- 浔之漫智控技术(上海)有限公司
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产品描述
天津西门子中国一级代理商电源供应商
主要有六台工控机作为操作站，分别为热风、布袋、工长操炉、本体仪表、矿槽上料、炉设备组成，可互为备用。PLC有四套siemens 400系列主PLC系统组成，上料PLC主站、本体PLC主站、热风PLC主站、布袋PLC主站，下设各自的扩展模块完成系统的控制和数据采集。经PROFIBUS-DP网络与操作站之间完 成数据交换。
1.2软硬件设备组成
☆PLC选用亿维200+300组成的模块结构。
☆ 计算机操作台：不锈钢面操作台
☆ 编程软件选用STEP7 V5.4,组态软件选用我WINCC 6.0 SP3
三、热风炉控制系统
本高炉配有三座热风炉，主要负责燃烧、蓄热、给冷风加热，并将热风送进高炉。由于一座热风炉是间断的热交换，而高炉需要连续的热风，所以三座热风炉按周期性工作，包括燃烧、闷炉、送风三个过程。
热风炉顺控系统设有以下几种操作方式：全自动、半自动方式、CRT手动方式、机旁箱操作
热风炉工作状态介绍
一个热风炉可在“送风”向“闷炉”至“燃烧”状态，也可从“燃烧”向“闷炉”至 “ 送风”转换。
“送风”指的是热风炉被充压，且冷风阀和热风阀两者均被打开，所有其它的阀门均关闭（不包括混风切断阀和换热器各阀门）。
“燃烧”指的是热风炉被减压，冷风阀、热风阀和冷风充风阀关闭，废气均压阀打开，助燃空气和煤气引入热风炉。
“闷炉”指的是热风炉所有阀门均关闭，但压力控制仍在工作，预备着一个热风炉随时变为充压或均压状态。
热风炉工作制度：
正常情况下热风炉采用并联送风，或二烧一送工作制，非正常操作为一烧一送工作制。
每座热风炉可以在“焖炉”、“送风”、“燃烧”三种状态之间自动转换，各阀开关受PLC程序控制，发出换炉指令后，热风炉设备按工艺要求顺序进行有关联锁动作。
四、高炉煤气干式净化控制系统
高炉煤气除尘设施是高炉的配套设施，其目的是净化高炉煤气，提高煤气质量。高炉煤气经重力除尘器除尘后，进入布袋主箱体下部，煤气穿过布袋时其所携带的灰尘被布袋截留，进行过滤净化后的煤气经高压阀组输送给热风炉或煤气管网供用户使用。布袋除尘过滤后的尘灰由脉冲阀冲扫，落至储灰仓；打开卸灰阀，由刮板机输出，用斗提机送入高位灰仓。
1、本套设施共设计了三种反吹方式，时间反吹（设定时间到）、压力反吹（压差设定值）、手动反吹。
2、除尘系统包括反吹和卸灰两个控制流程，均能单实现手动、半自动和自动三种控制方式：
反吹自动方式为：差压反吹、定时反吹。差压反吹即当箱体差压设定差压值（3KPA）时开始自动反吹；定时反吹即当计时时间达到设定的反吹时间后开始自动反吹。
包括整个卷杨及炉设备，其中主要有上料小车、左右探尺、柱塞阀、上密、下密、旋转布料装置、均压阀、放散阀等。生产中可实现手动、自动随时转换，各种运行、故障有不同的颜色来显示，特点1、小车拐点、卸料位等各减速点停车位可根据生产调节2、旋转布料角度及速度可通过画面直接设定，满足生产工艺中的各种布料方式3、在检修或新员工培训情况下还可以通过画面各种数据的设定来进行模拟生产。
自20世纪90年代以来，数字化技术突飞猛进的发展，并且日益渗透到各个领域，智能家居在21世纪将成为现代社会和家庭的新时尚。作为通用工业控制计算机的PLC，30多年来不论是在功能上还是在应用领域方面，都有着从逻辑控制到数字控制、单体控制到运动控制、过程控制到集散控制的飞跃，今天的可编程序控制器PLC正成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用。
而随着PLC应用的迅猛发展，各种控制策略不得不面对不同的对象在大跨距分散地点下的远程控制应用，如何实现大范围分布式应用中各种现场处理及远程控制，远程维护等就是很现实的问题，这其中的前提之一就是各种数据包的远程传输.
以前，有的PLC应用系统中采用了无线数传电台通信来达到远程控制PLC的目的，但是这种方案仍然存在一些缺陷，主要就是其分布范围仍然较为有限，而且随着通信距离的增加，其性受到很大影响。 目前新应用趋势是将PLC控制系统与现有GPRS无线通信网络技术集成，通过GPRS网络通信技术，可以实现全国，甚至范围内的数据远程传输，进而达到数据远程分析处理，远程控制的目的。
GPRS+PLC方案优点
中国移动GPRS系统可提供广域的无线IP连接。在移动通信公司的GPRS业务平台上构建分布式PLC控制系统，实现PLC的无线具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。经过比较分析，我们选择中国移动的GPRS系统作为分布式PLC控制系统的数据通信平台。
GPRS无线通信系统具备如下特点：
1、性高：
与SMS短信息方式相比，GPRS DTU采用面向连接的TCP协议通信，避免了数据包丢失的现象，保证。可以与多个监测点同时进行，互不干扰。GPRS网络本身具备完善的频分复用机制，并具备强的抗干扰性能，避免了传统数传电台的多机频段“碰撞”现象。
2、实时性强：
GPRS具有实时在线的特性，时延小，并支持多点同时传输，因此GPRS监测数据可以多个监测点之间快速，实时地进行双向通信，很好地满足系统对数据采集和传输实时性的要求。目前GPRS实际速率在30Kbps左右，能满足系统速率（≥10Kbps）的需求。
3、监控范围广：
GPRS网络已经实现全国范围内覆盖，并且扩容无限制，接入无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。对于分布在全市/全省范围内，或全国范围的PLC控制系统，采用GPRS网络是其理想的选择。
4、系统建设：
由于采用GPRS公网平台，建设网络，只需安装设备就即可，建设；也免去了网络维护费用。
5、系统运营：
采用GPRS公网通信，全国范围内均按统一费率计费，省去昂贵的漫游费用， GPRS网络可按数据实际通信流量计费，（1分-3分/1K字节），也可以按包月不限流量收费，从而实现了系统的通信。
6、系统的传输容量，扩容性能好：
监控要和每一个PLC控制现场实现实时连接。系统要求能满足突发性的需要，而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要；由于系统采用成熟的TCP/IP通信架构，具备良好的扩展性能，一个监测可轻松支持上千个现场PLC数据通信。
7、GPRS传输功耗小，适合野外供电环境：
虽然与远在千里的数据进行双向通信，GPRS数传设备在工作时却只需与附近的移动基站通信即可，其整体功耗与一台普通GSM手机相当， 平均功耗仅为200毫瓦左右，比传统数传电台小得多。因此GPRS传输方式非常适合在野外使用太阳能供电或蓄电池供电的场合下使用。
系统构成
1、现场控制/采集点：
现场监控点由PLC实现自动控制，并相关信息，通过RS232或RS485接口与GPRS DTU终端相连，PLC到的设备信息通过GPRS DTU终端对数据进行处理、协议封装后发送到GPRS无线网络。
2、监控：
a）公网接入方案
服务器采用公网方式接入Internet，如ADSL拨号/电信专线宽带上网等，申请公网固定IP地址；可以实现中小容量的系统应用。
b）专网接入方案
服务器采用省移动通信公司提供的DDN专线， 申请配置固定IP地址，与GPRS网络相连。由于DDN专线可提供较高的带宽，当现场PLC数量增加，不用扩容即可满足需求，可实现大容量系统应用。
监控RADIUS服务器接受到GPRS网络传来的数据后行AAA认证，后传送到监控计算机主机，通过系统软件对数据进行还原显示，并进行数据处理，这样进一步增强了系统数据通信性能。
3、GPRS/GSM移动网络：
PLC采集的数据经GPRS/GSM网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理，转换成在公网数据传送的格式，通过中国移动的GPRS无线数据网络进行传输，终传送到监控IP地址。
系统方案
各现场控制点使用成都众山科技有限公司的ZSD3120 GPRS DTU透明终端，通过移动GPRS网络与监控相连。各现场控制点的GPRS DTU使用移动通信公司的GPRS普通数据卡或APN数据卡，同时监控对各点GPRS终端编号进行登记， 并与现场控制点信息进行关联，以便识别和维护处理。监控运行监控系统软件，实时现场控制点的相关数据。
产品特性
系统采用ZSD3120 GPRS DTU无线透明终端。产品基于中国移动的GPRS网络，具有、高及抗干扰能力强等特点，提供标准RS232/RS485接口， 可直接与PC、单片机系统、RTU测控终端、PLC、GPS、数据集中器等连接，具有远程诊断、测试、监管功能，满足各行业调度或控制与众多远端站点之间的数据采集和控制。
1、内置TCP/IP协议栈，针对GPRS网络优化
2、提供GPRS无线数据双向传输功能
3、提供RS232/RS485/RS422接口
4、符合ETSI GSM Phase 2+标准
5、支持自动心跳，保持在线
6、透明：为用户的数据设备提供双向100K大容量数据缓冲区，支持大数据包传输
7、自动拨号连接：DTU上电自动拨号上网、连接网络，支持用户端发起命令连接或远程唤醒连接
8、提供短信通道，内置Unicode编码转换表
9、支持远程短信/电话唤醒
10、实时监测网络连接情况，掉线自动重拨功能
11、支持为固定IP或动态域名
12、心跳报告时间间隔用户可设定
13、支持点对点、点对多点、多点对多点对等
14、支持APN数据专网业务
15、安装灵活、使用方便、
16、支持多数据，自动切换
17、适应低温和高温工作环境
18、EMC抗干扰设计，适合电磁恶劣环境应用
19、复合式技术，当机
20、整机低功耗技术，在线待机电流<20mA
措施
由于远程控制的特殊性，系统需要高的系统和稳定性。主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环，网络防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够7×24小时不间断运行，即使出现硬件和软件故障，系统也不能中断运行。
监控可通过公网接入，或者到移动专网接入，采用公网接入方式成本比较低，企业不用租用专线，而使用数据专线接入时，GPRS数据要经过Radius服务器的认， 整个数据传送过程得到了加密保护，性比较高，可充分速度和网络服务质量。
1、APN数据专网模式：企业内部网络中配置APN服务器，移动终端使用APN数据专网，由于采用数据专网，服务器与公网Internet隔离，可以有效避免非法入侵。
2、用SIM卡的性，对用户SIM卡号码进行鉴别授权，在网络侧对SIM卡号和APN进行绑定，划定用户可接入某系统的范围，只有属于行业的SIM卡号才能访问APN，移动终端与监控采用中国移动分配的专门的APN进行无线网络接入，普通的SIM卡号无法呼叫专门的APN。
3、可以为每个GPRS数据传设备单配置 DTU ID号和密码，通过监控在其登陆时进行应用层认证，其他没有分配的DTU ID号和密码的GPRS的设备将无法登录进入系统，系统的性进一步增强。
4、数据加密：可对整个数据传送过程进行加密保护。
5、网络接入鉴定机制：采用防火墙软件，设置网络鉴权和防范功能，系统。
结 论
监控采用有线方式，租用静态IP目前费用约800～150/月。采集点采用GPRS无线方式，流量费用目前有包月制和按数据量两种收费方式，按流量计算0.0-0.03元/KB，而包月制2/月有1024KB流量，估计日后其费用会逐步降低。
对于用户来说，由于通信费用较低，享受到了实惠。另外，由于接入设备可以移动，当控制点搬迁时设备可随之迁移并可继续使用，可以保护用户原有投资
| 1 概述 邯钢二轧厂型钢自动堆垛设备已得到应用，满足了型钢自动堆垛的需要。对减轻工人的劳动强度，提高型钢的包装质量，增强市场的竞争力，提高经济效益和社会效益创造了良好的条件。在我国的钢材行业中，钢材包装质量与国外业相比相对较差，多为人工堆垛。存在诸多缺点： 1)生产效率低，使轧制生产与包装产生脱节，造成中间库存大。 2)劳动强度大，人工费用高。 3)包装质量差，很难达到咬合堆垛，紧密平齐。 该套设备很好的解决了以上问题。该生产线采用PLC机实现自动控制，其码垛方式槽钢是3根/层，8层/垛，角钢为3根，2根交替式堆垛结构，堆垛速度约为5min/捆，堆垛的型钢品种为14#～20#槽，12.5#～14#角钢，定尺长度范围≤10m。自使用以来，效果良好。符合国家堆垛包装标准GB2101-89。 2 设备结构设计及组成 型钢自动堆垛的生产线，主要由以下设备组成： 1)几组输送辊道； 2)1#、2#拨钢机； 3)链条式移钢检查台架； 4)改尺钢收集机构及处理台架； 5)堆垛移钢台架； 6)分组机构；定位机构； 7)平移堆垛机构；翻转堆垛机构； 8)垛台升降机构； 9)钢垛压紧机构； 10)升降钢垛运输辊道。 输送辊道选用单传辊道，当非连续的少数电机出现故障时，不影响其他电机的使用。1#、2#拨钢机选用链条拨爪拽引；链条(平速片)速度0.34m/s。改尺钢的收集机构选用气动；分组、定位机构、平移、翻转机构、升降、压紧机构均采用液压驱动。电机拖动全部采用交流，控制采用KJW-300N无触点开关柜。 3 控制系统的设计 选用了OMRON公司的C60型PLC，其控制系统传感器分布在各动作的限位置。在PLC自动控制系统中，主要的检测元件有：光电开关、电磁感应接近开关、操作按钮等，共计32个输入信号。执行部件主要有：辊道电机、分组和定位机构、平移行走机构、翻转机构、垛台升降机构、钢垛压紧机构等28个输出点。生产线中执行元件和检测元件的种类及数量较多，PLC所选型号要能满足其控制系统I/O点分配需要，并适当多空出几个输入点，以满足生产改进的需要。 为了提高型钢自动堆垛生产线运行的性，保证人机结合工作方式下的人身，除选用元件外，还采用了许多有效的保护措施。例如：为了保证型钢在运行过程中的性，设置了编组限位光电开关和限位牲的电磁感应接近开关，其信号输入PLC中，决定是否下一个程序开始，或者实现紧急停车。除此之外，还有变频过流保护，液压系统压力检测、故障指示、零位保护、线报警等。为了提高系统的可维护性，在操作盘上设置了状态信息指示和故障显示，并设有手动装置，当自动出现故障时，手动操作实现码垛。在PLC系统内部设置了故障自动诊断功能。当出现故障时就自动停车，实现自我保护，并在PLC显示器上有灯光闪烁，提醒故障点。为了便于操作，缩短维修时间，在PLC控制软件中，巧妙地运用了HR保持型继电器和计数器的保持性，使得码垛生产线可以在任意时刻停车，在排除故障后，不必手动调整即可继续正常运行。其控制系统的工作流程如图1所示。 |
设计原则
1） 系统具有经济性及性
系统我们建议用一套PLC来统一控制，这样既能节约成本，同时有利于统一管理。同时，系统的PLC我们用在海内外名气比较大的AB 公司PLC，在世界各地很多企业中都有成功的应用经验以及长期的稳定运行记录。
2） 系统具有易维护性及可扩展性
所选用产品符合标准，可采用通用的工具进行维护。本系统不仅可以满足当前的工程需求，而且可以方便的实现日后的系统扩充。以后系统需要扩充其他控制功能，仅需增加I/O模块。
3） 系统具有简单性
本系统采用AB公司功能性强、经济型的中型可编程逻辑控制器SLC 500。该逻辑控制器具有便捷的内置通讯接口，易扩展的输入输出模块，简单方便的bbbbbbs平台编程软件，用户易学易懂。
3 系统分析
1） 输送系统：
上下料输送系统由链条输送、上下料输送带两部份组成，在整个系统中起到一个衔接的作用，其三条输送带在自动运行时保持同步。其中链条输送带为电磁调装置，上下料输送带同为一变频器控制，通过旋转编码器反馈信号采样运算后进行同步调节。
4 部1.1kw电机，带冷却风扇。要求电机能够实现变频控制，并且能够反馈回PLC。在触摸屏能够实现监控，能够实现速度的调整。
2） 前处理：
前处理主要是清洁铝型材表面的污渍，并在表面形成一层铬化膜，为喷粉作好前期工作。工艺流程：装筐→脱脂→水洗→（碱蚀）→水洗→表调（中和）→水洗→铬化→水洗→热（纯）水洗→滴干→烘干→送喷涂上架其中：脱脂、碱蚀、表调、铬化剂的浓度是根据供应厂家提供的浓度配槽液。水洗槽用一般的自来水。热水洗用纯水。（碱蚀可以不用）槽体结构： 脱脂槽：主要为清洁铝型材表面污渍，以防铝材表面的油污等对静电粉末的吸附。槽体防腐采用软PVC，槽液主要成分为，温度为常温即可。槽体大小依大型材的长度及产量而定。水洗槽：清洗上个工艺槽的化学残留物质。槽体防腐采用软PVC，槽液主要成分为自来水，温度为常温即可。槽体大小依大型材的长度及产量而定。表调槽（中和）：中和因在脱脂槽残留的酸性物质。槽体防腐采用软PVC，槽液主要成分为，温度为10度～60度。槽体大小依大型材的长度及产量而定。铬化槽：即化学转化，以防被吸附的静电粉末脱落，有铬化和磷化两种，这两个方法已使用多年，性能相当稳定，生产上容易操作，可根据其处理后的颜色进行辨别转化效果，其中 铝化膜显黄色，磷铬化膜显，这两种工艺的操作温度和时间范围较宽，涂层厚度一般为0.3～0.8g/M2.铬化槽的防腐采用软PVC，槽液主要成分为氟锆酸盐或氟钛酸盐，温度为25度～55度。槽体大小依大型材的长度及产量而定。热水洗槽：铬化后的处理工艺，其防腐采用全不锈钢结构，槽液成分为纯水，槽温控制为60－80度。其温度控制可通过热水炉或蒸气加热。
前处理系统控制包括2.2kw电机5台，11kw电机5台，4kw电机1台。
其中电机要分开控制，能够实现每台电机的单控制，即每台电机都有单的开，停按钮来控制。但为了提率，在开机是也能够一次把电机全部开启。
3） 水分烘干炉：
对铬后的铬化膜进行烘干，使表面不残留水分，如果工件表面留有水分进入喷粉工序，则涂层会产生气泡缺陷。烘干温度不宜过高否则将使转化的膜过多失去结晶水而发生转型，导致膜疏松而使涂层附着力下降。烘干炉的加热可依据不同客户需用使用燃气燃烧机或柴油燃烧机。通过温度控制系统对其进行温度控制，可设定目标温度。炉体采用不锈钢结构。
烘干炉控制系统包括3kw风机5台；燃烧1把；温度2点。
4） 大粉房：
喷粉系统喷粉系统为整条生产线的部分：主要由两台上下止点可调、速度可调的往复机以及喷粉系统组成。往复机：其高度由客户所喷的大型材长度有关，喷按装在往复机的移动平台上，移动平台按直线导轨作上下往复运动。其上下止点调整由编码器反馈给PLC计算脉冲定位，调节精度为1mm，其上下止点位置可通过触摸屏或上位机设定。其运行速度由电位器调节输入至变频器，速度调整范围0HZ～50HZ（0m/s～8m/s），具体依客户所需的喷粉厚度现场实际调节。
粉房控制系统包括2.2kw电机1台，要求变频控制，能实现速度的灵活调整，能够在触摸屏设定速度，显示速度，显示反馈；0.37kw电机2台；45kw电机，变频启动；16个脉冲阀，每10秒钟吸合2个阀，吸合0.5秒，关闭2秒；两个气阀 气阀1开2秒，关1秒；气阀2开2秒，关1秒，如此循环。
5） 固化炉：
固化炉为后期处理，由两台燃烧机进行炉内温度加热，通过对四个温控点的采样来控制炉内温度，温控器均可与PLC通讯，温度设定在温控器上均可设定。在设定的温度下将喷好的材料进行固化、流平。
固化炉包括1.1kw电机5台；3kw电机5台；2.2kw电机1台；燃烧2把：分两段温度控制；温度检测三点。
其中每个电机能够单控制，也能够在启动时一次启动全部电机，以提率。每个燃烧分两段火焰控制，大火和小火，在温度某一数值1，大火关闭；当温度数值2（数值1《数值2）时，小火关闭。但温度小于数值2时大于数值1时，小火自动打开。当数值小于数值1时，大火自动打开。
4 电气系统主要配置
i. PLC选型
从度以及性、稳定性上，我们选用美国罗克韦尔公司SLC系列PLC作为主要控制设备。SLC具有如下特点：
A． 功能强大：完成任务多
B． 配置灵活：需要费用省
SLC有多款不同容量和内置通讯接口的处理器可选。提供大容量多可达64K字（128K字节）的数据/程序内存，精心设计的控制内核保证了同样功能程序对内存的占用率只有其它竞争产品的50%不到；SLC的模块化I/O系统提供了包括开关量、模拟量和模块在内的60多种I/O模块。
C． 稳定：无论是单机应用，还是分布式控制，在单一平台上，SLC就能实现高速离散控制和过程控制；功能的诊断功能让使用过程中的故障排查变得简单。
D． 贯通全厂直至信息层的通讯功能-----内置不同通讯接口的SLC系列处理器，提供多种控制器联网方式供用选择，以构成不同要求的工业监控网络。
E ． 应用广泛的多种现场总线集成：SLC提供了与各类“智能”设备的现场总线接口，这类设备包括各种传感器、按钮、马达启动器、现场操作员站和传动设备等等，信息全部无缝通讯。
图2 SLC 500
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