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1、西门子PLC在烧结配料监控系统中的应用dujing导语：本文着重介绍了S7-300PLC在某钢厂烧结配料监控系统的设计方案，不但成功的利用PLC取代了流量显示积算仪，同时还实现了配料系统的自动控制摘要本文着重介绍了S7-300PLC在某钢厂烧结配料监控系统的设计方案，不但成功的利用PLC取代了流量显示积算仪，同时还实现了配料系统的自动控制。经过一段时间的现场理论，证实这套系统是可靠实用的。随着钢铁企业的不断开展壮大，烧结矿作为高炉的重要原料之一，其消费控制系统也受到了更多的关注。传统烧结工艺中主要依靠工作经历进展调节，存在以下几方面的问题：1.过分依靠配料工经历，配料工要熟知各个圆盘每变化1H
2、z频率所对应的各秤的流量变化应为多少，假设配料工经历缺乏，就会延长调节时间；2.调节不及时，圆盘下料始终为给定频率，假设料重发生变化，就会使各秤之间配比发生变化；3.配料工半个小时跑盘一次，工作量较大。4.由于物料的粉尘污染较严重，严重影响工人的身体安康。近几年来，工业经过自动化程度越来越高及人们对环保意识的增强，PLC技术以其优异的性能，在国内外得以广泛应用。文中重点介绍PLC技术在某钢厂烧结配料系统中的应用。2、系统工艺流程及系统控制要求2.1工艺流程我厂烧结配料系统主要由工业控制计算机含组态软件、控制系统内含PLC等、变频器、现场操纵盘、皮带秤和圆盘给料机等组成。消费的烧结矿由多种不同物
3、料进展配比烧结而成，料仓中物料分别通过各自的圆盘给料机、并由电子配料皮带秤计量后输入总输送带，再由总输送带将混合料送入料仓。2.2控制要求：1、用PLC代替二次表显示；2、实现真正的自动配料。3、控制系统构成根据如上所述控制要求，本系统采用西门子公司S7-300系列PLC，详细系统配置如下：1、DELL工业控制计算机IPC，采用Pentium处理器，3.40GHz主频，1G内存，160G硬盘，cp5611卡；2、PLC硬件配置如下：电源模块，中央处理器CPU模块，2块16点数字量输入模块，1块32点数字量输出模块，2块8点模拟量输入模块和2块4点模拟量输出模块align=center图1/al
4、ign4、主要功能及控制策略在本系统中，上位机用WINCC6.0组态软件，下位机用STEP7V5.4编程实现。下面具体介绍这两局部的功能及组态。4.1PLC编程STEP7软件一般有多种编程方式，本文中采用的是梯形图和语句表相结合编程方式。程序实现功能有：4.1.1监视系统功能的实现要用计算机代替流量积算仪，必须理解流量积算仪的工作原理。其原理为皮带上连续通过的物料量由称重传感器转换成毫伏级电压信号，经放大及A/D转换成数字量后送入微处理机；由测速电机送来的速度信号也送入微处理机，由微处理机对这两个信号进展处理，最后通过显示器显示出通过皮带秤的物料的累计量和瞬时流量，那么这些功能通过PLC都是可
5、以实现的。1、显示瞬时流量一般的流量积算仪都可以为称重传感器正常工作提供7-11V桥压，本系统采用可调24VDC电源提供10V桥压。PLC系统选用西门子公司消费的S7-300系列。通常的PLC模块只能接收标准电压电流信号，而S7-300系列模块可接收mV信号，且性价比拟高，所以选用S7-300。将mV信号采入以后，就可以按照事先输入的参数，如皮带长度，皮带运行一周所需时间，链码重量，以及经校秤得出的零点和量程进展运算，得出瞬时流量。在调试的经过中发现，由于皮带秤固有的特点，假设对流量实时收集，流量波动较大，不利于自动调节，最后采取屡次采样求平均的方法本系统中2s采样20次来消除瞬间发生的流量突
6、变。这样做不但可以使秤的瞬时流量相对稳定，而且能保证秤的调节速度。3.校秤保证秤的准确是皮带秤参加自动配料的前提，所以校秤的准确与否是非常重要的。皮带秤的外表不均匀，所以校秤的时间应为皮带运行一周所用时间的整数倍，然后将屡次采样的值进展平均，就可得到相对准确的零点以及量程了。4.流量累计不但可以显示记录瞬时流量，还可以对流量进展累计，查询。便于计算原料总量，核算本钱。5比对流量通常皮带秤显示的流量单位为吨/小时。为了便于平时检查皮带秤的准确性，还增设了单位为公斤/米的瞬时流量，可直接与配料室的跑盘数相对应。假设发现不准，现场操纵人员应及时通知维护人员校秤。可见，用工控机完全取代二次表是实在可行
7、的，工控机不但可以实现流量积算仪的一般功能，而且还可以根据实际需要通过编程来实现流量积算仪本身所不具备的功能，更利于今后的进一步改造。4.1.2控制系统功能的实现1、自动调节。皮带上的物料不是均匀的，物料的瞬时流量总是在不断变化，为此，系统的下位机采用PID调节器，调节器将上位机送给的流量信号与给定值进展比拟，根据偏向大小，输出420mA信号去调节变频器来调节圆盘速度，进而到达恒定的流量，这样可以保证各秤流量符合配比获得预期的效果。2、大皮带急停联锁。假设大皮带在各秤正常运行时忽然停顿，就会造成大皮带堆料。这时采用大皮带急停联锁，出现如上情况时，PID调节直接转换为手动，各变频器频率直接设定为
8、0Hz，圆盘停顿下料，就可防止堆料了。等维修人员处理过后，进展急停复位后自动配料系统即可重新投入使用。4.2人机界面组态1、主画面。显示当前各称的运行状态、下料量以及大皮带的运行状态。align=center图2/align2、PID调节画面。显示PID参数、设定值、实际流量以及频率输出值。3、校称画面。显示校称所需参数，如皮带长度、皮带速度、皮带运行整圈时间以及当前的零点和量程。align=center图3/align4、设定料层。本系统操纵简单，只需在配比画面下输入总料层数kg/m以及各秤配比%，系统就会自动计算出总流量单位为t/h及各分秤流量单位为t/h，然后将各分秤流量作为设定值出如今
9、PID画面上。一般情况下，配比根本是不变的，如料层变化，只需重新输入料层即可。5、瞬时流量显示。在画面添加了实时曲线，可以直观的观察到当前各称的流量。6、历史数据的查询。在画面添加了历史曲线以及报表，可以直观系统的查询各个时间各秤的设定流量及与其相对应的瞬时流量等，更便于记录的查询与治理。align=center图4/align5、完毕语本系统自投产以来，带来了宏大的经济效益和社会效益。首先，从经济效益方面来看，烧结配料原有流量积算仪8台，由于系统较老，故障率相对较高，且在备品备件方面也有一定的困难，同种型号的二次表可能已经不再消费了。取消二次表后，由于PLC的稳定性好，就解决了故障率高的问题
10、；另外，取消二次表，可直接节省8台流量积算仪及相应备品备件费用。这些都是目前已经实现的经济效益，并且可将在烧结配料成功取消二次表的经历逐渐应用于公司已经日趋老化的配料系统以及日后方案投产的配料系统当中，这样每年为公司节省费用将是相当可观的。另外，采用自动配料后，直接的经济效益固然无法估算，但间接的经济效益是不容无视的，由于料层平稳，配比准确，配料的合格率较高，使得烧结矿的质量有了很大程度的进步，为高炉的稳产提供了前提条件和必要保证。其次，从社会效益方面来看，手动配料工人劳动强度过大，每间隔半个小时就要跑盘一次，即便这样，调节仍然是不及时的。自动配料后，把工人从简单重复的体力劳动中解脱出来，大大进步了劳动效率。可见，从各方面来讲，该自动控制系统的实现，对进步烧结矿质量，促进高炉稳产以及进步工人劳动消费率等方面都起到了很大作用。黑龙江省伊春市西林钢铁公司计控处董力锋联络:137667463360458-3788562:153025