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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，現已順利投產，并達產。 關鍵詞：PLC 以太網通訊 PROFIBUS-DP 高爐 一、 系統組成 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現場總線通訊。四者為各自獨立的系統，以工業以太網建立聯系，實現工作站之間、上位機之間數據的傳遞。 網絡結構示意圖
網絡組態 二、系統配置 1. 系統應用軟件： 操作系統Windows xp 監控軟件WinCC 6.0 編程軟件STEP 7 V5.2 2.系統硬件配置： 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點的數量、程序量的大小、處理能力、現場信號類型和現場設備限制等，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，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、系統的軟件編程 利用SIEMENS STEP 7編程軟件對系統編程。首先，用STEP 7軟件對系統進行硬件組態，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，最后通過系統組織塊OB，調用控制功能塊FC，來實現整個系統的功能。
熱風爐程序
組織塊OB
采用這樣的結構的優點： 1、對大規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的調試、維護。 四、監控畫面的設計 操作系統采用Windows 2000，監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系統，而且提供了工業界最為強大的功能，包括實時過程監控和監督控制，報警和報警管理，歷史數據，統計過程控制，基于用戶的安全系統，方便的系統擴展，網絡等。 以槽下為例： 該站監控系統完成的工作有:通訊配置，過程數據庫產生，過程數據庫構造，歷史數據分配，記錄及存儲。可制作必要的工藝顯示畫面、上料系統設備動作畫面、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。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、備料狀態和放料狀態顯示及強制。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據顯示或其它站的數據顯示。
槽下上料工藝畫面
五、操作方式： 各系統設有兩種操作方式：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。 結束語: 光纖以太網作為高爐自控系統的骨干網絡使數據傳輸不受電磁干擾的影響，可靠的實現高速數據傳輸、高度數據共享。環形的網絡結構加強了系統的可靠性。 STEP 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，系統有豐富的功能塊用戶可直接調用。 該系統采用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，運行穩定、可靠，使高爐迅速達產，穩產。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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