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使用与维护 第2 9 卷2 0 1 1 年第4 期 总第 1 5 4 期 9 0 3 0 P L C和 F I X 3 2 在加热炉煤气快切系统上的应用 张丽 唐钢 自动化公司高线车间 唐 山0 6 3 0 0 0 摘要介绍了高速线材厂加热炉煤气快切系统的要求和系列9 0 3 0 P L C与F I X3 2 组态软件在煤气快切 系 统上的应用。 关键 字煤 气快切 系统9 0 3 0 P L C F I X 3 2 煤气快切系统是通过现场的压力变送器检测 煤气管道的压力， 将压力转换成电流信号送给P L C 系统 ， P L C通过运算数据判断煤气管道压力 ， 压力 低于设定值启动报警 ， 操作工及时调节 阀门开度 ， 低于一个更低的设定值时自 动快速切断煤气。 1 煤气快切 系统的要求及其组成 从安全生产的角度考虑 ， 高线加热炉煤气系 统应在主管和分支煤气管道上加 装快切阀 ， 将两 条线 的快 切系统用 同一套 P L C和 F I X画面控制 。 一 线加热炉增设预热段分管 、 加热段分管 、 均热段 分管、 点火分管、 煤气总管道共5 个快切阀； 二线加 热炉增设加热段分管、 均热段分管、 点火分管和煤 气总管道共4 个快切阀。和对应的压力连锁实现 故 障 自动快速切断煤气。主管压力取点在主管 电 动调 节阀下游 ， 分支取压点设在分支快切 阀和 电 动调节阀下游 ， 换向阀的上游。 快切 阀均具有手动／ 自动选择功能操作界面 ， 断电自动关闭， 与各自煤气压力低连锁 ， 压力低关 闭 ， 手 动状态连锁不启 动 ， 具有 手动伯 动状态 指 示 、 开关状态显示 以及远程手动 开 、 关操作按钮 ， 手 、 自动切换时开关状态保 持不 变 。煤气压力 在 仪表室具有数据显示 、 低压声光 报警 和历史趋 势 功能 ， 煤气 主管压力 3 k P a 低压报警 ， 1 ． 5 k P a 快切阀 启动； 分管压力 1 ． 5 k P a 低压报警， 0 ．5 k P a 快切阀启 动。煤气快切系统 的组成如 图 1 所示。 2 L M9 0 3 0简介和煤气快切系统的配置 1 L M9 0 3 0的简单介绍 9 0 3 0系列 P L C是 G E F a n u c 系列 9 0 可编程序控制器 的一种 ， 具有先 进 的编程 特性 ， 易 于组态 ， 便 于安装 。系统 9 0 3 0 P L C 成本低， 性能好且运行稳定， 提供性能较 强的各种功能模块 ， 具有简化启动和故障自 诊 ， 容 易与其他P L C 、 计算机集成为一体的特性， 它的 C P U具有强大的功能 ， 如内装 P I D、 结构化编程 、 中 断控制、 间接寻址， 能完成较为复杂的工作。其配 备 的控制软件和硬件结合得天衣无缝 ， 操作 简单 易学。 9 个压力变送器9 个现场快切阀 图1 煤气快切系统的组成 2 煤气快切系统的P L C 模块配置 实现基本的 P L C系统需要用到 P L C电源模块 I C 6 9 3 P WR 3 2 1 ， 用 于 为 所 有 的 P L C模 块 提 供 电 源 ； C P U模 块 I c 6 9 3 c P u 3 5 2 ， 用于程序的运算和控制； 以太网 通讯模 块 I C 6 9 3 C MM3 2 1 ， 用于 P L C和工控机 之 间的以太网通讯。此煤气快切系统用到了 1 8 个数 字量输人信号， 即9 个快切阀当前打开关闭的状 态； l 1 个数字量输出信号， 即9 个快切阀动作信号 和一线二线压力报警信号； 9 个模拟量输入信号， 即9 个压力变送器值 。系统需要用到 四块输入输 出模板 ， 其 中2 4 V D C 1 6 点数字量输入模块两块 I C 6 9 3 MD L 6 4 6 ， 用 于现场快切 阀打开 和关 闭微 动开关的输入信号； 2 4 V D C 0 ．5 A 1 6 点数字量输出 模 块一块 I C 6 9 3 M D L 7 4 0 ， 用于 每个 煤气快 切 阀 打开关闭的输出信号和一线二线各管道数据压力 报警 ； 1 6 点模拟量输入模块一块 I C 6 9 3 A L G 2 2 3 ， 用于接收每个压力变送器数值， 模块配置中每个 通道的电流为4 ～ 2 0 m A， 每个通道的最低限幅为0 ， 最高限幅为3 2 0 0 0 ， 接收到的压力变送器的数值送 一 1 3 第2 9 卷2 0 1 1 年第4 期 总第 1 5 4 期 使用与维护 给 F I X， 经过 F I X中 C A模块运算转换 成画面 中显 示的实际压力数值 ， 限幅设定为 0 ～ 1 O 。配置每块 I ／ O模块时需要输入每个模块的起始地址和长度。 3 F I X 3 2 组态软件的应用 1 F I X3 2 组态软件的介绍 F I X 3 2 组态软件是 WI N D O WS N T版 的 3 2 位 F I X软件 ， 是 当今流行 的 一 种工业控制实时画面监控软件 ， 提供了监控和 数据采集功能 ， 图形用户接 口， 在工业控制 中它 自 动 为工作 人员提供 实时数据 ， 并为其他应用程序 提供 参数 。这种 实时数 据提供是 高效率 发挥人 力 、 物力和最终实现 自动化的关键 。 2 煤气快切系统对F I X 3 2 画面要求和数据库 定义 F I X画面编辑具有工业生产监控所需要的图 形 、 文字 、 数据 、 动画和图表工具， 制作出来的画面 美观 、 组织合理 、 使用方便也容易理解。在快切系 统中F I X 3 2 监控画面显示每个煤气管道快切阀当 前打开／ 关闭的状态、 压力变送器的当前值和报警 灯， 可以操控的控件有每个煤气管道快切阀手伯 动选择按钮 ， 选择 自动方式 时系统控制 由 P L C内 部运算后 自动进行 ， 选择手动 时 P L C不 参与运算 和控制， 由操作工手动断开每个煤气管道对应的 C 4 5 N开关来完成快切 。另外煤气总管和蓄热煤气 分管快切 阀正常生产时置于 自动状态 ， 停用时置 于手动状态； 点火煤气分管使用时置于自动状态 ， 停用时置于手动状态 。在 F I X 3 2 数据库 中建立的 数据类型有 D O、 D I 、 R、 A I 和 C A几种 ， 用于画面上 的数据和指示灯的显示、 按钮、 模拟量运算等。 3 数据采集和历史数据保存 F I X3 2 的历史 趋 势软件 提供 了一个 自动 的 、 广 泛 的 、 长期 的采 集、 存储、 显示过程数据的功能。由于加热炉煤气 快切系统投入后一旦煤气压力过低将会切断煤气 造成停产， 所以快切系统的数据采集和历史记录 在钢轧生产 中起着至关重要的作用 。在 F I X历史 画面 中加入每 个压 力变送器 输入 给 P L C的模 拟 量 ， 并保存数据为 1 个月 ， 所 采集 的数据和变化规 律在 F I X 3 2 的历史显示 画面中直观地显示出来 ， 给 系统控制分析带来了极大方便 ， 煤气阀门调整即 时 、 准确 。 4 结束语 通过 L M9 0 3 0 P L C和 F I X 3 2 组态 软件控制 的 加热炉煤气快切系统， 程序设计周密， 操作方便 ， 图形界面友好 ， 数据采集准确 ， 现已进人试运行阶 段 。P L C和 F I X软件维护方便 ， F I X 3 2 是针对生产 流程 而设 的组 态软件 ， 画面的构建 、 实时数据 采 集 、 历史数据保存和P L C之间的数据通讯大大的 提高 了整个快切 系统 的维护性 ， 达到了理想的控 制效果 。 2 0 1 0 - 1 1 - 2 9 收 稿 e 、 e 写 ＼ 、 也 ＼ l 石 牟 l 、 e ＼ l 异 石 石 岍 石 异 异 石 岈 e 写 石 ＼ ． 矗 ＼ l 石 石 石 [ 上接第 1 2页] 过来 ， 或秤台感应电荷泄人大地 时残 留过多 ， 残 留 电荷形成 的高电位 ， 造成传感器外壳放电 ， 使传感 器损坏 。接线盒 与金属穿线管也要接地 ， 因为雷 电感应的电荷能沿任何导体传输。 4 称重传感器信号电缆的屏蔽层要接地。 秤 台到称重 显示仪表有一 定的距 离 ， 雷 电感应在 信号电缆上产生高电位 ， 就可能造成称重显示仪 表的损坏。称重传感器信号线和激励线 的屏蔽层 都要接地 ， 以消除雷电感应破坏 。 5 秤台台面要接地。秤台一般由钢板制作， 秤台与大地天空之间可能形成一个看不见的大电 容， 雷云在秤台上空形成很强的电场 ， 秤台能感应 出与雷云电荷相反的电荷 称为束缚电荷 。在雷 云向其他地方放电后云与大地之间的电场突然消 失， 但聚集在秤台上的电荷不能很快全部泄人大 地， 残留电荷形成的高电位 ， 造成秤台放电， 使传 一 1 4一 感 器或显示 仪表损坏 。安装接地线 ， 累计 的电荷 就能沿接地 线快速的的泄 到大地 ， 从而保护 电子 汽车衡 。 6 每年夏季来 临前 ， 要对接地装置进行检查 测试。因为， 如果接地线接地不符合要求 一般要 求接地电阻应小于4 Q ， 或连接处松动 、 损坏及生 锈， 都不能有效的防雷。 3结语 雷电并不可怕， 关键是做好预防措施 ， 一切按 照规范做， 并保持接地等设施良好， 是不会发生雷 击事故的。本公司在发生雷击后， 对全公司的户 外汽车衡等用电设施， 进行了全面的接地体检整 改， 2 0 1 0 年夏季没有发生一次雷击。 2 0 1 卜0 2 1 6 收稿
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