡过程,
[汽车电子]
基于<font color='red'>PLC</font>的汽车同步器测试<font color='red'>系统</font>设计
TI智能数据集中器评估板提供灵活平台
2013 年 9 月 24 日,北京讯 日前,德州仪器 (TI) 宣布推出配套提供电力线通信 (PLC) 系统级模块以及支持软件的智能数据集中器评估板 (EVM),其可帮助智能电网开发人员实现高稳健自动抄表 (AMR)、高级仪表基础设施 (AMI) 以及传感器网络自动化应用。该款高集成 TMDSDC3359 EVM 具有众多性能、成本及连接选项,可提供极高的灵活性与可扩展性,能够帮助开发人员创建符合全球多种不同智能电网标准的数据集中器设计。如欲了解有关该最新智能数据集中器 EVM 的更多详情,敬请访问:http://www.ti.com.cn/tool/cn/tmdsdc3359。 TI 高度可扩展的 Sitara™
[电源管理]
西门子PLC表功能指令
在S7—200 PLC指令系统中,一个表由表地址(表的首地址)指明。表地址和第二个字地址所对应的单元分别存放两个表参数(最大填表数TL和实际填表数EC),之后是最多100个填表数据,表只对字型数据存储。包括表存数指令、表取数指令、表查找指令。     一、表存数指令   表只对字型数据存储,表的格式如下表所示。 图1 表的格式 ATT,表存数指令 该指令在梯形图中有2个数据输入端:DATA为数值输入,指出将被存储的字型数据或其地址;TBL表格的首地址,用以指明被访问的表格。当使能输入有效时,将输入字型数据添加到指定的表格中。 表存数时,新存的数
[嵌入式]
小广播
最新嵌入式文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

换一换 更多 相关热搜器件
随便看看
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved