PLC在莱钢20T电弧炉自动控制系统的应用.doc

PLC在莱钢20T电弧炉自动控制系统的应用 企业： 控制网 日期： 2006-07-23 领域： 点击数： 844 ? 1?????????? 引言??? 莱钢特钢厂第一炼钢车间20T电弧炉是于2002年2月经过对原有15T电炉改造后正式投产的偏心底出钢的电炉。整个电炉系统由炉体本体、电极调节部分、液压站、高压开关柜和变压器组成。过程控制采用电气控制、仪表控制和计算机控制三电一体化，提高了控制的可靠性。其中，自动控制系统全部采用西门子S7-300系列PLC完成。2?????????? 工艺概述??? 电炉主要完成将废钢冶炼成钢水，供给精炼炉。加料时，高压开关柜分闸，旋转锁定打开，炉盖提起，炉体旋出，天车加料，加完料，炉体旋回，旋转锁定锁住，炉盖盖上，高压开关柜合闸，电极自动升降进行冶炼。出钢时，高压开关柜分闸，水平锁定打开，水平支撑打开，钢包车开到出钢位置，炉体后倾，出钢口打开，钢水流入钢包中，出完钢后由出钢车将钢包运到吊包位置，最后由天车将钢包运往精练炉冶炼。在冶炼工程中，随时可将水平锁定打开，操纵倾炉开关，炉体前倾出渣。3?????????? 自动控制系统构成 ??? 电炉自动控制系统采用2台SIMATIC S7-300 PLC 主站，其中主站I完成炉体本体、液压站、高压开关柜、变压器的控制及各测量监控信号采集、传输和报警,主站II主要完成电极调节控制。其配置主要有主机架、扩展机架、电源、CPU、接口模块、及开关量输入输出模块、模拟量输入输出模块。一台工程师站完成系统的开发设计及修改优化，一台操作员站完成生产过程监控并修改部分控制参数。两台主站与工程师站和操作员站之间通过MPI现场总线完成数据通讯。自动控制系统构成如图1所示。 4 自动控制系统的功能??? 整个电炉系统的自动控制由PLC控制程序完成，实现顺序逻辑控制、联动联锁控制、数据的采集和信号的传输、报警等。同时，在高压停送电控制上有人工紧急停止按钮。4.1 工程师站与操作员站??? 在工程师站，用基于WIN2000操作系统的SIMATIC STEP7 V5.1完成2台PLC主站的硬件组态、站址、地址的分配、站间通讯及用户程序的开发和调试工作。程序采用模块化、结构化编程，应用OB、FB、FC、DB构成整个控制系统。??? 操作员站采用研华工控机，监控软件是基于WIN98操作系统的SIMATIC WinCC画面监控组态软件。WinCC实现生产过程的动态显示、部分参数设定、报警限位信息显示等功能，具有很强的实时性[1]。4.2 主站I ??? 主站I主要完成炉体本体控制、高压停送电控制、变压器换压控制、液压站基本控制及炉体、变压器、液压站等处的温度、压力、油位等信号的采集及处理控制。4.2.1炉体倾动、炉盖旋转控制??? 炉体倾动控制是由炉前操作台上的操作开关左右摇动，分别给出左倾/.右倾的信号到DI模块，经程序处理后，由AO模块分别给出0～10V或0～－10V信号到比例阀放大板，经比例阀放大板放大后，控制信号输送到比例阀，通过控制比例阀的动作控制炉体的倾动。炉盖旋转控制原理基本同炉体倾动一样，也是通过控制比例阀的动作控制炉盖的旋转。4.2.2炉盖升降、炉体旋转锁定、水平支撑/锁定等控制??? 炉盖升降控制是由炉前操作台上的操作开关发出升/降不同的信号到DI模块，经程序处理后，由DO模块输出信号经中间继电器控制液压站阀台上炉盖升降电磁阀，由电磁阀不同的动作控制炉盖的升降，其余的炉体支撑锁定及电极卡头的控制原理同炉盖升降一样，他们的控制开关都在炉前操作台上。4.2.3出钢车控制??? 出钢车控制是由炉前操作台上的操作开关发出左/右行的信号到DI模块，经程序处理后，由DO模块输出信号经中间继电器控制出钢车电机接触器的吸合，从而控制钢包车的运行。4.2.4近控/远控??? 倾炉控制和出钢车控制除了主控室炉前操作台上有控制开关外，为方便炉前操作在炉后操作盘上还设有一套操作开关，两套开关之间的切换通过操作炉前操作台上的“近控/远控”选择开关完成。4.2.5高压停送电控制??? 在主操作台有一钥匙旋钮输出停/送电信号给PLC的DI模块，经程序处理后，由DO模块输出经中间继电器控制高压开关柜动作，完成高压停送电。4.2.6 变压器换压控制??? 在主操作台上有一个转换开关控制变压器换压操作的地点是在主控室还是在变压器室，另有两个按钮分别控制升压和降压操作，升压或降压操作按钮发出的开关量信号输入DI模块，经程序处理后，由DO模块输出开关量信号经中间继电器后控制变压器换压继电器动作，从而控制变压器升压或将压，由于变压器档位不能循环操作，因此在程序中加上了换压操作中档位不能小于最低压档位不