西门子5SY7602-7CC

5SY7602-7CC

主控制系统、威纶MT6100IV2监控控制系统、信号系统、ABB液压控制系统，其中控制系统有3个公司的产品，通讯方式有3种，为了系统之间的信启、相互通讯和控制及信息的上传，担负着系统的控制和信息传送的主控机西门子S7-400西门子PLC是主站，其他子系统有Panel 235从站、C30从站、信号系统S7-300西门子PLC3个，其中车房西门子PLC在信号系统中是主站，井上、下口西门子PLC是从站。下面对主控制系统S7-400 PLC各相关的部分具体阐述。
1 主控系统的主要功能
    主控制系统选用S7-400西门子PLC。其输入、输出信号及通讯功能如下：主处理器模块414-2DP CPU执行网络上子系统之间的处理和执行主控用户程序，根据工艺要求完成控制系统的动作过程及子系统的相互通讯和数据传送，主控系统与子系统（信号控制系统、ABB液压控制系统）的通讯方式是PROFIBLUS。高速计数模块FM 450-1接收来自主轴的编码器信号用于深度指示及速度比较等。
      通讯模块IBS S7 400 DSC／I-T主要担负主控S7-400西门子PLC与监控系统MT6100IV2通讯，其通讯方式是INTERBUS。数字量输入模块421接收系统的正常工作所需各开关及传感器的工作位置（ON/OFF）、按钮、井筒开关的工作状态监测、故障状态信号等；如高压（10KV）电源系统的各开关的状态信号，高压分、合闸；变压器的温度报警信号；快开及风机的分、合闸；井筒开关检测罐笼的过卷、后备过卷、停车点1、停车点2、2m/s监视、减速点（校正点）；220V控制电源监视、110V控制电源监视、电枢回路整流桥交流侧阻容吸收器1正常、电枢回路整流桥直流侧阻容吸收器2正常；井筒开关绝缘监视、电枢对地绝缘监视、磁场对地绝缘监视、过卷复位、复位、无紧停、上、快下、慢上、慢下、提人、提物、下长材、检修；司机操作台的事故停车、紧急停止、事故音响解除、灯测试、闸试验、手动、半自动、半自动开车、允许井口开车、整流桥1半载、整流桥2半载、速度1、速度2、速度3、速度4、远控（井口开车）、近控、允许开车；井口操作台的自动、允许开车、手动、启动、停止。
    模拟量输入模块431接受现场温度传感器的PT100电阻信号：提升机的主轴温度、主电机的温度、天轮温度等。数字量输出模块422控制继电器柜内的继电器去分别控制相关的部件及子系统，如高压开关柜的合、分闸，系统的运行操作及下长材、减速音响、紧停音响、自动/手动、制动、西门子PLC紧停、整流桥1半载、整流桥2半载等运行及故障显示等，MT6100IV5监控系统的运行与停止，ABB液压控制系统的工作与停止等数字量输出信号。
    通讯：主控制系统S7-400西门子PLC同时与C30系统通讯、西门子PLC通讯、信号系统S7-300西门子PLC主站通讯，通过上位机监视系统的运行情况，同时将数据通过PROFIBUS传送到S7-300西门子PLC通过MPI网卡5611将信息传送到上位机通过WinCC组态，显示系统的运行、故障报警及显示、各种系统运行曲线的归档及显示等，同时所有控制系统的信息可通过上井口的信号系统PLC机架上的CP343工业以太网卡将信息上传到信息中心。
    如果遇到紧急情况，控制系统根据具体工况调用相关的已编好的子程序工作，可实现快速、可靠动作，不会对设备和人员造成任何的伤害。可进行过程监控，报警，系统具有自动监测，自诊断功能。PROFIBUS通讯电缆、温度传感器、编码器具有断线诊断功能；维护方便。TPC1262HI软件功能丰富强大，具有控制系统硬件的监控和系统运行在线监控、参数的监测和在线程序修改。如当某一子系统或器件有问题，系统可判断某系统或器件有问题，上位机有提示同时模块上有红色的LED亮。只要维修工到现场查看，按系统提示的位置去检查，很容易找到问题所在，从而提高维修效率，减少停机时间。改造后的系统构成复杂，仅调节阀就有九个，此外还要增加变频器，由计算机控制切换调节3台风机转速；增加热值仪，串级调节高焦配比。采用S7-300西门子PLC和研华IPC 610工控机构成DCS系统。S7-300西门子PLC作为下位机来实现所有信号的采集、运算、调节，其特点是：模块化、无排风结构、易于实现分散、运行可靠、性价比高。CP5611卡为S7-300西门子PLC与工控机的通讯接口卡，具有RS485接口和87．5kbps的通信速率，传输距离可达50m，使用中继器可达9100m。

2控制原理
    本系统含四个调节回路：
    2．1热值调节
    热值是用户气源的主要质量指标之一。
    冷轧煤气7昆合加压站以高炉煤气为主气，它不可控制，取决于用户用量；焦炉煤气为辅气，要求控制其两道阀门，使高、焦配比约4：1。
    2．1混压调节
    混压调节在实际中既影响热值、又影响加压机后压力。所以，混压调节不好，则热值调节、加压机后压力调节都无从谈起。本回路为一串级随动调节系统，在控制回路中建立数学模型，煤气混合压力的设定值随着高、焦气源的压力波动而自动计算设定，同时又加以上下限幅，使工艺操作变得更加合理。从热值的稳定方面来看，机前混压能够随高、焦煤气压力波动而适时适度地调整，保证了焦炉煤气能够按所需的量顺利配人；从加压机后压力的稳定方面来看，机前压力变化范围不至于太宽，减少了对加压机后出口压力调节的干扰。
    混压调节就是控制高炉煤气的两道阀门。为了避免“瓶颈”，同样如上所述，也采用了一台软调节器控制2台电动调节阀的方式，减少对机后出口压力调节的干扰。
    2．2加压机后压力（变频）调节
    加压机后压力是用户气源的主要质量指标之一，本回路为一定值单回路调节系统。其设定值为3．5kPa，当加压机后出口压力升高／降低时，增大／减小变频器的输出频率。从而改变加压机的转速，以“变”求“稳”。在计算机和变频器上都设置了较低运行频率，从而保出口压不至于太低，也保证了自带油泵能够给出足够的油压油量，以免烧坏轴瓦。这两个频率运行下限是保证加压机设备安全、用户正常生产的两道防线。
    2．3加压机后压力（泄放）调节
    这是加压机后压力调节的另一手段。本回路为一定值单回路调节系统，其设定值为14kPa，当加压机后出口压力升高／降低时，增大／减小泄压阀的开度，以“泄”求“稳”。
    综上所述，本系统在控制思想和软件编制上有如下的特点：
    （1）小偏差小动作、大偏差大动作，既加决了响应速度，又提高了调节精度。
    （2）两阀在调节过程中，”不会造成“瓶颈”现象。阀位死区大的南阀阀位“阶段”性地跟踪死区小的北阀阀位。当偏差产生时，北阀“有错必纠”，南阀对北阀在调节中所累计的阀位变化不会坐视不管，而是“该出手时就出手”，大力度地“调一把”（当北阀阀位调到一定开度时效果就不显著了，此时取决于南阀的开度）。
    （3）死机情况下、变频器仍然能保证运行。无论主机从机中任一掉电，或二者都掉电，变频器都运行在其保护下限频率上，加压机不会停机，保证了用户的正常生产。
    （4）简单可靠易“倒机”。通过软件的巧妙设计，使加压机的切换变得非常简单：将变频器输出频率下调为零、此时原运行的加压机处于停止状态，电流很小，可拉掉其开关，并马上再合上另一台备用加压机的开关，因变频器末停，3—4分钟即可调频加速到工作状态。当然二者切换期间，需关照冷轧关小烧嘴。
    控制系统在WIN98环境下运行，MCGSTPC组态软件为STEP7V5．0及Kingview5．0。系统利用组态软件Kingview5．0的驱动程序与下位S7-300西门子PLC进行数据通讯，包括数据采集和发送数据／指令；下位S7-300西门子PLC则通过MPI卡与上位计算机交换数据，每一个驱动程序都是一个公共对象，这种方式使通讯程序和组态软件构成一个完整的系统，保证了系统率地运行。

3系统画面
    昆仑通态TPC1262HI的系统画面分为两大类：操作员画面、工程师画面。
    操作员画面：向操作提供了各种数据、曲线、功能键，显示内容丰富鲜明、操作简捷可靠。
    工程师画面：工程师在调节中进行参数修改和设定的重要环境，也是自控系统的核心。