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SLC500控制器在高炉上料控制系统中的应用技术

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日期:2007-9-13 0:42:16     来源:   作者: 点击:
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  SLC 500可编程序控制器是A-B公司生产的一个不断完善的中小型可编程序控制器系列,具有功能强大、处理快速的处理器,较大的存储容量(最多可达64kB)和丰富的指令集,能实现多种控制任务;同时处理器自带多种类型的通信接口:RS-232、DH-485、DH+、Ethernet,可实现远程控制及与上位机的远程通信;深受工业控制领域的青睐。
  
  高炉上料是整个高炉冶炼生产的一个重要环节,担负着为炼铁高炉提供原料的功能,其将来自料仓的各种原料按一定的配料比送到高炉内进行冶炼。整个上料过程大部分是顺序逻辑控制,涉及到一些模拟量控制,但没有反馈,不构成闭环过程控制,故而多采用PLC进行控制。
   
  
  辽阳钢铁集团2#高炉是2003年新建的高炉,上料系统采用继电器控制方式,手动操作,人工记录,劳动强度大,极易误操作,使得高炉的利用系数低;2004年9月份决定采用PLC控制系统,根据实际情况和特点选用了SLC 500 PLC,对原有的系统进行全面的自动化改造。
  
  系统结构及软件配置 
  
  控制系统由SLC 500 PLC和上位工控机组成(如图1所示)。根据控制任务需要,使用1747-L551处理器,2个1746-IB32数字量输入模块,1个1746-OB32及1个1746-OB16数字量输出模块,2个1746-NI8模拟量输入模块;上位机采用研祥工控机,通过以太网经交换机与处理器进行数据通信。所有输入输出(除模拟量输入部分)都采用中间继电器隔离,强、弱电分开,使系统更安全可靠。PLC柜和上位机均安装在料车主卷扬的控制室内,所有输入输出点通过电缆连接到位于主卷室内的输入输出模块。
  
  

  

  
  
  使用RSLogix500对控制器进行编程;用RSLinx对处理器通道进行组态。同时RSLinx也是连接上位机和控制器的通信软件;上位机监控软件使用RSView32。
  
  人机画面构成 
  
  系统的人机画面显示各种现场设备状态和工艺参数,根据料单实现对不同矿种的上料量的设定,同时打印当班上料报表。画面的主要组成如下:主画面、设定画面、报警画面、趋势画面、打印画面。主画面(如图2所示)主要显示高炉上料时的各种实时数据和现场设备状态,如1~8#振动筛的状态、1~8#料秤的瞬时称量值及料秤门的开关、皮带的起停、料车位置、钟阀开关、探尺位置等;设定画面完成1~8#料秤上料值设定及高炉料线设定功能;报警画面显示各种报警信息,如大小钟故障、卷扬故障、振动筛故障、亏料超料、料秤门开/关故障等;趋势画面显示8个料秤上料总量的实时趋势;打印画面为记录当班各料仓上料数据,不实时显示出来,每天换班时可自动打印出来。
  
  

  

  
  程序的设计 
  
  该系统共使用了112个数字量输入输出点、16个模拟量输入点、500多位中间变量位,不仅涉及到顺序逻辑控制,还有对模拟量的控制、数据处理和故障处理,整个系统的编程量较大。在此,采用多个子程序分段实现的设计方法。除主程序外,还包括主卷扬、1~8#料秤、左右中间仓、钟阀、探尺、故障报警、数据处理共15个子程序块。主程序控制整个上料流程,子程序则控制相应及相关的设备或完成相关的数据处理功能。
  
  系统功能
  
  系统分为手动控制和自动控制,通过新安装的转换开关实现。在单机调试、维修、PLC硬件或程序出现故障时,使用手动控制,在原有的操作台上对设备进行控制,从而防止因PLC硬软件出现故障而导致高炉停产;设备和PLC皆正常工作时,使用自动控制方式,通过PLC对设备进行控制和监视。自动控制又分为集中自动和集中手动,在上位机的人机画面上对单个的设备进行选择。当选择集中自动时由PLC用户程序进行控制,选择集中手动时可在人机画面上对单个设备进行集中手动起停(或开关)。
  
  当系统的所有设备工作在集中自动方式时,可实现对上料系统的顺序自动控制。程序正常运行时,在人机画面上点击“装料”按钮,振动筛起动向料秤装料,达到设定值后自动停止;再点击“下料”按钮,料秤向皮带上下料;其后程序将顺序自动控制设备:左(右)中间仓门开、左(右)中间仓门关、左(右)车上行、料车过小钟检查点小钟开、小钟关、大钟开、大钟关、放探尺、提探尺。其中1个1746-NI8模块采集8个料称的瞬时称量值,因为振动筛都有余振,该瞬时称量值与人机画面的满点设定值——预满设定值(预满设定值即余振量大小,根据积累的经验进行设定)进行比较,当达到上述值时,振动筛就自动停止,通过余振达到满点设定值,从而实现了精确的按照配料比上料。另一个1746-NI8模块采集探尺的瞬时位置值,再跟设定值比较,从而判断高炉料况,是否亏料、超料。

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