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一 引 言 莱 钢 集 团 股 份 公 司 所 属 炼 钢 厂 是 该 公 司 支 柱 单 位 ，应 生 产 要 求 ，对 原 煤 气 回收 自控 系 统 进 行 改 造 ， 原 有 的 煤 气 回 收 自控 系 统 于 1 9 9 8年 投 运 ， 采 用 德 国 S I E M E N S公 司 的 s 5 P L C系 统 ， 上 位 机 采 用 研 华 I P c 一 6 l O P 1 6 6 ，N N I 系 统 采 用 F I X D M A c s 监 控 软 件 ，并 采 用 以 同 轴 电 缆 为 介 质 ，基 于 T F协 议 的 SI N EC H 1 的 以太 网 通 讯 网络 图 1 。 原 系 统 逐 渐 暴 露 出越 来 越 多 的 问 题 ， 主 要 突 出 在 以 下 几 个 方 面 a ． 无法满 足硬件 和软件 扩容 的需要 ； b． 备 品 备 件 陈 旧 ， 供 货 困 难 C ． 网络 设计为环状结 构 ， 维护 难度大 ； d． 编 程 环 境 基 于 D O S， 无 法 与 高 级 监 控 平 台 接 口。 1 系统 介绍 此 次 系统 改 造 除 考虑 将 P L C升级 之 外 ，还 要将 环 状 网 络改 为 星状 结 构 ，用 P R O F I B U S - D P 现 场 总 线 。 控 制方 式 采用 现 场 总 线控 制方 式 适 于转 炉 煤 气 回 收现 场 分 散 的控 制 设备 性 以及恶 劣 的现 场环境 。 P L C采 用 S I E NE NS公 司 S 7 3 0 0， 监 控 站 采 用研 华 P I I I 系 列 。P L C与上 位 机 则 采 用 了基 于 T c P ／ I P } b议 、 星型 拓 扑结 构 的 以 太 网 通 讯 方 式 。星 型 连 接 的 拓 S b 结 构 使得 网 络 的 可 靠 性 、扩 充 性 更 强 ； 由 于 网 络 走 线 距 离 长 ， 通 讯 介 质 采 用 光 缆 ， 可 以最 高 支 持 l O O M b p s 的 通 讯 速 率 、 几 十 公 里 超 长 的 传 输 距 离 、 很 强 的 抗 干 鼋 质童E L E C T R O N I C S Q U A L I T Y 扰 能 力 以 及 极 低 的 误 码 率 。 为 了 能 够 适 应 恶 劣 的 工 业 环 境 ，采 用 了 TU R CK公 司 功 能 防 护 等级 高 的 P D P 、S D P B系 列 I ／ O 模 块 作 为远 程 站 进 行 现场 设 备 的信 号 采 集 。T U R C K远 程 模 块 具 有 高 防 护 等 级 、 保 护 能 力 以 及 完 善 的 诊 断 功 能 ， 非 常 适 合 用 于 条 件 差 的 现 场 ， 降 低 了 维 护 成 本 。 图 2 2 P L c配 l 支 持 P r o f i b u s D P总 线 协 议 的 C P U 3 1 5 - 2 D P 1 块 、支 持 T C P ／ I P通 讯 协议 的 C P 3 4 3 -1 1块 、 P S 3 0 7 考虑到 主机架模 块 的 背 板 电 流 消 耗 较 小 ，电 源 模 块 容 量 选 择为 5 A 1 块 、 3 2 点 2 4 V D I模 板 3块 、3 2 点 2 4 V D O模 板 2块 、 8路 AI模 板 1块 。 炉 前 控 制 采 用 BL 2 0 ，P D P、S D P B系 列 I ／ o模 块 则 用 于 现 场 控 制 。 TUR CK系 统 硬 件 配 置 为 现 场 控 制 4路 A I模 块 S D P B 一 4 0 A 一 0 0 0 7 2 1 块 、 4路 R T D S D P B - 4 O A - O 0 0 9 1 1 块 、 1 6点 D I P D P I M 1 6 0 0 0 2 3块 、8 点 D O P D P - O M 8 - O 0 0 4 ， 2 A 4块 。 加压 站 风机 房 1炉前 2 炉前 3炉前 ls一 ss u c 圈 1原 网 络 图 2 0 0 3第 1 1期 维普资讯 嗣试技术与自动化卷 Tes t Technol ogy and Aut om at i on 炉 前 控 制 3 座 转 炉 炉 前 控 制 系统 的硬 件 配 置 相 同 ， 均 为 P r o f i b u s D P 耦 器 B L 2 O G 1 v P B D P 一 1 2 M B ， 1 2 M b p s 1 块 、 总 线 电源 模 块 B L 2 0 - - B R - 2 4 V D C D 1 块 、3 2点 D I 模 板 B L 2 0 3 2 D I 一 2 4 V D C - P 1 块 、输 出模 板供 电模 块 B L 2 0 - P F - 2 4 V D C - D 1 块 、1 6 点 D O模 板 B L 2 0 - - 1 6 D O - 2 4 V D C - 0 ． 5 A P ， 0 ． 5 A 1 块 。 上位 机 则全 部 采 用 高性 能 的台 湾 研 华工 控 机 I P C - 6 1 o P m 1 ． O G ／ 2 5 6 M ／ 4 0 G 。 二 计 算 机 系统 软 件编 制 整 个 煤 气 回 收 生 产 过 程 图 3 的 P L C 控 制软 件 由 梯 形 图 ， 顺 序 图 ， 语 句 表 三 部 分 组 成 ， 使 用 S T E P 7 软 件 。监 控 站 系统 采 用 W i n C C监 控 软 件 。 ⋯ ● ● ● ● ●● ● ● 1 、程 序的 编 制和结 构 本 着 控 制 程 序 应 当 简 洁 ， 安 全 可 靠 ，易 读 ，可修 改 性 质 等 要 求 ，采 用模 块 化 编 程 结 构 ， 完 成 控 制 程 序 的 结 构 功 能 框 图 图 4 ，根 据 分 配 的 系统 资 源 进行 分 层 编 程 完 善 接 口 。 本 程序 主要 的功 能模 块有 1 自诊 断 程 序 完 成 系 统 硬 件 故 障 和 软 件 故 障 的 分 析 识 别 ，并 做 出 适 当 处 理 。防 止 出 现 事 故 停 机 c P u 严 重 故 障 除 外 ，并 能 完 成 通 讯 中断 后 的 自动 启 动 。 2 数 据 预 处理 程 序 完 成 开 关 量 和 模 拟 量 数 据 、 二 次 处 理 和 一 些 工 程 量 转 换 等 。 图 4 控制程序 的结构 功能框 图 3 报 警 和 事故 处 理 程 序 完 成 风 机 电 流 以及 其 它 重 要 过 程 参 数 的 监 测 报 警 和 事 故 的 紧 急 处 理 。 4 煤 气 回收 、放 散 过 程 控 制 程 序 完 成 正 常 生 产 过 程 中煤 气 回 收 ， 放 散 过 程 中 的 设 备 运 作 联 锁 控 制 和 回 路 调 节 控 制 。 5 生产 数 据 统 计 对 回 收 、 吹 氧 、 降 罩 等 重 要 生产 行 为 的数 据 进 行 统 计 。 6 风机 运 行 控 制 可 完 成 对 4台 风 机 以 及 相 关负 数 设 备 的 自动 化 控 制 。 等 ， 再 把 数 据 信 息 填 充 连接 到 编 制 好 的 各 种 图 和 输 出 报 表 中 。 所有 这 些 组 件 功 能 集 成 为 一 体 、 实 时 、 综 合 的 反 映 复 杂 的 动 态 生 产 过 程 ，按 钮 、信 号 灯 、阀 位 、温 度 及 流 量 信号 一 目 了然 。该 系 统 有 工 艺 流 程 图 1 幅 、 生产 监 控 图 5 幅 、 实 时 趋 势 图 6幅 、历 史 趋 势 图 3幅 、报 警 图 2幅 代 表 性 监 控 图 见 图 5 、 图 6 。 三 结 束语 P R O F I B U S 总 线技 术 已经 正式 作 为 我 国 的 一 种 工 业控 制 标 准 ，其规 范 和 高 效 性 是 显 而 易 见 的 ，在 莱 钢 集 团也 是首 次 采 用 ，至 今运 行 稳 定 ，随着 该 集 团 的工 业 发 展 和 P R OF I B U S良 好 的 运 行 性 能 ，必 籽 会 被 大 量 采 用 ，高 效 服 务 于 工 业 。◆ 参考 文献 2 ’操 作 界面组 态设 计 [ 1 ]T R U C K 工业控制总线技术2 0 0 0 ． 9 监 控 操 作 界 面 采 用 S I E M E N S公 司 的 [ 2 ] S 7 3 0 0编 程 手 册 2 0 0 2． 6 基 于 WI N D O W S 2 0 0 0平 台的 W i n C C 软 件 包 ， 它 是 一 套 提 供 现 场 数 据 采 集 ， 过 程 可 视 化 及 过 程 监 控 功 能 的工 业 自动 化 软 件 。 其 自身 的 数 据 库 容 量 大 ，并 且 可 用 C 语 言 编 程 。 根 据 工 艺 要 求 ， 编 制 工 艺 流 程 图 、 实 时 趋 势 图 、 历 史 趋 势 图 、报 警 图 2 0 0 3第 1 1期 图 3、 煤 气 回收 工 艺 流 程 图 图 5 煤 气 回收 参 数 图 图 6 转 炉 煤 气 回 收 主 控 图 维普资讯
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