一、概述
本文以某钢铁厂150t转炉为背景,其自动化系统的配置使用了Schneider自动化的Quantum PLC。项目由三部分组成:转炉本体、氧枪和原料,对应三套PLC控制系统。系统模拟量约2000点,数字量点约3000点,调节回路18个。
二、主要工艺图
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三、系统控制内容及功能要求
1、氧枪部分
(1)氧枪控制:检测降枪条件,控制吹炼过程中一系列连锁动作。
(2)氧枪定位控制:采用增量型编码器,自动判断出吹炼位置。
(3)变频器控制:氧枪水泵、汽包给水泵、设备水泵等重要设备全部由变频器控制。
(4)溅渣护炉:转炉的顶底复吹自动控制。采用顶吹中压氮气,将炉内剩余残渣吹至转炉炉壁上。
(5)倾动控制:对转炉进行前倾、后倾操作,保护氧枪。
2、原料部分
控制炼钢所需散装料和合金料的备料及下料。散装料和合金料通过料仓、给料器、称量料斗、溜槽、皮带机及下料溜槽进行控制及连锁,完成定量散装料和合金料的加入工作。
3、仪控部分
主要包括汽包液位及调节、除氧器水位及调节、顶吹氧气liuliang调节、底吹模式及liuliang调节、二文液压控制以及温度、压力、liuliang等基础数据的采集处理。
4、转炉一次除尘引风机
主要完成对风机转速控制、煤气回收各阀门控制、仪表参数的采集处理。
四、重点及难点
(1)氧枪定位采用增量型编码器,通过1756-HSC高速计数模板采集编码器的脉冲信号,经CPU运算处理成工程量位移信号。
(2)利用参数文件,实现了调用同一个画面,控制不同料仓的功能。
(3)在吹炼期和非吹炼期,风机采用高低速控制,两种速度转换时采用步进式调节。
(4)在出钢或出渣的可手动升降氧枪,启动刮渣器,进行刮渣。
(5)各系统间数据通讯采用环形快速以太网,在网络介质遭到破坏时,能够保证网络继续稳定运行,生成报警,通知维护人员对进行处理。
五、系统组成
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六、解决方案
以下是氧枪PLC硬件配置
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七、操作站的主要工作
1、大数据量高速数据处理。模拟量约2000点,开关量约3000点。
2、长期历史趋势查询功能。可保存上百点的历史趋势一个月。
3、调节控制功能实现。控制调节回路18个。
4、逼真的生产工艺流程再现。工艺流程画面120余幅。
5、事件报警处理。记录时间一个月,报警条目600条。
6、快速、良好的动态响应能力。通过人机交互实现快速生产设备控制。
1、引言
传统的远程监控只具备数据采集功能,在需要实时控制和数据处理时,会显得力不从心。PLC 作为工业控制的核心部件,其在网络、通信等方面的能力越来越强,具备远程监控要求的数据采集、实时控制和数据处理功能。随着国产 PLC 市场占有量的tisheng,PLC 的价格也比以前更具优势,使用 PLC 做 DAS系统或者用 PLC 平台开发数据采集系统将是大势所趋或者说相当有吸引力的选择。德维森公司的 V80 小型 PLC 在供热、交通监控、楼宇监控等行业有许多的成功应用.
下面以其在东北某供热网监控为例说明 PLC 在数据采集和远程监控行业中的应用。
2、远程监控系统
供热网远程监控系统的示意图如下:
图1 供热网远程监控系统示意图
V80 系列 PLC 采集现场每个换热子站的温度、压力、liuliang,并根据采集数据进行供热liuliang的控制,以达到节能的目的。根据室外气温的变化,通过调节一级管网电动阀门的开度来及时控制二级管网的回水温度,通过调度给定的控制曲线,保证每个换热站的运行参数始终在给定的范围内。中央监控室根据需要调度和遥控子站的电动阀门,调整运行参数。系统配置 GPRS DTU,可以实现温度的控制、补水泵变频的远程控制。上位机选用组态王组态软件,与数据库结合起来,对所有数据进行存储和分析,并可以配合优化软件进行优先控制。
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3、PLC 特点
图 2 V80 系统结构示意图
针对前面提到的各种问题,本文提出了一个更为优胜的方案,其特点如下:
(1)网络通信功能
V80 系列 PLC 可支持 2 个以上的通信口,可利用 RS485 通信口组建控制网络,把多台 V80 小型 PLC 组进同一个现场总线网络内,主控 PLC 上连接一个 GPRSDTU 模块,为监控网络提供透明的上网通道。选用 GPRS DTU 代替无线 RTU 可以大大降低成本,在敷设了电话线的地方可选用 Modem,使整个系统的造价达到优。
(2)CPU 模块功能
M32DT 模块是 16 路数字量输入和 16 路晶体管输出的 CPU 模块,本身带有两个通信口,一个 RS232 和一个 RS485,内部带 MODBUS 主从通信协议和 FREE 通信协议,可以与各种 HMI 或者各种组态软件通信,通信协议库文件使各厂商自行开发上位机软件提供了诸多便利。
M32DT 内带 FLASH 存储器,可将各种参数存储在本地,还带有掉电保持功能,从而保证使用的可靠性和便利性。高速运算速度和完备数学运算能力使其更适合通信和模拟量处理环境。
(3)、抗干扰能力强
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整个系统的宽温和宽电源供电设计使其可以在恶劣的环境中游刃有余,V80 系列产品已通过 CE 认证。
(4)、 编程简单方便
V80 系列 PLC 的编程语言支持 IEC61131-3 标准,可以方便编程。支持在线编程,也就是在运行态下可以进行程序修改和调试,为监控现场的在线升级和扩展提供方便。
(5)、
V80 系列 PLC 比同样点数的数采模块具有价格优势,其图形化编程功能使其成为一个强有力的分布式监控平台。
4、结论
本文以供热网的远程监控为例,介绍了 V80 系列 PLC 联网、通信协议与第三方产品集成特点,说明 V80 系列 PLC 在数据采集和远程监控行业中的应用,实际运行结果表明 V80系列 PLC 是客户将采集、控制、远程监控合而为一的理想选择。