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西門子PLC在450m3煉鐵高爐中的應用
摘要：PLC已廣泛應用于大中小型煉鐵高爐。山東石橫特鋼集團于2004年12月建造的450 m3高爐采用了自動化控制技術，現(xiàn)已順利投產，并達產。 關鍵詞：PLC 以太網通訊 PROFIBUS-DP 高爐 一、 系統(tǒng)組成 濟南鋼鐵集團-石橫特殊鋼廠450 m3煉鐵高爐的自動化系統(tǒng)的組成主要包括：槽下上料、高爐本體、熱風爐和煤氣除塵，這幾個站決定著煉鐵爐自動化的成敗。之外，還有風機房信號采集，是與槽下上料PLC通過Profibus現(xiàn)場總線通訊。四者為各自獨立的系統(tǒng)，以工業(yè)以太網建立聯(lián)系，實現(xiàn)工作站之間、上位機之間數(shù)據的傳遞�！ � 網絡結構示意圖
網絡組態(tài) 二、系統(tǒng)配置 1. 系統(tǒng)應用軟件： 操作系統(tǒng)Windows xp 監(jiān)控軟件WinCC 6.0 編程軟件STEP 7 V5.2 2.系統(tǒng)硬件配置： 各個工作站的硬件大同小異，都是采用SIMATIC 300 CUP 和S7-300 I/O模板、通訊模板、電源模板、連接模板等構成。只是根據I/O點的數(shù)量、程序量的大小、處理能力、現(xiàn)場信號類型和現(xiàn)場設備限制等，配置稍有差異。 高爐主站控制站采用S7-300 CPU配置為：CPU 416-2DP,以太網通訊模塊為CP443-1,300系列I/O模塊，四個I/O機架，插有CPU模塊的機架為本地機架，另四個為擴展I/O機架，通過PROFIBUS-DP協(xié)議串行連接，其中三個放在槽下值班室的一個PLC控制柜內，槽下/爐頂/卷揚各設備相應的控制信號分別引入這三個機架中的I/O模塊，本體配置一個擴展I/O機架，放在高爐值班室的一個PLC控制柜內，本體各設備相應的信號分別引入這個機架中的I/O模塊。熱風爐配置本地一個，遠程機架兩個，采用S7-300CPU,配置為：CPU315-2DP, 以太網通訊模塊為CP343-1,300系列I/O模塊進行檢測和邏輯控制，煤氣除塵控制站設一個主站，一個I/O站，與熱風爐配置相同。 槽下上料PLC配置圖
上位機采用研華工控機:奔騰 PIV2.6GHz主頻，256兆內存，40G硬盤，網卡10/100M自適應/3C905；21英寸高分辨率彩色純平顯示器。 需要注意的問題：
1.各個機架能插入的模塊數(shù)，一方面受采用的安裝導軌的長度及模塊的寬度總合限制，另一方面受它們從S7-300PLC背板總線取得電流值的限制�！ �2．S7-300PLC模塊的排列次序為SM/FM/CP. 三、系統(tǒng)的軟件編程 利用SIEMENS STEP 7編程軟件對系統(tǒng)編程。首先，用STEP 7軟件對系統(tǒng)進行硬件組態(tài)，然后再用STEP 7軟件編程，允許結構化的程序，也就是說可以將程序分解為單個的自成體系的程序。我們把控制程序分解成若干個部分——控制功能塊FC，最后通過系統(tǒng)組織塊OB，調用控制功能塊FC，來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的功能。
熱風爐程序
組織塊OB
采用這樣的結構的優(yōu)點： 1、對大規(guī)模的復雜的程序容易理解�！ �2、可以對單個程序進行標準化�！ �3、組織程序簡化，便捷�！ �4、有利于整套控制系統(tǒng)的調試、維護。 四、監(jiān)控畫面的設計 操作系統(tǒng)采用Windows 2000，監(jiān)控軟件采用功能強大的WinCC 6.0軟件。用戶可在各操作站方便地獲得實時過程信息，進行交互操作，作出更快更有效地決策。WinCC 不僅包含大量圖形工具，使用戶能夠快速簡單地開發(fā)系統(tǒng)，而且提供了工業(yè)界最為強大的功能，包括實時過程監(jiān)控和監(jiān)督控制，報警和報警管理，歷史數(shù)據，統(tǒng)計過程控制，基于用戶的安全系統(tǒng)，方便的系統(tǒng)擴展，網絡等�！ ∫圆巯聻槔� 該站監(jiān)控系統(tǒng)完成的工作有:通訊配置，過程數(shù)據庫產生，過程數(shù)據庫構造，歷史數(shù)據分配，記錄及存儲�？芍谱鞅匾墓に囷@示畫面、上料系統(tǒng)設備動作畫面、配料料單、操作畫面、強制畫面、歷史趨勢畫面、數(shù)據顯示畫面、棒圖顯示畫面、報警畫面及聲光報警功能。槽下和爐頂工藝流程盡量顯示在一個工藝畫面中，同時顯示本體主要的控制參數(shù)。料單畫面可進行裝料程序選擇及設定、爐料稱量值的設定及顯示、備料狀態(tài)和放料狀態(tài)顯示及強制。所有的顯示和人機對話都是漢化的。操作人員可在不影響生產的情況下調出本站的數(shù)據顯示或其它站的數(shù)據顯示�！ �
槽下上料工藝畫面
五、操作方式： 各系統(tǒng)設有兩種操作方式：主控室上位機上的CRT操作方式和機旁就地操作方式，兩種方式定義： 1. CRT操作方式：此種方式是當操作控制條件和工藝及設備連鎖條件成立時； 2. 機旁就地操作方式：此種方式是僅單機設備最基本的安全連鎖無其它連鎖�！ 〗Y束語: 光纖以太網作為高爐自控系統(tǒng)的骨干網絡使數(shù)據傳輸不受電磁干擾的影響，可靠的實現(xiàn)高速數(shù)據傳輸、高度數(shù)據共享。環(huán)形的網絡結構加強了系統(tǒng)的可靠性�！ TEP 7編程軟件提供了多種語言適用于多方面、多層次的編程人員，易學、易懂、好用，系統(tǒng)有豐富的功能塊用戶可直接調用�！ ≡撓到y(tǒng)采用SIMATIC 300 CUP 和S7-300系列模板，大大降低了投資成本。自投入以來故障率較低，運行穩(wěn)定、可靠，使高爐迅速達產，穩(wěn)產。相信SIEMENS S7系列PLC在工控領域會得到更為廣泛的使用。
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