施耐德昆騰系列PLC在運焦及篩焦系統(tǒng)中的應用

1、    施耐德昆騰系列plc在運焦及篩焦系統(tǒng)中的應用    徐海濤 高巍【摘要】本文介紹一個基于施耐德plc控制下的運焦和篩焦過程控制系統(tǒng)。上位機操作站主要實現(xiàn)過程的實時監(jiān)視和管理，下位機plc站由施耐德昆騰系列plc控制器和三個遠程分站構成，采用concept2.6編程軟件進行程序設計，上位機由西門子wincc6.2操作軟件實現(xiàn)設備的聯(lián)鎖啟停和現(xiàn)場事件的處理。本文主要介紹施耐德昆騰系列plc在運焦、篩焦過程控制中的應用?！娟P鍵詞】運焦系統(tǒng) 篩焦系統(tǒng) plc 聯(lián)鎖啟停 實時控制一、前言本文所提及的運焦及篩焦系統(tǒng)主要是指經干熄焦爐熄焦后的焦炭，經干熄焦爐底

2、部的旋轉密封閥，落入到帶式輸送機上，再由下方帶式輸送機送入篩焦樓內料倉上部，經過三級篩分，按高爐生產工藝要求的焦炭顆粒大小，利用懸臂振動器把焦炭篩分到大、中、小號焦樓料倉內。篩焦樓料倉內的焦炭可直接經下級運焦系統(tǒng)的帶式輸送機運送致高爐系統(tǒng)，滿足高爐生產供料的需要。運焦及篩焦系統(tǒng)主要由帶式輸送機、懸臂振動器、轉運站、篩焦樓及配套的除塵系統(tǒng)等組成。運焦及篩焦系統(tǒng)要求實現(xiàn)生產過程中各設備的順序邏輯控制，主要是對系統(tǒng)的料線選擇、料線切換、料位聯(lián)鎖、運焦起點、運焦終點的確定，以及對整個系統(tǒng)的運行進行控制和管理。通信功能實現(xiàn)新系統(tǒng)與老運焦系統(tǒng)實現(xiàn)料線連鎖功能。為此，我們建立一個基于斯耐得昆騰系列的冗余pl

3、c系統(tǒng)對運焦及篩焦進行過程控制，系統(tǒng)由plc主站、3個遠程分站和上位機站組成。上位機站主要由4臺工控機實現(xiàn)對生產過程的實時監(jiān)視和管理，主站由施耐德昆騰系列plc-14ucpu53414b控制器構成，下位機軟件采用concept2.6編程軟件進行程序設計，解決設備的聯(lián)鎖啟停和現(xiàn)場突發(fā)事件的及時處理。二、plc系統(tǒng)的結構整個運焦及篩焦系統(tǒng)料線長、設備多而且分散，加上整個系統(tǒng)生產過程中粉塵較多，設備運行環(huán)境十分惡劣，因此必須選用防護等級比較高的plc來實現(xiàn)對底層設備的控制。斯耐得昆騰系列plc對惡劣環(huán)境適應能力較強，因此我們選用它來做控制系統(tǒng)。施耐德昆騰系列plc控制器的模塊化安裝、無風扇結構使系統(tǒng)

4、構成靈活，易于實現(xiàn)多設備分散控制，現(xiàn)場老系統(tǒng)也使用了同品牌plc設備，更利于通信的連接和建立。因此，我們選用了昆騰系列plc作為篩焦系統(tǒng)實現(xiàn)復雜順序控制，解決設備的聯(lián)鎖啟停的硬件設備。按設計，運焦及篩焦系統(tǒng)共有數字量1000多點，其中數字量輸入700多點，數字量輸出300多點，另外模擬量輸入接近100點。根據控制點數及要求，中央處理單元選用140cpu53414b冗余系統(tǒng)，利用光纖分別與除塵地面站系統(tǒng)、104轉運站、108轉運站3個遠程plc站點相連。系統(tǒng)機架之間采用ri/o分支器ma-0185-100及ri/o干線電纜進行通訊。三，plc系統(tǒng)設計要求為了運焦及篩焦系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定運行，該系統(tǒng)滿

5、足以下控制要求：（1）實現(xiàn)與原有運焦系統(tǒng)的通信，實現(xiàn)設備聯(lián)鎖啟停。（2）料線連鎖設備在啟動和停止過程中，要根據設備逆啟順停的工藝，要求合理設置間隔、延時時間，以保證帶式輸送機無堆料、壓料的情況。（3）運行過程中，某一臺設備發(fā)生故障時，其上流設備立即停止，下流設備延時順序停止。（4）上位機可顯示各條料線的運行情況，并對報警，開關機時間，料位等做出實時記錄。（一）plc系統(tǒng)設計思路在整個系統(tǒng)中，采用研華工業(yè)控制計算機作為卜位機，利用wincc6.2版本軟件與plc進行通信，對設備的運行情況進行實時監(jiān)控，并在顯示器上顯示出相對應的生產工藝流程圖畫面，上位機畫面內包括故障報警、數據趨勢、數據報表等數據

6、。在上位機的操縱畫面上，通過對不同料線的選擇，選擇結果送入plc。plc根據上位機發(fā)出的命令，實現(xiàn)其相對應的功能，實現(xiàn)控制各個設備的同時，同時向上位機反饋各個設備的運行狀態(tài)，通過這種閉環(huán)控制，實現(xiàn)事故停車處理功能并肩動報警設備，快速響應中央操作室內的各種指令。這樣，操作員與plc相互配合，實現(xiàn)整個運焦及篩焦系統(tǒng)的可靠控制控制功能。（二）plc系統(tǒng)程序的撰寫施耐德昆騰系列采用concept2.6作為編程軟件，它除了可以對系統(tǒng)編制邏輯程序以外，同時還可以設定各種系統(tǒng)參數、在線監(jiān)測系統(tǒng)運行、實時plc查詢故障等。本系統(tǒng)采用梯形圖lad語言編程，根據工藝流程，按照不同的聯(lián)鎖關系，組成多種料線選擇、運行

7、方式，單體設備控制聯(lián)鎖啟動。集中啟動要求設備都處于“中央操作”時才可以聯(lián)鎖啟動。這就需要在設備啟動之前判斷該料線設備是否準備就緒、設備啟動的聯(lián)鎖條件是否滿足。若設備都處于“準備好”狀態(tài)，就可以在上位機向plc發(fā)出命令。首先是啟動預警信號，現(xiàn)場預警鈴響起10秒后，啟動被選擇設備相對應的現(xiàn)場除塵閥門。為防止帶式輸送機堆料、壓料的情況，要求經延時后按順序逆料流啟動該料線上的設備，設備啟動后，送給上位機設備的“運轉信號”，進行動態(tài)監(jiān)視。聯(lián)鎖設備啟動完畢后，上位機的監(jiān)視畫面上由啟動狀態(tài)轉換成運行狀態(tài)，就可以進行實時監(jiān)視。完成任務后，系統(tǒng)需停止工作，上位機發(fā)出“聯(lián)鎖停止”命令，結果送入plc控制器中，使系

8、統(tǒng)停止。由于帶式輸送機停止后，皮帶上面不能殘留余焦，所以要按照順料流方向延時停止，經過一段的余焦傳送時間后，所有的設備才按照工藝要求逐一停止，最后停止除塵系統(tǒng)。這樣系統(tǒng)處于停止中，設備運轉指示消去，等待下一次的啟動命令。針對突發(fā)事件，需要在較短的時間內迅速停下所有的設備時，上位機發(fā)出“急停”命令。結果送入plc中，使設備全部停止，系統(tǒng)處于停止中，設備運轉指示消去，等待下一次的啟動命令。（三）plc編程實施在運焦、篩焦系統(tǒng)過程控制中，不同的設備之間存在一定的聯(lián)鎖、互鎖關系。編程過程中把設備之間的聯(lián)鎖、互鎖關系放在單獨的程序中處理，設備的基本控制根據設備的地理分布、種類進行集中。編程基本實現(xiàn)以下功能plc接受過程變量的輸入信號，在程序內對輸入信號進行處理或計算，傳送輸出信號至最終現(xiàn)場設備。系統(tǒng)對模擬量提供線性化、累計、和報警功能；系統(tǒng)對開關量提供報警和狀態(tài)變化的記錄（操作記錄）。順序控制功能可以執(zhí)行啟動/停止順序、批量處理或任