鴻飛達(dá)自動(dòng)化是您最可信賴的進(jìn)口工業(yè)控制產(chǎn)品供應(yīng)商---充足的庫存---正品的保證---最好的價(jià)格---完善的售后
公司名稱：福州鴻飛達(dá)自動(dòng)化科技有限公司
主營(yíng)品牌：Allen-Bradley、ABB、SIEMENS、Fanuc、Rexroth、Schneider、SEW、Honeywell、YASKAWA
主營(yíng)產(chǎn)品：DCS系統(tǒng)卡件、各類進(jìn)口機(jī)器人備件、伺服控制器、電源模塊等
聯(lián)系人：小游（銷售工程師）
Tel：0591-83537860
Fax：0591-88263940
Phone：18344921898
產(chǎn)品描述：現(xiàn)貨/訂貨 貨期短 產(chǎn)品圖片 產(chǎn)品價(jià)格 僅供參考
施耐德電氣Quantum PLC在煉鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用
1 引言
450m3高爐工程主要包括高爐本體、3座內(nèi)燃式熱風(fēng)爐、8箱體干法除塵三部分。利用系數(shù)3.0，年產(chǎn)生鐵48萬噸。從綜合性價(jià)比方面考慮，自控系統(tǒng)選用了施耐德公司的quantum plc。
2 工藝控制系統(tǒng)分析
2.1 高爐本體
煉鐵是在高爐內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)過程。燒結(jié)礦、雜礦、焦炭從爐頂裝入爐內(nèi)，從鼓風(fēng)機(jī)來的冷風(fēng)經(jīng)熱風(fēng)爐后，形成熱風(fēng)從高爐風(fēng)口鼓入，隨著焦炭燃燒，產(chǎn)生熱煤氣流由下而上運(yùn)動(dòng)，互相接觸，進(jìn)行熱交換，逐步還原，最后到爐子下部，還原成生鐵，同時(shí)形成爐渣。積聚在爐缸的鐵水和爐渣分別由出鐵口和出渣口放出。主要控制內(nèi)容有：
（1）爐頂壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)：保持高爐爐頂壓力的穩(wěn)定是高爐生產(chǎn)操作的一項(xiàng)首要工作。穩(wěn)定爐頂壓力能起到穩(wěn)定煤氣流，促進(jìn)高爐順行的作用。因此，在操作中要及時(shí)調(diào)整頂壓調(diào)節(jié)閥閥位，使其能將頂壓調(diào)穩(wěn)，避免頂壓上下尖峰波動(dòng)，從而避免爐況波動(dòng)。450m3高爐的爐頂壓力一般穩(wěn)定在90±5 kpa。
（2）混風(fēng)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)：通過自動(dòng)調(diào)節(jié)混風(fēng)閥開度將適當(dāng)配比的冷風(fēng)摻入熱風(fēng)管道中，控制送往高爐熱風(fēng)圍管的熱風(fēng)溫度在1200±20℃內(nèi)。28個(gè)風(fēng)口將熱風(fēng)送入高爐內(nèi)。
2.2 熱風(fēng)爐
熱風(fēng)爐是燃燒蓄熱的熱交換裝置，分內(nèi)燃式、外燃式和頂燃式3種。熱風(fēng)爐的燃燒室內(nèi)燃燒一定配比的高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣，高溫氣體通過格子磚并使之蓄熱，當(dāng)拱頂溫度達(dá)到工藝要求后，熱風(fēng)爐就轉(zhuǎn)為送風(fēng)狀態(tài)，此時(shí)冷風(fēng)經(jīng)格子磚加熱后通過熱風(fēng)圍管送入高爐。一般情況下3座熱風(fēng)爐交替進(jìn)行燃燒和送風(fēng)作業(yè)。當(dāng)一座熱風(fēng)爐送風(fēng)一段時(shí)間，輸出的熱風(fēng)不能滿足所需溫度時(shí)就需換爐而轉(zhuǎn)為燃燒狀態(tài)，另一座燃燒好的熱風(fēng)爐開始送風(fēng)。因此每座熱風(fēng)爐在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中都有3種狀態(tài)：燃燒期、送風(fēng)期和休止期。主要控制內(nèi)容有：
（1）廢氣溫度與煤氣支管流量的串級(jí)控制：廢氣溫度與煤氣支管流量組成串級(jí)調(diào)節(jié)回路，廢氣溫度調(diào)節(jié)器的輸出作為煤氣支管流量調(diào)節(jié)器的外給定值。
（2）煤氣支管流量與冷風(fēng)支管流量的比值控制：煤氣支管流量與助燃風(fēng)支管流量組成配比調(diào)節(jié)回路，以煤氣支管流量作為比值器的輸入，比值器的輸出作為助燃風(fēng)支管流量調(diào)節(jié)器的外給定值。
（3）熱風(fēng)爐換爐自動(dòng)控制：熱風(fēng)爐有三種工作狀態(tài)：燃燒、送風(fēng)和休止，三種狀態(tài)按生產(chǎn)要求可相互切換。與燃燒相關(guān)的切斷閥門有：煤氣閥、助燃空氣閥、燃燒閥、均壓閥、廢氣閥和煙道閥，與送風(fēng)相關(guān)的切斷閥門有：冷風(fēng)閥和熱風(fēng)閥。熱風(fēng)爐換爐自動(dòng)控制中各閥要按規(guī)定順序動(dòng)作，并有聯(lián)鎖。特別要注意的是各燃燒閥未全部關(guān)閉時(shí)，不能開啟與送風(fēng)有關(guān)的各閥；各送風(fēng)閥未全部關(guān)閉時(shí)，不能開啟與燃燒有關(guān)的各閥。這是熱風(fēng)爐安全運(yùn)行最基本的條件。
2.3 干法除塵
脈沖反吹控制系統(tǒng)共有8個(gè)布袋除塵箱，每個(gè)箱體10個(gè)24vdc脈沖閥，脈沖閥的操作有兩種方式，程序上均可設(shè)定 (定壓差操作：脈沖閥按荒、凈煤氣總管差壓值（2.5～4kpa）啟動(dòng)，稱為定壓差操作；定時(shí)操作：按時(shí)間操作，定時(shí)操作時(shí)間可調(diào)，從連續(xù)反吹到數(shù)小時(shí)反吹) 。全部操作由plc自動(dòng)控制完成，每個(gè)箱體依次進(jìn)行，在自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)中，除人工選擇的箱體外，其他箱體依次完成自動(dòng)反吹-過濾操作。主要控制內(nèi)容有：
（1）定差壓氮?dú)夥创悼刂?
（2）定時(shí)間氮?dú)夥创悼刂?
2.4 高爐上料
本高爐采用大小料鐘爐頂模式，主要設(shè)備有均壓閥、放散閥、料流調(diào)節(jié)閥、柱塞閥、a角、b角等?？刹捎脝苇h(huán)、多環(huán)、定點(diǎn)、扇布等多種布料方式，且各種方式可交替采用，操作人員按照設(shè)定的布料周期表作業(yè)。料面采用探尺控制，分為點(diǎn)動(dòng)檢測(cè)和連續(xù)檢測(cè)方式。探尺的下降和提升由變頻電機(jī)控制。當(dāng)檢測(cè)到料線低于某一設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)提升探尺，爐頂裝料設(shè)備動(dòng)作，向爐內(nèi)裝料，同時(shí)槽下和上料開始動(dòng)作。料灌均壓放散后，接收下一批爐料。槽下系統(tǒng)包括燒結(jié)礦、焦炭、雜礦料倉(cāng)，主要設(shè)備有給料器、振動(dòng)篩、排出閥門、轉(zhuǎn)換溜槽、膠帶運(yùn)輸機(jī)等。按照裝料制度各設(shè)備連鎖動(dòng)作，將原料送往爐頂。主要控制內(nèi)容有：
（1）高爐裝料程序控制
（2）原料控制
（3）原料的稱量補(bǔ)償
（4）爐頂布料程序控制和爐頂順序控制
（5）料線檢測(cè)和探尺控制
（6）爐頂均排壓控制
2.5 對(duì)plc的功能要求
系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)要求；軟件功能豐富，靈活方便，減少技術(shù)人員的二次開發(fā)；系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和響應(yīng)速度滿足生產(chǎn)要求，通訊速率可達(dá)100mb/s；對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的品質(zhì)有保證；具有完善的在線自診斷功能；系統(tǒng)可維護(hù)性強(qiáng)，可操作性強(qiáng)，處理故障簡(jiǎn)便快捷；具有很好的開放性和擴(kuò)展性，有安全保護(hù)措施。
3 工藝控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 硬件組成（表1）
3.2 軟件組成
WINOOWs2000 professional+sp4、concept v2.5、ifix3.5中文版。
3.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（圖1）
圖1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
4 問題解決案例
4.1 系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視
與其它生產(chǎn)商的plc設(shè)備相比，quantum plc的系統(tǒng)診斷功能十分有用，可以方便用戶遠(yuǎn)程對(duì)系統(tǒng)健康狀況進(jìn)行監(jiān)視。在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下，打開ie瀏覽器，在地址欄輸入plc的ip地址，可以查看plc的硬件信息。采用iec編程，通過riostat,diostat,plcstat等功能塊分別將相應(yīng)的系統(tǒng)狀態(tài)字導(dǎo)入對(duì)應(yīng)4x寄存器，根據(jù)4x寄存器相應(yīng)位狀態(tài)即可判斷系統(tǒng)健康狀況。
4.2 plc之間通訊
quantum以太網(wǎng)模板140noe
77100通過以下三種方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換：（1）通訊功能塊：mstr,cread-reg,cwrite-reg指令。（2）b data.(3)、i/o scanner。
本工程采用了（3）i/o scanner的通訊方式，在三套plc之間互傳數(shù)據(jù)。
高爐儀控與高爐上料之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有：角、角、角、布料圈數(shù)、左右探尺、左右均壓閥開關(guān)極限、左右放散閥開關(guān)極限、上下密封閥開關(guān)極限、布料流槽極限、爐頂壓力、透氣性指數(shù)等。
高爐儀控與熱風(fēng)爐之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有：冷風(fēng)壓力、熱風(fēng)壓力、冷風(fēng)溫度、冷風(fēng)流量、助燃風(fēng)壓力、助燃風(fēng)流量、冷卻水壓力、冷卻水溫度、拱頂溫度、廢氣溫度等（圖2）。
圖2中，192.168.0.13是高爐上料plc的cpu的ip地址，192.168.0.11是熱風(fēng)爐干法除塵plc的cpu的ip地址，192.168.0.12是高爐儀控plc的cpu的ip地址。
圖2 高爐儀控與熱風(fēng)爐之間傳輸數(shù)據(jù)
4.3 流量處理
在concept中，對(duì)流量的處理非常方便，高度集成化的功能塊大大簡(jiǎn)化了用戶的編程。如mflow功能塊用來進(jìn)行流量處理，totalizer用來對(duì)流量進(jìn)行累積計(jì)算。在mflow功能塊中，可以使能溫度、壓力的補(bǔ)償，使能開方功能，設(shè)置流量系數(shù)等；在totalizer功能塊中，可以切除小信號(hào)、設(shè)置累積值的閥值、溢出復(fù)位、設(shè)置跟蹤等。
4.4 pid功能實(shí)現(xiàn)
在concept中，有關(guān)pid調(diào)節(jié)的功能塊有pi、pi_b、pi1、pid、pid_p、pid1、pidff、pidp1、pip、ppi等近十種，豐富多樣靈活的功能支持各種復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。本工程中，爐頂壓力調(diào)節(jié)、混風(fēng)溫度調(diào)節(jié)、煤氣支管流量調(diào)節(jié)、助燃空氣流量調(diào)節(jié)等采用了pidff功能塊。pidff功能塊可以完成正反作用切換，p、i、d的使能與參數(shù)設(shè)置，手自動(dòng)切換，輸出嵌位與偏置、死區(qū)設(shè)置、響應(yīng)速率、狀態(tài)信息檢測(cè)等功能（圖3）。
圖3 pid調(diào)節(jié)功能塊
4.5 關(guān)于溫度異常顯示問題
在工程建設(shè)初期，由于正值嚴(yán)冬季節(jié)，室內(nèi)溫度在零度以下，調(diào)試中出現(xiàn)了140ari03010模塊接入點(diǎn)溫度異?，F(xiàn)實(shí)問題。原因在于當(dāng)溫度低于零度時(shí)，對(duì)應(yīng)的3x寄存器將數(shù)據(jù)的最高位置為1，其它位不變，而不是以對(duì)應(yīng)正數(shù)的補(bǔ)碼形式表示，因此無論以什么數(shù)據(jù)類型顯示3x寄存器均會(huì)出現(xiàn)負(fù)數(shù)顯示異常的問題。解決辦法是判斷3x寄存器的最高位是否為1，若為1則將3x寄存器減去32767即可。也可通過i_phys功能模塊轉(zhuǎn)換后再顯示。
4.6 方便的變量編輯功能
在本工程中，三套plc各類變量合計(jì)約1萬點(diǎn)。通過功能強(qiáng)大的excel將變量表編輯后導(dǎo)入到concept中，可以節(jié)省大量時(shí)間，重要的是可以實(shí)現(xiàn)多人作業(yè)。具體方法如下：
“concept”-“file”-“expo
-rt”-“variables：text delimited”；選中user defined“；”并輸入導(dǎo)出文件名，如gaolu.txt；打開“excel”-“file”-“打開”-選擇類型為“文本文件”，并選擇gaolu.txt；在隨后的界面中分別選中“分隔符號(hào)”和“分號(hào)”，然后在excel電子表格中輸入concept變量，保存為gaolu.txt文件；執(zhí)行“concept”-“file”-“import”-將gaolu.txt導(dǎo)入。
4.7 concept與ifix的通訊
ifix工控組態(tài)軟件是由美國(guó)inbl
-ution公司開發(fā)的基于WINOOWs95&
-nt的大型應(yīng)用軟件,它集控制技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)、圖形技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一身,包含動(dòng)態(tài)顯示、報(bào)警、趨勢(shì)、控制策略、控制網(wǎng)絡(luò)通信等組件,提供一個(gè)友好的用戶界面,使用戶在不需要編寫代碼的情況下便可生成自己需要的應(yīng)用軟件。ifix軟件通過i/o驅(qū)動(dòng)器軟件接口同plc進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。inblution提供多種i/o驅(qū)動(dòng)器，支持通用和特殊的i/o設(shè)備。
本工程中，concept與ifix的通訊采用了mbe驅(qū)動(dòng)方式：通過標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)卡連接 modicon 以太網(wǎng)通訊模塊。在ifix的i/o驅(qū)動(dòng)中，需要定義與之通訊的plc的ip地址，讀寫的0x,1x,3x,4x區(qū)段。在ifix數(shù)據(jù)庫中，定義每一個(gè)tag的取值地址，如熱風(fēng)溫度te2003a的地址是d2:300001。
高爐生產(chǎn)監(jiān)控畫面如圖4所示。
圖4 高爐生產(chǎn)監(jiān)控畫面
5 結(jié)束語
（1）quantum plc帶來的經(jīng)濟(jì)效益：穩(wěn)定可靠的自控系統(tǒng)為高爐多出鐵、出好鐵提供了良好的保障，據(jù)此測(cè)算年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益＝450m3(高爐容積)x3.0(利用系數(shù))x300(年正常生產(chǎn)天數(shù))x100(元/噸鐵)x10%(自動(dòng)化plc所占比例)=405(萬元)。
（2）quantum plc模板的帶電插拔功能為快速地在線處理故障帶來了極大方便，它縮短了故障處理時(shí)間，減少了對(duì)煉鐵生產(chǎn)的影響。
（3）plc的熱備功能可以保證一套plc停機(jī)時(shí)另一套無擾動(dòng)瞬間切換，提高整體系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，而且使用方便，無需編程。
（4）開放的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議為接入erp系統(tǒng)的過程管理層提供了便利條件。
（5）quantum plc優(yōu)異的性能、方便的模板接線、功能豐富的指示燈、在線故障診斷功能等特性明顯地減少了自控人員的維護(hù)工作量，深受技術(shù)人員的好評(píng)。
MDF60A0015-5A3-4-0T
MDF60A0015-5A3-4-0T GEB
MDF60A0040-5A3-4-00 GEB
MDF60A0055-5A3-4-00
MDF60A0220-503-4-00 22,0kW
MDF60A0450-503-4-00
MDR60A0750-503-00
MDR60A0750-503-01 變頻器
MDS 60A0015-5A3-4-00
MDS60A0015-5A3-4-00 Nr
MDS60A0550-503-4-00
MDV60A0015-5A3-4-00
MDV60A0015-5A3-4-00 1,5kW
MDV60A0015-5A3-4-0T
MDV60A0015-5A3-4-0T 1,5kW
MDV60A0022-5A3-4-00 2,2kW
MDV60A0022-5A3-4-0T
MDV60A0030-5A3-4-00
MDV60A0030-5A3-4-00 3,0kW
MDV60A0040-5A3-4-0T
MDV60A0040-5A3-4-0T 4,0 KW
MDV60A0055-5A3-4-00
MDV60A0055-5A3-4-0T
MDV60A0055-5A3-4-0T 5,5 KW
MDV60A0075-5A3-4-00 7,5
MDV60A0075-5A3-4-00 8264872
MDV60A0150-503-4-0T 變頻器
MDV60A0220-503-4-00 變頻器
MDV60A0300-503-4-00 30,0kW
MDV60A0300-503-4-00 41,kVA 30kW
MDV60A030-5A3-4-0T
Dynapar HA625-10240C41 NSFP HA62510240C41
Dynapar HA625-1200-0-004 USPP HA62512000004
Dynapar HA625-1200-0241
Dynapar HA62512000340
Dynapar HA62512500341《福州鴻飛達(dá)科技工控優(yōu)質(zhì)發(fā)源地》
Dynapar HA625-1500-0000
Dynapar HA6251500061018
Dynapar HA625-150-061018
Dynapar HA625-1800110T51 NSPP HA6251800110T51
Dynapar HA6251800110TS
Dynapar HA625-2000-0331 HA62520000331
Dynapar HA62520000335
Dynapar HA6252048054A
Dynapar HA62520481021
Dynapar HA62525000000
Dynapar HA625-2500-0010
Dynapar HA62525000101
Dynapar HA62525006341《福州鴻飛達(dá)科技工控優(yōu)質(zhì)發(fā)源地》
Dynapar HA625-2540-001037 NSFP HA6252540001037
Dynapar HA62525400011
Dynapar HA62525400031
Dynapar HA62525400101
Dynapar HA725100000201
Dynapar HA725100000241
Dynapar HAND HT100
Dynapar HC52536000243
Dynapar HC52536000331PS
Dynapar HC52536000341
Dynapar HC52536000A30
Dynapar HC52550000041
Dynapar HC62536000015《福州鴻飛達(dá)科技工控優(yōu)質(zhì)發(fā)源地》
Dynapar HC62536000101
Dynapar HC62536000341
Dynapar HC62536006003 USPP HC62536006003
Dynapar HC62536006015 NSFP HC62536006015
Dynapar HC6254096034A
Dynapar HC62540960631
Dynapar HC62550000001
Dynapar HC62550000100
Dynapar HC62550000101 NSPP HC62550000101
Dynapar HC62550000241
Dynapar HC62550000330
Dynapar HC62550000341
