西门子6ES7277-0AA22-0XA0接线方法
某2#高炉上料系统采用西门子PLC（可编程控制器）和西门子的监控组态软件WinCC(bbbbbbsControlCenter)实现了上料系统的自动化和可监控化，解决了长期以来由人工手动操作所带来的各种弊端，但在生产实践过程中，也会暴露一些问题，比如摞料，本文介绍了通过增加一个比较指令来解决摞料问题，并通过WinCC监控软件进行报警。
关键词：
摞料 PLC 比较指令WinCC
一存在问题
1.2#高炉卷扬上料系统过程简介
2#高炉卷扬上料系统主要过程是：各原料经过槽下配料后放入中间斗，料车到料坑后，中间斗打开，把料放入料车里，中间斗关到位并且炉顶准备好后，料车启动，经过加速－匀速－减速1－减速2，到达炉顶。
2.摞料原因
当槽下备料斗通过皮带机放入中间斗时，由于其它备料斗在备料时漏料，或中间斗信号的不准确，或备料斗重量变送器的不准确，或操作工的误操作等原因，放入中间斗的料超过料车的容积或卷扬能力，即工人常说的摞料，如果操作工不能及时的发现，当中间斗里的料放入料车后，往往导致料坑里撒料，或卷扬机拉不动，影响高炉的正常的生产。
二解决问题
1.1＃中间斗和2＃中间斗的控制原理
图1是1#中间斗和2#中间斗门开的部分PLC程序，它们的控制原理相同，以1#中间斗自动放料为例进行说明：当满足1#中间斗计算机控制，1#中间斗自动（M880.8常开触点闭合，常闭触点短开），M80.7为1，左车底部延时0.5S，并且加1称量斗未开的条件，则1＃中间斗开。
2.解决方法
知道了中间斗门开的控制原理，问题就迎刃而解了，可以为中间斗门开增加一个控制条件，这个条件要围绕摞料问题，前面已经知道摞料是由于各种原因放到中间斗的料超过了料车的容积或卷扬能力，我们可以通过中间斗重量变送器的采样值来控制中间斗门的开。即给1#、2#中间斗各增加一个比较指令，当中间斗的采样值大于某一设定值时，中间斗不自动放料，这个设定值是保证卷扬能力的前提下，料车多能放下的料，根据经验料车多能放下5500kg的烧结矿，而球团矿多能放下8000kg，但卷扬能力不够，这个设定值取5500kg。具体的编程方法如下：
三摞料报警
2#高炉采用了西门子公司的监控组态软件WinCC,它作为一种标准的人机界面(HMI)被用于监控高炉自动上料系统的动态过程，同样我们可以采用WinCC在PC机上来监控中间斗，当中间斗的采样值大于5500Kg时，发出报警信号来提醒操作者采取措施。具体的组态步骤如下：
1.添加逻辑连接
若要使用WinCC来访问自动化系统（PLC）的当前过程值，则在WinCC与自动化系统间必须组态一个通讯连接。通讯将由称作通道的专门的通讯驱动程序来控制。在2672高炉画面的WinCC资源管理器的变量管理器中已经添加了一个通讯驱动程序SIMATICS7 PROTOCOLSUITE，单击所显示的驱动程序前面的“+”，将显示当前驱动程序所有的通道单元，单击TCP/IP通道单元前面的“+”，已经存在三个驱动程序连接，如图2所示
2.建立过程变量
●双击“槽下配料PLC”，并在空白处右击，弹出快捷菜单，选择“新建变量”。
●在“变量属性”对话框中给变量命名，并选择数据类型。
●给过程变量分配一个在PLC中的对应地址，地址类型与通讯对象相关。单击地址域旁边的“选择”按钮，打开“地址属性”对话框。
●在过程变量的“地址属性”对话框中，选择数据列表框中过程变量所对应的存储区域。
●单击“确定”按钮，关闭“地址属性”对话框。单击“确定”按钮，关闭“变量属性”对话框。建立的“1#中间斗超重”和“2#中间斗超重”两个变量便存放到“槽下配料PLC”通道单元下。如图3所示。
3.创建报警画面
在组态期间，图形系统用于创建在运行系统中显示过程的画面，图形编辑器是图形系统的组态软件，是用于创建过程画面的编辑器，在画面名称“高炉总貌.pdl”中，画两个文本框，当出现摞料时，文本框及文本框的内容来发出报警信息。具体的步骤如下：
●打开图形编辑器下的“高炉总貌.pdl”画面，在右边的对象选项板上单击标准对象下的静态文本，释放到1#中间斗和2#中间斗的上面，调整好大小，并在文本框中分别输入“1#超重”和“2#超重”，并保存画面。如图4所示。
●选择文本框“1#超重”并右击，从快捷菜单中选择“属性”菜单项。在“对象属性”窗口中选择“属性”选项卡，并单击窗口左边的其他，右击显示行上的白色灯泡，从快捷菜单中选择“动态对话框”菜单项。
●在出现的动态值范围对话框中，单击表达式/公式后面的按钮，选择“变量”菜单项，在出现的变量窗口中选择“1#中间斗超重”，单击确定
●在数据类型中选择布尔型，在表达式/公式的结果栏的显示列里编辑为有效范围“是/TRUE”对应“是”，“否/FALSE”对应“否”，如图5所示。2#中间斗组态方法与1#中间斗相同
●单击“应用”关闭动态范围对话框
四结束语
利用PLC的比较指令能很好的解决高炉的上料过程中的摞料问题，并通过WinCC监控组态软件来发出摞料报警信号，提醒操作员采取适当的措施，防止往料坑撒料，减轻了工人的劳动强度，并给整个系统的稳定性带来较大的益处。
1概述
由莱钢集团自主设计、开发的50吨氧枪顶吹转炉系统于2002年10月正式投产。该系统由转炉本体、汽包汽化和煤气回收3部分组成，过程控制采用电器控制、仪表控制和计算机自动控制三电一体化实现，tigao了控制的安全性和可靠性。其中计算机自动控制系统由1台工程师站，2台操作员站，3台西门子S7-400可编程控制器组成，通过Profibus现场总线实现数据传递。
2工艺过程
转炉系统主要完成将铁水和废钢冶炼成钢水，将冶炼过程中产生的煤气和水蒸气进行回收再利用。转炉主体设备主要包括炉体、炉门、烟罩、倾动机构、氧枪升降机构、氧枪横移机构、称重装置、上料装置、冷却装置等组成，其中氧枪有两套，靠衡移小推车转换，实现互为备用。
装料时炉门打开，烟罩tisheng，装料完成后，炉门关闭，烟罩下移。冶炼过程中，氧枪下降，从炉体顶部向炉内吹氧，或加合金料以改善钢水成分。出钢时，氧枪上升，倾动炉体，钢水由钢包车运至精炼炉精炼。炼钢过程中，氧枪和烟罩通过循环冷却水降温，产生的汽包蒸汽经加压后送用户使用;风机将烟罩内气体吸出，经煤气回收后放散到大气。
3自动控制系统构成
转炉自动控制系统采用3台SIMATIC S7-400-414-2 PLC主站分别完成实现转炉本体控制、汽包汽化和煤气回收及风机控制，其配置主要有主机架、扩展机架、电源、CPU、接口模块、通信模块，以及数字量和模拟量输入/输出模块等。3台主站之间通过以太网完成数据通讯。汽包汽化和煤气回收PLC主站共下设2个ET200-M远程从站，通过工业现场总线Profibus-DP完成主从通讯。1台工程师站用于完成系统的开发设计，2台操作员站完成整个生产过程监控。自动控制系统构成如图1所示。
4自动控制系统控制方式和功能
整个转炉系统的自动控制由PLC控制程序完成，通过开放的Profibus-DP现场总线连接各个部件，构成分布式控制系统，实现顺序逻辑控制、联动联锁控制、以及信号传输、报警和数据采集等，设有人工紧急停车处理按钮。
4.1工程师站
基于SIMATICSTEP7编程软件的工程师站，完成3台PLC主站系统的硬件组态、地址和站址的分配以及用户程序的设计开发和调试工作。程序设计采用模块化、结构化编程，应用OB、FC、FB块和相关数据块DB组成整个控制系统，并且在软件设计中采用了抗干扰措施。
4.2操作员站
操作员站作为整个系统的人机界面，采用通用工业PC，配置SIMATICWinCC画面组态监控软件，通过以太网实现对现场设备的过程监控。WinCC能实现过程数据动态显示、参数设定、操作控制等功能，并具有过程信息归档、报警信息顺序显示、报表打印等功能，具有很强的实时行。
4.3转炉本体PLC主站
转炉本体PLC主站主要完成炉前的炉门动作和炉体的倾动操作，炉后倾炉和出钢钢包车、出渣渣车操作，烟罩的升降操作和冷却水liuliang、压力联所控制，氧枪的升降操作和氧枪定位及冷却水liuliang压力联所控制，氧枪横移换枪操作，上料称重和进料操作，并完成转炉水冷烟罩、水冷炉壁、水冷氧枪等水冷系统48个测温点温度变化的实施数据采集以及冷却水系统压力、liuliang等实时数据采集监视和超限及事故报警。通过以太网实现PLC和操作站之间的实时数据传送，由人机界面完成生产过程监控。
4.4汽包汽化PLC主站
汽包汽化PLC主站设置有1台Profibus-DP远程控制从站ET200M。主站主要完成对冶炼过程中产生蒸汽的压力、liuliang、温度检测，控制加温水槽水位，控制送出热水的liuliang、压力、温度等，并由操作站对过程信息进行实时监控。从站主要完成液压泵站主、辅液压泵的切换和运行控制，对高压液罐和气罐的液位和压力控制，对空气压缩机的控制，对主液箱和回液箱的液位自动控制以及液压介质自动温度控制。
4.5煤气回收PLC主站
煤气回收PLC主站也设置有1台Profibus-DP远程控制从站ET200M。主站主要完成一纹水、二纹水的冷却控制，检测转炉煤气进出一纹水、二纹水前后的温度、压力和liuliang，根据对一氧化碳和二氧化碳的检测含量，控制是否进行煤气回收。从站主要完成两台风机的主、辅切换和运行控制，检测风机轴温、轴振动和进出口压力、liuliang、温度，通过联锁控制保障风机的正常运行。
5抗干扰功能的设计与实现
由于电器设备的存在，尤其是高压变频器每次启动所产生的高频冲击，大电流运行时所产生的强电磁场，以及电网谐波等诸多干扰因素的存在，严重威胁控制系统的正常运行和通信网络的安全、稳定畅通，为此设计中根据各种干扰源的存在增机一下抗干扰功能:
(1)接地
计算机、PLC和通信网络采用单独的专用接地处理。
(2)模拟量输入信号滤波
对于电器设备的电压、电流及风机转速等重要模拟量输入信号在进PLC模拟量通道之前，先经过信号隔离器消除通道中的串模干扰，在保证有用信号不被衰减的情况下大限度的衰减高频干扰，tigao通道的信噪比。
(3)模拟量通道屏蔽
模拟量信号的输入导线采用有屏蔽线的双绞线电缆，以降低辐射干扰和电磁耦合性干扰。
(4)模拟量通道隔离
模拟量模块采用通道光电隔离模块，降低通道间共模干扰。
(5)数字量通道隔离
数字量模块采用通道光电隔离模块，在信号进出PLC通道之前加设中间继电器对通道进行双重隔离，防止串入强干扰电压烧坏通道。
(6)通讯电缆设置
工业以太网通讯缆和Profibus-DP电缆敷设时单独穿金属管，电缆走向避免与动力缆平行，尽可能远离转炉本体和大电流线路。
(7)电源隔离
工作电源通过带屏蔽的隔离变压器给PLC主站和从站供电，使PLC和大功率的电器设备的电位隔离，避免供电线路干扰。
(8)程序设计抗干扰处理
对于模拟量输入信号采用延时滤波技术，消除瞬时干扰。对于数字量输入信号采用锁存和指令对比技术，降低误信号。
6 结束语
系统投运至今运行稳定可靠，抗干扰技术的合理化应用保证了PLC设备和通讯网络在恶劣环境中的安全畅行。SimensPLC程序故障诊断、在线监控和修改技术，方便了程序维护，开放的、标准的Profibus-DP现场总线增强了系统的扩展能力。整套系统自动化水平高、操作间接方便、报警明了清晰、故障率低、维护量小，达到国内先进水平。