6ES7222-1BF22-0XA8实体经营

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一直想找机会探讨一下有关PLC和PAC还有混合型DCS到底哪种系统好，其实这也是应一些控友询问而写。但是就在落笔之前，正好出国到法国彩虹PCvue的总部巴黎塞夫勒市，很巧碰到了PLC的morley，我和他探讨了有关上面的那个话题，他的回答给了我很多启迪。他说，你没有从这些系统中发现一个共性的问题吗？那就是“C”这个字母，不管他们是什么系统都是用于控制，那控制具有的本质又是什么呢？并不是哪款控制器强大或者灵活，而是使用它能否完成工艺生产的控制。这一席话的回答使我一头雾水，我耸了耸肩膀表示不理解。接着morley先生给我们讲了一个小故事，Morley先生生活在美国一个大约12000人的小镇上。小镇的学校在对六年级孩子的测试中，有一个孩子处于垫底的7%中，他建议孩子的母亲把孩子交给他做脱离学校的家庭教育，孩子的母亲拒绝了，她继续把孩子送往学校，然而等孩子升到七级后，成绩变得差，孩子的母亲决定让这个孩子跟着他做家庭教育。四个月之后，孩子回到学校后做的测试显示他的水平已经提升到93%的水平，物理和数学达到了98%，仅仅四个月，他已经离大学之门不远了。当记者们惊讶地询问他是如何教育这个孩子的？Morley笑着说：“就像训练小狗一样。方法就是让一只小狗跟一只老狗在一起，过段时间，他们就变得很像，小狗很快就学到坚持、守纪律、懂规矩这些优良的品质。所有的狗都一样：聪明、积、投入。孩子也一样，问题出在制度和社会上，跟孩子无关。我豁然开朗，深深地感觉到我们的思维好像禁锢在一个常规区域内，如果要想获得特的效果就要跳出藩篱。这个时候隐约感觉到morley先生告诉了我一个深层次的东西，正如当初我还在天津大学学计算机时，在编程语言上国内大家很多人在争论是学习c++还是学习VB有前途，可是比尔盖茨告诉我们，编程重要的是计算方法和数据结构，而编程语言只是工具，比尔盖茨只用B语言还是可以编出任何华丽的程序。同理，当大家还在争论PLC、PAC还是混合型DCS哪种控制系统好的时候却忽略了其本质。

那PLC到底销售的是什么呢？不同的人有不同的诠释，技术人员会说PLC销售的是的控制技术，销售人员会说PLC销售就是钱和市场，他们可以在不懂PLC技术的前提下直接把PLC卖出去，而自控公司老板会说PLC销售就是一种理念。这里我想说的是ipad销售的是音乐品质，奔驰销售的是度，莱卡销售的是一种追求，而PLC销售的是时间。PLC这款产品从42年前问世至今，几近变迁和演绎，从开始简单代替继电器逻辑电路到大型石化过程控制系统，无不走完历史赋予他的重任。它的出现使得汽车生产线从原来需要6～9月的生产周期缩减到6-9周，而钢铁、石化等生产也都是如此，因为自控系统的建立大大缩短了生产周期和生产量，那这些节省出来的时间对于企业意味着什么呢？那就是利润。节省出来的时间可以再投入从而节省生产成本，其实这才是morley先生真正要告诉我的。PLC产品本身是不创造任何的，它需要工程师之手精雕细琢之后用在生产上才能显示它强大的能力。正是PLC这种能够节省时间而创造的才使PLC以其稳定、廉价和愈发宽泛的功能延展性，成熟广泛得应用于从FA到PA领域的各个行业，仅中国市场的应用规模已经过了50亿。正是诸多用户的不懈坚持，成就了日益提高，日益完善的PLC今天。

        说到这里我想大家对于PLC、PAC和混合型DCS的局势之争已经显得很苍白无力了，因为我们回归了控制的本质，能够为生产节省时间的控制产品，就是用户所需要的能立足市场的好产品。节省时间需要多方面考虑，比如控制产品的相对易用性和相对稳定性等。在石化系统中DCS系统是居的，但是只要能符合生产控制需求的本质，那么PAC也是可以用在这个领域的。物尽其用，因地制宜，不同的场所不同的需求才会有不同种类的控制器。不同的产品只是不同的形式，但目的都是一样，那就是——自动化。

   文章主要介绍了基于S7-400/300 PLC系统，对汉钢2#高炉的自动化控制进行改造，阐述了系统硬件构成、软件配置，如何实现高炉配料、送料工艺过程自动化和炉膛温度控制，通过人机操作界面实现了高炉集中监控，大大提高了冶炼过程自动化程度和节能环保。

概述

        高炉的原有电气控制系统，仅槽下上料系统使用富士的可编程控制器进行控制，其他系统仍为传统仪表盘面显示各生产参数手动控制操作，炉上料采用大小钟配合料车自动控制上料的模式。该高炉控制设备陈旧，除了2006年曾对槽下做过一些升级改造将其改造为西门子S7-300可编程控制器控制，并使用Step7和winCC重新编制控制程序与操作界面外其它部分大大落后于当今的高炉控制水平，制约了生产成本的降低及工艺操作水平，影响了炼铁整体生产水平，因此，汉钢于2008年对2#高炉系统进行了改造，全系统采用西门子PLC自动控制。炉上料形式保留料车上料方式，将高炉大小钟投料方式改为无料钟投料方式。

1、系统配置

       改造后系统电气控制部分PLC主机采用西门子S7-400系列的CPU414-2DP，各远程站采用S7-300系列的CPU及10模块，完成现场数据采集、逻辑运算、联锁、数据处理及输出执行指令等功能。系统采用2种网络连接方式：工业以太网和ProfibuS-DP总线网络。硬件配置如图1所示。

       以太网采用光缆作为主干传输网络，通过光纤收发器、交换机用双绞线连接各操作站电脑；卷扬没有设置电脑操作，因此直接采用ProfibuS-DP总线连接至远程站。

2、软件配置及实现方法

        系统软件在bbbbbbsXP操作环境下运作。编程软件采用西门子STEP7编程软件包，用梯形图逻辑语言实现控制软件的开发与应用。人机界面用WinCC V6.0软件开发组成监控站，监视、控制设备和自动化过程。

主要功能：

        按高炉生产需要设定的配料顺序自动地将炉料配好装入焦斗和矿斗中，通过料车送到炉，再按不同布料要求将炉料自动布入炉内，实现了整个给料、称量、配料、输送、布料过程全自动。

        槽下配料与自动称量

        槽下共14个称量斗，对称分布于上料小车轨道两侧，紧挨轨道两侧是两个焦炭称量斗，随后每边依次排列六个称量矿斗，同时在轨道两侧还有两个左右中间矿斗。配料分设左中问斗备料和右中问斗备料，分别用以设定装入左中问矿斗、右中间矿斗的称量斗代码——也就是说每个矿石振动筛根据所对应的每个称量斗所设定的称料重量来振料，然后通过左右中问斗备料代码来选择需要下料的称量斗，再通过1#、2#皮带将需要的料分别装入左右中间矿斗，以备料车到达料坑时装入料车。左右中间斗空后，备料指针后移，进行下一个备料行为，形成一个立的循环。各种料的称料重量、料种在界面中各个称斗中设置。各振筛根据本称量斗所设置称量定值及称量斗满、空信号自动备料，并自动进行称量补偿、修正定值、称量值零点校正、余振值测定、称量斗料空后延时关闸门等控制。配料代码随时可由操作员在线设定修改。界面中还有料批设定，可共设定A、B、C、D、E、F六种料批，每种料批分前半批和后半批及附加焦，每半批料多可上4车料，根据每车是否填写代码来确定实际上料车数，当没填时视为没有。当料车到料坑时根据装车代码确定是打开中问矿斗还是焦称量斗还是空走，每上完‘车料料批前进一位，整个循环周期按界面中所设定的料制中的所选的料批代码进行，构成整个上料大循环。在每一个料批结束时均可加进行“附加焦”，不会打乱周期程序。

布料方式

        布料器电气部分由原来的简单电机控制改为由变频器拖动，α(溜槽倾角)、β(溜槽回转角)、γ(料流调节阀开度)三个编码器反馈布料器位置状态。布料系统主要功能是与槽下系统1起控制上料，将炉料正确地装入料罐，并控制炉设备，完成向高炉装料和按照设定布料数据进行布料，可根据需要随时调整布料倾动角度、旋转角度、旋转圈数、料流开度。灵活多变的布料方式带给操作人员全新的操作模式，例如：难以解决的边缘问题，现在可利用扇形和布料克服；布料不均的问题，可利用多圈环行布料随时纠正等等。当每半批料装入受料罐，装料指令下达后，打开放散阀卸压，随后先开启上密封阀，再开启上料闸，将上罐中炉料装入下罐。装料完毕，关闭上料闸、上密封阀，然后关闭放散阀，探尺探料降至规定料线深度提探尺，提尺同时打开两个均压阀向下罐均压，布料器倾动到位，打开下密封阀在溜槽到达步进角位置时打开下料闸(料流调节阀)，用下料闸的开度大小来控制料流速度，炉料由布料溜槽布入炉内。为使炉项全自动布料准确无误，本系统对如下信号作了处理：

    (1)上罐料空及料满的信号处理；

    (2)上罐料满与均压放散阀、上密阀、放料阀的联锁；

    (3)下罐料满及料阀的联锁；

    (4)控尺与布料器阀的联锁。

        同时，为配合布料，炉还增设有炉内成像设备，由清晰的视频摄像机在氮气流套筒的保护下及时传送炉内料面燃烧分布情况，高炉操作室配有监视器随时眼观炉内情况，同时有配套分析软件及时分析料面燃烧温度分布，显示在专门的计算机画面上。灵活多变的布料方式，提高了布料质量，提高了高炉的利用系数。无料钟炉具有布料灵活、密封性好、维修方便等明显优势，是小高炉优化工艺设备的发展趋势。变频器的大量应用使得控制精度大大提高并节省很多电力。

3、HMI(Human Machine Interface)监控技术

        HMI(人机界面)使系统实现了集中监视控制，可对现场采集的数据进行显示、报警，供生产人员及时掌握生产运行情况。HMI显示了整个系统的工艺设备画面，可以对所有设备进行在线监控，完成各个工艺设备或者工艺流程的顺序控制、故障报警处理及显示，可设定修改各种生产工艺数据和运作方式，可设定是使用自动方式还是手动方式，是否连锁等，以便在检修、调试时能够方便地测试单个设备的运转或特定情况下的单个设备运行，使系统在合理的工艺要求下有序的运行。系统按操作区域共划分为槽下上料、高炉监控操作、热风炉操作控制，布袋除尘等四部分，各系统数据互相联络共享。其中槽下上料系统主要控制槽下各个称斗的料制配比、皮带运行和上料小车的运行以及炉设备的动作控制，高炉系统安置四台操作站，分别用以操作和监控高炉的各项操作如炉温、混风温度、冷风流量控制、探尺反馈的炉内料位以及槽下上料情况等，同时根据高炉运作情况随时连锁或禁止某些关键阀门的开闭。热风炉系统操作站负责控制热风炉各项操作，控制烧炉温度向高炉提供高风温。布袋除尘控制炉煤气的处理、除尘等工作。对这几个区域系统的改造，主要是将原有仪表盘、操作台等占用空间又大又重的设施改为计算机显示与操作控制，大大降低故障率，全局参数与运行状态一览无余，操作方便，效率提高。

4、总结

        整个系统的控制方式分为集中自动、手动和机旁手动等几种方式。在自动方式下，对单体设备可以手动干预，而不影响整个系统的自动流程。这既减轻了操作人员的负担，又减少了操作转换时间，提高了冶炼速度。而机旁手动时，又可以在设备检修调试时方便地控制其动作幅度和时机。