西门子S7-400PLC指针编程实现高炉自动装料.pdf

冶 金 动 力 ME TA LL URG I C AL P O1I]l ， E R 2 0 1 5 年第 1 期 总 第 1 7 9期 西门子 S 7 4 0 0 P L C指针编程实现高炉自动装料 宁戎， 洪志祥 安徽马钢 自动 化信息技术有限公司 ， 安徽马鞍 山 2 4 3 0 1 1 【 摘要】介绍了当前比较通用的一种有料车高炉的自动装料方式，并详细解释了如何通过西门子 s 7 4 0 0 P L C指针编程的形式， 使用一个关联的数据区， 一个动态的巡检字 ， 三套并联的程序结构 ， 实现高炉 自动装 料的方法 。 【 关键字】 高炉 自动装料；P L C；指针编程 【 中图分类号】T P 2 7 【 文献标识码】B 【 文章编号】 1 0 0 6 ～ 6 7 6 4 2 0 1 5 0 1 0 0 6 4 0 4 Au t o m a t i c a l l y Cha r g i ng Bl a s t Fur n a c e by S I EM ENS S 7 -4 0 0 PLC Vi a Po i nt e r Pr o g r a m mi ng Ni n g Ro n g Ho n g Z hi x i a n g An h u i Ma G a n g Au t o r r u t t i o n a n d I n f o r ma t i o n T e c h n o l o g y C o ． ，L t d ． ， Ma a n s h a n A n h u i 2 4 3 0 1 1 【 Ab s t r a c t 】 T h i s p a p e r i n t r o d u c e s a c o mm o n k i n d o f b l a s t f u r n a c e w i t h s k i p c a r t h a t c a n a u t o ma t i c c h a r g i n g ．a n d e x p l a i n h o w t o u s e t h e S I E ME NS S 7 4 0 0 P L C wi t h p o i n t e r p r o g r a m mi n g ，u s i n g a r e l a t i o n a l d a t a a r e a ，a d y n a mi c i n s p e c t i o n o f w o r d s ，t h r e e s e t s o f p a r a l l e l p r o g r a m s t r u c t u r e ， t o a c h i e v e a u t o ma t i c c h a r g i n g o f b l a s t f u r n a c e a ut o ma t i c a l l y ． 【 Ke y w o r d s 】a u t o ma t i c a l l y c h a r g i n g b l a s t f u r n a c e ；P L C ； p o i n t e r p r o g r a mm i n g 1 高炉 自动装料概述 随着高炉生产 自动化技术的不断进步 ，西 门子 P L C在其应用范围不断完善 ， 特别是近年来 P L C自 动化控制 日臻成熟 ，针对有料车高炉槽下的 自动化 配料 、 自动化装料 P L C编程也 日趋繁杂 ； 控 制方式 口趋多样。这里通常说的高炉 自动装料实际上是 由高炉 自动备料和高炉 自动装料组成 高炉首先要 半 艮 据炉况制定高炉装料方案 ，再根据装料方案制定 高炉的配料单 ，自动化系统根据配料单预先备料到 高炉左右二侧汇总斗， 先完成备料过程。 之后 自动化 系统冉根据配料单将左侧或右侧汇总斗 内的备料放 至高炉二侧的料车 ， 由料车送料至炉顶 ， 完成高炉 自 动装料。 如图 1 所示， 上半部分为炉料配方编号， 一个配 方的炉料重量即为高炉料车的装载量 ，炉料配方由 烧结配方和焦炭配方组成。图示的下半部分为高炉 自动装料的配料单 ， 横坐标为批次 ， 预设 l 5个批次 ， 预留最大批次输入。 纵坐标为每批次内的“ 前半批” 、 “ 后半批” 、 “ 附加批” ， 共计 1 0个车次 ， 配料单内填写 的数字为“ 配方号” 。若不使用该车次 ， 配方号输入 “ 0 ” 即可。高炉自动装料循环执行的， 从第一批的第 一 车开始 ， 到达“ 料单周期设定” 批次的最大车次后 ， 系统会 自动跳转到第一批的第一车开始 ； 周而复始 ， 循环执行。图 1 中料单周期设定为 2 。 本文主要针对这种 目前 比较常见的高炉备料 、 装料方式 ，使用西 门子 s 7 4 0 0 P L C的指针编程方 法 ， 实现高炉的自动备料和 自动装料。 2自动装料程序实现 根据高炉 自动装料的特点 ，预备焦炭的称量斗 和预备烧结矿的称量斗是相互独立的，而装料T序 和备料工序也是互不干涉，所 以我们设计 了二 | 个数 据指针在同一块数据区 D B块 循环扫描， 判断系统 当前应该执行什么任务。 这三个指针分别是自动“ 备 矿” 指针、 自动“ 备焦” 指针和自动“ 装料” 指针。“ 备 矿” 指针从一批一车开始寻找烧结矿的配方号， 当寻 找到有效的烧结配方号后 ， 执行备矿工序 ， 将备矿卸 至汇总斗后再继续 向下寻找有效 的烧结配方号 ， 周 而复始地执行备矿工序 ，直至将高炉二侧的汇总 斗 全部装满。 “ 备焦” 指针和“ 备矿” 指钳作 用相同， 它是 从料单上寻找有效的焦炭配方号 ，将焦炭备料至高 炉二侧的焦炭称量斗。 而“ 装料” 指针的任务是从一批一车开始寻找有 冶 金 动 力 MEr AL LU RGI CA L P OWE R 2 0 1 5 年第 1 期 总 第 1 7 9期 表 2 巡检字和装料表的对应关系 ＼批 欠 车次＼ 1 2 3 4 5 6 7 8 g 1 0 1 l 1 2 i 3 1 4 1 5 1 1 1 1 2 l 3 l 4l 51 6 1 T 1 8 l 9 1 l D l l l l 1 21 l 31 l 41 2 2 l 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 T 2 8 2 9 2 1 O 2 1 l 2 i 2 2 1 3 2 l 4 2 ， { 4 ---- - “ 3 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 3 8 3 9 3 1 0 3 i 1 3 1 2 3 1 3 3 1 43 E 0 4 4 l 4 2 4 3 ￡ i 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 4 1 0 4 l 1 4 l 2 4 1 3 q 1 4 4 5 5 1 5 2 5 3 5 4 5 ,5 5 6 5 2 “ 5 8 5 9 5 1 O 5 l l 5 1 2 5 1 3 5 1 4 5 、 e 1 6 6 l 6 2 6 3 6 46 5 6 6 6 6 8 6 9 6 l 0 6 1 l 6 l 2 6 1 3 6 1 4 6 7 7 l 7 2 7 3 7 47 5 7 6 7 7 7 8 7 9 T 1 0 了 l l 7 1 2 7 1 3 T l 4 7 8 8 1 8 28 38 d8 5 8 68 78 8 8 98 l 08 1 1 8 1 2 8 1 3 8 l 48 蹦加 9 9 1 9 2 9 3 9 d 9 5 9 6 9 7 9 8 9 9 9 1 0 9 i 1 9 l 2 9 1 3 9 1 4 9 1 0 1 O 2 t3 3 0 4 O 5 0 6 O 7 O 8 O 9 O l O O 1 1 O l 2 0 i 3 O 1 4 O 1 5 O 2 - 2 自动备矿的程序指针及实现方法 通过表 1 、 表 2 很容易发现巡检字的值和 D B块 地址之间的关系巡检字的值乘 以 2 等于其所对应 的字 WO R D 的地址 ， 利用这个简单 的数学关系 ， 设 计 了一个程序流程如图 3 所示。 主要的过程有 初始 化程序 ， 用于停炉检修或 P L C重新上 电， 将巡检字 和记忆字清零 ； 巡检字等于记忆字加 1 ， 用于从小批 次到大批次巡检有效的配方号。当巡检字大于料单 最大周期设定 料单周期设定值乘 以 1 0 时 ， 要跳转 到“ 一批一车” 的位置 ， 即要使巡检字重新等于 1 ， 实 现循环备矿。 图 3 程序的流程 图 在读取到配方号以后 ，还要进行配方号的有效 性判断， 这里备矿的有效 的配方号是 3 ～ 8 、 1 1 ～ 1 6 ， 除 此之外 的配方号 ， 均为无效配方号。 配方号被判断无 效后 ， 巡检字要加 1 后重新巡检。 若配方号判断有效 则执行配方 ， 待备矿完成后 ， 巡检字再加 1 ， 程序再 重新循环执行。 S 7 4 0 0 P L C主要程序代码部分程序如下 L c u r r e n t v ／ ／ 载入巡检字 L 2 木 I T t P O I N T E R ／ ／ 暂存在临时变 量 S LD 3 T t P ADRESS 址指针并暂存 L AR1 入到寄存器 O P N ” 装料顺序表” L D B W[ A R1 ， P 0 ． o 】 的指针所指向的地址 T St a t e W o r d 址的值 配方号 传到状态字 中 L c u r r e n t _ v T 1 a s t _ v A Fi n i s h ．FB F P fin i s h i 。P R Me t a g e s i g na l 复位 ／ ／ 转换成 3 2位地 ／ ／ 将地址指针存 f l D B块 ／ ／ 载人 D B块中 ／ ／ 载入 的上述地 ／ ／ 记忆字 巡检字 ／ ／ 执行配方完成后 2 ． 3 自动备焦的程序指针及实现方法 自动备焦碳 的程 序指针及 实现方法 同 自动备 矿 ， 只是在配方号有效性判断上有所不 同， 备焦的配 方一般 比较简单 ， 焦炭的品种 比较单一 ， 仅仅当配方 号等于 1 时， 配方有效， 执行自动备焦。因为备焦的 2 0 1 5 年第 1 期 总 第 1 7 9期 冶 金 动 力 ME T A L L U R G I C A L P O WE R 6 7 设备和备矿的设备相互独立 ， 互不影响 ， 所 以备矿和 备焦又可以同时运行。 2 ． 4 自动装料的程序指针及实现方法 自动装料 的程序指针及 实现方法 和 自动备矿 备焦 的结构相同， 在配方号的判断上将识别全部 的矿石配方和焦炭配方，当 自动备矿和 自动备焦等 各方条件均完成时． ，且高炉料车也准确到位的情况 下， 对应的操作是打开汇总斗或称量斗的仓门， 将炉 料卸至高炉料车， 再发送指令高炉料车上升卸料， 从 而完成高炉自动装料。 3总 结 本指针编程应用于山西晋钢 3 、 高炉 ， 通过近 一 年多的运行，证明该 自动上料程序结构非常简洁 高效、 稳定可靠， 对高炉的稳产高产提供了有力地保 证 ， 得到了用户的一致好评 。 【 参 考 文 献】 [ 1 】宋乐鹏， 柳果． 基于P L C控制的加热炉温度控制系统叨．自动化 技术与应用． 2 0 0 7 ．1 0 1 2 1 1 2 2 [ 2 】张文 明．基 于 P L C的温度控 制系统 的设计 叨．安徽农业科学 ， 2 01 1 ，2 9 1 8 2 58 -1 8 26 1 f 3 ]秦绪平， 张万忠．西门子s 7 系列可编程控制器应用技术f M】 ． 北 京化学工业出版社．2 0 1 1 收修 改稿 日期 2 0 1 4 - 1 2 - 0 1 作者简介 宁戎 1 9 6 4 一 ， 男， 工程师， 现从事自 动化设备管理工作。 上接 第 6 3页 4 ． 2 允许内部 网络 中的用户访 问外部 网络的服务 和资源而不泄漏内部网络的数据和资源。记录了工 作站通过防火墙的信息内容和活动 ，对网络攻击进 行监测和报警 ， 整个网络的使用情况非常清楚。 4 ． 3 V L A N技术在能动系统局域 网中运用后，一个 V L A N内部的广播和单播流量都不会转发到其他 V L A N中， 控制了通信活动， 隔离了广播数据顺化了 网络管理 ， 便于工作组优化组合 ， V L A N中的成员只 要拥有一个 V L AN I D就可以不受物理位置 的限制 ， 随意移动工作站 的位置 ；增 加 了网络 的安 全性 ， VL A N交换机就是一道道屏风，只有具备 V L A N成 员资格的分组数据才能通过，这样能动网络带宽得 到充分利用 ， 网络性能大大提高。 4 ． 4 通过部署网络防病毒系统， 能动系统局域网的 网络应用环境得到 了很好的保护 ，桌面速 率达 1 0 0 M b p s ， 实现了网络资源共享和管理信息系统中业务 功能的正常、 快捷运用 ； 同时网络管理人员能够通过 反病毒网络控制系统直接了解到整个网络病毒的情 况， 并迅速做出相应的反应， 工作效率显著提高， 终 端用户的工作环境也得到了良好的净化，感染病毒 的机率减少 ， 工作站重装操作系统的次数减少。 4 ． 5 在 网络安全 中， 除了采用技术措施之外 ， 加强 网络的安全管理， 制定有关规章制度， 对于确保网络 的安全、 可靠地运行起到十分有效的作用。 5结 论 随着能动系统局域网的扩展与完善，针对局域 网存在的安全问题，通过优化采取以上一系列安全 措施与策略 ， 能动系统局域网达到稳定、 安全、 经济 运行的良好状况，为能源动力中心管理信息化工作 创造了基础条件， 确保了能动中心局域网高效、 经济 运行。提高了能动中心办公事务及公文处理的自动 化程度； 推进各部门之间日常管理工作实现三化 规 范化、 标准化及 电子化 ； 为能动 中心逐步建设成一 个现代化、 高效益的工厂打下基础； 实现管理信息资 源的及时交流与共享，提高企业的行政管理水平和 工作效率。 [ 参 考 文 献】 [ 1 】 张仕斌 ， 曾派兴 ． 网络 安全 实用 技术 [ M】 ． 北京 人 民邮 电出版社 ， 2 01 0 ． 收稿 日期 2 0 1 4 1 0 2 0 作者 简介 吴迎春 1 9 7 6 一 ， 女， 工程师， 大学本科学历， 现从事计算 机及网络管理工作 。