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SIMATIC PCS7在贵冶卡尔多炉中的应用 　　摘 要：SIMATIC PCS7是西门子的新一代控制系统，是以逻辑方式将以TELEPERM系列集散系统和S5、S7系列PLC为基础的系统所获得的经验集中起来并进一步发展而成的。文章概要地介绍了SIMATIC PCS7在卡尔多炉的应用。 　　关键词：DCS；SIMATIC PCS7；卡尔多炉 　　1 工艺介绍 　　贵溪冶炼厂卡尔多炉项目是江铜30万吨铜冶炼工程配套子项目。其主体设备及工艺技术从瑞典奥图泰公司引进，其喷雾冷却、空气冷却、布袋收尘及烘炉系统等辅助设备均实现国产化设备替代运用，并由工厂自行完成仪表自动化控制设计及对接。炉体容积13立方米，为目前世界上最大的卡尔多炉，也是我国第二台卡尔多炉，每年可为工厂增加阳极铜产量5万吨，于2009年5月11日上午投料试生产。 　　卡尔多炉工艺分为炉子倾转、油枪系统、氧枪系统、加料小车、收尘系统等，而控制系统主要分由本体主控系统和辅助控制系统两大部分组成。其中本体主控制系统随卡尔多炉设备由瑞典OUTOTEC公司提供并现场调试，辅控系统由江西托利科技有限公司提供。本体主控系统采用PCS7 V7.0 SP1 Bondle（英文版）+PCS7 SC Block V7_01，辅控系统采用PCS7 V7.0 SP1（中文版）。 　　2 系统概述 　　SIMATIC PCS7过程控制系统是西门子公司推出的创新性系统，该系统融合传统的DCS和PLC优点于一体并支持多种国际现场总线标准。它既具备DCS的复杂模拟回路调节能力、方便的工程软件，又同时具有与PLC指标相当的高速逻辑和顺序控制性能。系统既可连接常规I/O，又可连Profibus、FF、Modbus等多种现场总线设备。系统人机界面组态采用基于windows平台的wincc组态软件。 　　PCS7控制系统由两级网络组成，通过工业以太网与上层网络通讯，实现在线监控，以及工厂级的资产管理。通过Profibus DP总线与下层控制节点通讯，与现场仪表设备进行数据交换，实现逻辑控制。系统具备高度的灵活性和极好的扩展性，无论是小型生产装置还是大规模的系统控制都适用。 　　3 卡尔多炉PCS7系统构架 　　贵冶新30万吨卡尔多炉主工艺由国外成套引进，因此，系统也是全英文PCS7控制系统。烟气处理部分由国内自行设计，为中文PCS7控制系统。目前，卡尔多炉由两套不同版本的PCS7系统同时运行，主工艺的操作控制在英文PCS7控制系统，烟气处理部分由中文PCS7控制系统进行监视。 　　系统硬件配置如下： 　　英文PCS7系统：一个独立S7-400控制器（集成网络通讯端口、Profibus DP接口），8个ET200I/O站，2台操作站（其中一台兼做工程师站）。 　　中文PCS7系统：一个独立S7-400控制器（Profibus DP接口），一块CP443-1网络通讯卡，7个ET200I/O站，2台操作站，一台工程师站。 　　其中，工艺现场的2套布袋收尘西门子S7-300 PLC通过光纤通讯进入中文PCS7系统。工程师站还通过OPC接口与工厂数采服务器连接，将实时生产数据上传至工厂管理网。 　　系统结构网络图如图1。 　　4 软件组态 　　组态/编程软件采用西门子公司新推出的过程控制系统SIMATIC PCS7。SIMATIC PCS7为仪表和控制（IC）装置提供全集成的工程系统，并支持系统范围和工厂范围的项目处理。而卡尔多炉的控制逻辑主要有油枪、氧枪连锁，加料小车连锁、炉子倾转等连锁。 　　4.1 顺控（SFC）应用于卡尔多炉加料系统 　　SFC是用于顺序控制的生产过程包括生产顺序控制的简单图形。即我们根据工艺控制要求，在SFC块中只需要输入相应的逻辑条件，就可以完成其顺序控制过程，而不需要我们编写复杂的控制程序。卡尔多炉加料系统采用了SFC功能，我们直接调用PCS7中的SFC（顺序功能图）块来完成。加料小车速度曲线的控制要求特别严格，加料小车在装料位置（loading position）、等待位置（rest position）、卸料位置（charging position）三个位置按顺序满足一定的条件才能依次执行下一个动作。如果将SFC、CFC（连续功能图）和Wincc结合起来用，为顺序控制的操作员控制和可视化提供了集成的解决方案。 　　4.2 组织块及PID控制 　　PID控制在卡尔多炉油枪、氧枪系统是个重要的控制。而PID程序的编制及上位系统设计都是很麻烦的过程。对此，我们直接调用PCS7 Library中的标准块来完成，经过编译后可直接在上位系统中生成PID标准控制界面。 　　如，在油枪系统中油枪氧气调节阀2031-FC1的外部设定值是根据重油流量来调节；