運(yùn)用PLC 技術(shù)全面提升新鋼公司6、7#高爐槽上系統(tǒng)自動化水平

黃文平

（新余鋼鐵有限責(zé)任公司 第二煉鐵廠，江西 新余 338001）

1 概述

新余鋼鐵有限責(zé)任公司6、7#高爐槽上系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)為高爐礦焦倉供料，每座高爐均有18 個(gè)倉，其中燒結(jié)倉10 個(gè)，球團(tuán)、塊礦、熔劑、焦炭倉各為2 個(gè)。全系統(tǒng)由皮帶和卸料車兩大部分組成，原料流經(jīng)14（A、B、C）、16（A、B、C）、17（A、B、C）皮帶系統(tǒng)進(jìn)入相應(yīng)的卸礦車，將料流傳送到所選料倉，同時(shí)開啟相應(yīng)除塵閥進(jìn)行除塵，改造前皮帶系統(tǒng)由遠(yuǎn)程操作臺控制，卸料車由現(xiàn)場操作箱控制，控制方式繁瑣、精度低、安全系數(shù)低。為此，我們采用上位機(jī)＋PLC 的控制方案對其進(jìn)行改造，所有設(shè)備控制均納入該控制方案。

2 控制要求

由于需同時(shí)向兩座高爐供料，因此本槽上系統(tǒng)工藝較為特殊，皮帶機(jī)根據(jù)工藝需要聯(lián)鎖停止，即上游皮帶狀態(tài)聯(lián)鎖停下游皮帶；卸礦車之間彼此獨(dú)立，可單獨(dú)動作；除塵閥設(shè)計(jì)聯(lián)動、單動兩種模式，當(dāng)處于聯(lián)動時(shí)，與該倉對應(yīng)的皮帶及卸料車聯(lián)鎖，即該倉上方皮帶運(yùn)行且相應(yīng)卸料車處于該倉上，閥門即聯(lián)動開，反之則聯(lián)動關(guān)，當(dāng)處于單動時(shí)，閥門可由操作工自由開關(guān)；料位信號僅供顯示，不與上述設(shè)備聯(lián)鎖。

3 整體控制方案

全系統(tǒng)共分為人機(jī)界面、控制單元、現(xiàn)場設(shè)備三大部分，系統(tǒng)配置如圖1 所示。其中，人機(jī)界面主要為操作員站，通過控制單元轉(zhuǎn)換，負(fù)責(zé)為操作人員提供現(xiàn)場工藝參數(shù)顯示和操作界面，控制單元主要為PLC 控制器，負(fù)責(zé)利用其內(nèi)置的程序?qū)ΜF(xiàn)場設(shè)備發(fā)出控制指令，同時(shí)還有現(xiàn)場參數(shù)轉(zhuǎn)換及傳輸?shù)淖饔茫F(xiàn)場設(shè)備主要為皮帶機(jī)、卸料車、除塵閥、接近開關(guān)等設(shè)備，負(fù)責(zé)最終采集和控制工藝參數(shù)?？紤]到高爐備料對于高爐生產(chǎn)的重要性，因此我們在項(xiàng)目設(shè)計(jì)之初，首先考慮的是控制系統(tǒng)的穩(wěn)定和高效，基于此，我們選用了高可靠性的西門子S7-400 系列的PLC為控制單元通過以太網(wǎng)與兩臺操作員站組成高速控制系統(tǒng)，同時(shí)兩臺操作員站互為冗余，最大限度的確保了系統(tǒng)的高可靠性。現(xiàn)場設(shè)備方面則選用質(zhì)量良好的測量執(zhí)行單元，確保外部信號穩(wěn)定可靠。

圖1 控制系統(tǒng)配置圖

S7-400 PLC 實(shí)現(xiàn)的功能如圖2 所示。

圖2 S7-400 PLC 功能示意圖

控制軟件我們選取下位軟件為STEP7_V5.3，上位軟件為WINCC6.0，下位軟件負(fù)責(zé)邏輯控制和將外部測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至上位顯示的量程范圍，上位軟件負(fù)責(zé)畫面顯示及操作指令發(fā)出。

3.1 供料流程

圖3 14A 皮帶機(jī)運(yùn)行

圖4 14B 皮帶機(jī)運(yùn)行

圖5 14C 皮帶機(jī)運(yùn)行

3.2 卸礦車對倉流程

圖6 卸礦車對倉流程圖

4 畫面介紹

此次我們共設(shè)計(jì)了主流程畫面、分皮帶及卸料車操作畫面、除塵閥操作畫面、報(bào)警日志畫面等3 種畫面，各畫面在功能上彼此獨(dú)立，且相互補(bǔ)充，以下具體分析各畫面實(shí)現(xiàn)的功能。

4.1 主流程畫面

4.1.1 操作功能

點(diǎn)擊皮帶啟停按鈕可控制所有皮帶機(jī)啟停狀態(tài)。

4.1.2 監(jiān)控功能

顯示各皮帶運(yùn)行、報(bào)警、是否選PLC 控制以及系統(tǒng)總故障。

4.2 分皮帶及卸料車操作畫面

4.2.1 操作功能

（1）點(diǎn)擊各皮帶啟停按鈕可控制相應(yīng)皮帶機(jī)啟停狀態(tài)。

（2）選中卸料車對倉號并點(diǎn)擊對倉按鈕可使該車自動向所選倉位對準(zhǔn)，該倉位接近開關(guān)發(fā)出信號后終止該對倉動作，否則報(bào)過倉或超時(shí)故障并終止該對倉動作。

4.2.2 監(jiān)控功能

（1）顯示皮帶運(yùn)行、報(bào)警、工作電流、是否選PLC 控制以及系統(tǒng)總故障。

（2）顯示料倉料位狀態(tài)。

（3）顯示除塵閥開、關(guān)及報(bào)警狀態(tài)。

4.3 報(bào)警日志畫面

顯示各設(shè)備歷史報(bào)警及皮帶機(jī)、卸料車啟動信息，以便于分析系統(tǒng)歷史運(yùn)行狀態(tài)。

5 結(jié)語

新鋼公司6、7＃高爐槽上自動化系統(tǒng)自投運(yùn)以來，以其技術(shù)先進(jìn)、自動化水平高、靈活多樣的操作模式，極大提高了高爐供料效率，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡便，實(shí)踐證明，此次采用S7-400 PLC 控制的槽上自動化系統(tǒng)，既滿足了工藝要求，提高了自動化控制水平，也減少了勞動強(qiáng)度，保障了安全生產(chǎn),對高爐產(chǎn)量的提高起到了十分重要的作用。