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PLC在轉(zhuǎn)爐煤氣回收中的成功應(yīng)用

文檔作者：王曉東于良文檔來(lái)源：山東省冶金設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年03月13日
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經(jīng)驗(yàn)交流
Tech13icaI Commu rlications
《自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用》2011年第3O卷第2期
P L C在轉(zhuǎn)爐煤 氣回 收中的成功應(yīng)用
王曉東于良
(山東省冶金設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，山東濟(jì)南250014)
摘要：介 兩門予S7 400系列PLC在轉(zhuǎn)爐煤氣回收中的應(yīng)用。結(jié)合PI C的特點(diǎn)，通過(guò)硬件選型配置、：I：業(yè)以太網(wǎng) 絡(luò)設(shè)計(jì)以 軟
件設(shè)計(jì)等：r：作，很好地實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐煤氣回收的要求，在現(xiàn)場(chǎng)的成功應(yīng)用證實(shí)控制效果良好。
關(guān)鍵詞：PLC；變頻器；煤氣回收
中圖分類 ：TM571．6l 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：l003—7241(2011)02 0105 03
Successful Application of PLC in Converter Gas Recovery
W ANG Xiao-dong．YU Liang
(Shandong Metallurgical Engineering Design CO．LTD，Jinan 250014 China)
Abstract：This article describes the Siemens S7—400 series PLC in the recovery of converter gas．Combined with the characteristics of
PLC，through selection of the hardware configuration，industrial ethernet network design and software design，the require—
ments of converter gas recovery is well achieved，The successful application in the field confirms good control effect．
Key words：PLC；frequency converter；gas recovery
1 引言
隨著市場(chǎng)需要和公司生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，萊鋼永鋒鋼
鐵公司原有轉(zhuǎn)爐鋼已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需要。該公司
于2010年9月份投產(chǎn)一座120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，以滿足市
場(chǎng)需求。鑒于煤氣回收系統(tǒng)在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，
其控制系統(tǒng)采用西門子S7—400軟件。
2 硬件設(shè)計(jì)
監(jiān)控站由3臺(tái)工控機(jī)組成，安裝WINCC監(jiān)控系統(tǒng)，
其中中控室一臺(tái)安裝STEP7作為監(jiān)控站和編程器進(jìn)行
程序組態(tài)和監(jiān)控、修改系統(tǒng)參數(shù)等，分布情況為：轉(zhuǎn)爐
爐前1臺(tái)，風(fēng)機(jī)房(中控室)一臺(tái)，加壓站一臺(tái)。PLC系統(tǒng)
選用西門子s7—400PLC，CPU413-2DP作為中央處理器
完成程序解算、回路調(diào)節(jié)，利用西門子高速以太網(wǎng)SINEC
H 1網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控站的通訊，通訊處理器CP443—1完
成與HMI系統(tǒng)的以太網(wǎng)絡(luò)連接，利用PR0FIBUS—DP現(xiàn)
場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程信號(hào)的數(shù)據(jù)采集，在CPU4 l 3—2DP中
集成了PROFI B U S—DP接口，通過(guò)這個(gè)接口可以與
收稿日期：2 01 0-1 2—1 5
ET200分布式I／O站、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、各類儀器儀表等
建立方便的連接，另外PROFIBUs—DP對(duì)于來(lái)自任何制
造廠家的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備都是開(kāi)放的，分布式I／O 站采用
ET200B，可接收爐前操作信號(hào)和現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)信號(hào)。本地
DI／DO模板采用32．24VD C，AI模板采用通用型7KF00
模板，通過(guò)跳線設(shè)置和軟件組態(tài)可完成各種信號(hào)的數(shù)
據(jù)采集。
圖1 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖
《自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用 201 1年第30卷第2期 經(jīng)驗(yàn)交流
TechnicaI Communications
本地主站主要完成轉(zhuǎn)爐風(fēng)機(jī)電流預(yù)警分閘保護(hù)、
旁通閥、回收閥、放散閥控制，風(fēng)機(jī)各個(gè)溫度監(jiān)測(cè)、流
量壓力檢測(cè)、水封閥自動(dòng)水位控制以及煤氣含量監(jiān)測(cè)。
$7-400 PLC具有模塊化結(jié)構(gòu)，易于實(shí)現(xiàn)分布、用
戶便利等特點(diǎn)，尤其是它的集成背板總線，可方便實(shí)現(xiàn)
系統(tǒng)的安裝，高速的數(shù)據(jù)處理能力可完成各種復(fù)雜的運(yùn)
算，非常適合應(yīng)用于高性能要求的控制任務(wù)上。
3 控制軟件的設(shè)計(jì)
(1)PL C的用戶控制程序是利用SIEMENS公司的
SIMATIC STEP7 Basic軟件平臺(tái)上完成整個(gè)的硬件組
態(tài)、地址分配以及3座轉(zhuǎn)爐的煤氣回收系統(tǒng)應(yīng)用程序開(kāi)
發(fā)，在主程序(OB1)中將各控制功能以及通訊數(shù)據(jù)分別寫(xiě)
在不同的功能塊中(FB，F(xiàn)C，DB)，本著控制程序應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)
潔，安全可靠，易讀，可修改性強(qiáng)等要求，采用模塊化編
程結(jié)構(gòu)，完成控制程序的結(jié)構(gòu)功能框圖(如圖2)，根據(jù)分
配的系統(tǒng)資源進(jìn)行分層編程完善接口。
圖2 軟件結(jié)構(gòu)圖
(2)在監(jiān)控系統(tǒng)中，中控室安裝WINeC-RC用于開(kāi)
發(fā)、修改畫(huà)面，其他站安裝WINCC-RT用于運(yùn)行畫(huà)面，
也節(jié)省投資，他們均運(yùn)行于Windows NT V4．0操作平
臺(tái)之上，保證了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性?，F(xiàn)場(chǎng)操作
人員通過(guò)分別設(shè)置的人機(jī)界面監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行
狀況，主要參數(shù)的情況，主要是：風(fēng)機(jī)運(yùn)行的電流大小，
出口、人口風(fēng)壓力、流量、溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和超限報(bào)
警，除塵冷卻水系統(tǒng)流量、壓力的實(shí)時(shí)趨勢(shì)和歷史趨勢(shì)
顯示，煤氣含量、氧氣含量的實(shí)時(shí)值和報(bào)警值，每個(gè)班
回收量、放散量的統(tǒng)計(jì)記錄等，利用WIN C C方便的聲
音報(bào)警功能，我們預(yù)先錄制了各類聲音提示，在報(bào)警是
能夠根據(jù)具體報(bào)警級(jí)別和類型選足預(yù)錄制的聲音，對(duì)操
作人員快速識(shí)別報(bào)警非常實(shí)用。
(3)回收過(guò)程采用手動(dòng)控制，半自動(dòng)控制，全自動(dòng)控
制三種方式。
手動(dòng)方式：煤氣回收和放散過(guò)程中的設(shè)備無(wú)聯(lián)鎖，手動(dòng)
機(jī)旁單機(jī)操作，主要用于單機(jī)調(diào)試過(guò)程和事故后緊急處理。
半自動(dòng)方式：煤氣回收和放散過(guò)程中的設(shè)備聯(lián)鎖啟
動(dòng)，根據(jù)吹氧冶煉時(shí)間進(jìn)行回收過(guò)程控制，回收時(shí)間固定
(在正常情況下)，回收時(shí)間到即轉(zhuǎn)入放散。此種方式是根
據(jù)冶煉經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，一旦測(cè)量到煤氣和氧氣超標(biāo)，操作人員
聽(tīng)到報(bào)警聲音后，應(yīng)立即轉(zhuǎn)入放散，防止事故發(fā)生。
自動(dòng)方式：根據(jù)冶煉過(guò)程中煤氣含量和氧氣含量的
成分進(jìn)行自動(dòng)控制。操作人員也可根據(jù)設(shè)備狀況緊急
轉(zhuǎn)入放散，這是最安全，最有效的方式。
(4) 回路調(diào)節(jié)設(shè)備采用的是電動(dòng)閥門，用STEP7
STL開(kāi)發(fā)了位置比率調(diào)節(jié)器的算法，受到了很好的效果，
調(diào)節(jié)框圖如下：
人1-眥設(shè)定
自動(dòng)設(shè)定
圖3 調(diào)節(jié)框圖
位置比率調(diào)節(jié)器根據(jù)給定的設(shè)定值和實(shí)際閥位的
反饋值和指定的循環(huán)周期產(chǎn)生數(shù)字量開(kāi)／關(guān)脈沖，計(jì)算
方法為：
Ⅱ(Pv<(SP—DEADBAND))AND(HIGHOP=Of)THEN
R AISE— TIME=K*(SP～PV)／RAISE—RATE+
DEADTIME；開(kāi)閥脈沖時(shí)間
ELSE
If(PV>(SP+DEADBAND))AND(LOWEROP=Of)
THEN
· LOW ER— TIME=K (PV—SP)／LOWER—RATE+
DEADTIME；關(guān)閥脈沖時(shí)間
式中：K是比例常數(shù)，HIGHOP和LOWEROP分別為
開(kāi)／關(guān)的門檻設(shè)置，REISE—RATE和LOWER—RATE分
別為閥門開(kāi)／關(guān)動(dòng)作的最小速率。SP為PID的輸出，PV
為閥位反饋值。
4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的抗干擾措施
煤氣回收風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速，大功率的變頻在運(yùn)行
中所產(chǎn)生的各種干擾嚴(yán)重威脅著PL C系統(tǒng)的安全與穩(wěn)
定，因此設(shè)置了以下安全措施：
4．1 硬件安全措施
(下轉(zhuǎn)第l 10頁(yè))
技術(shù)與應(yīng)用》2川年第3o卷第2期 經(jīng)驗(yàn)交流 ?！?— ^ — — _ _ _ _ _ _ _ ● 。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ’ ● _ 。。。。_ _ _ — ‘ 。。。 。- 。。。 ‘ ‘ 。。。。 。。。。。?！?一
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IechnicaI U0m m unIcatl0ns
如表3所示，經(jīng)過(guò)測(cè)試該電源的負(fù)電壓部分能夠穩(wěn)
定，輸出的電壓穩(wěn)定，能夠用于一些電源電壓要求較高
的場(chǎng)合。通過(guò)誤差分析，可以知道一l5V電壓誤差為1．
93％；一12V電壓的誤差為0．92％；一9V電壓的誤差為
0．07％；一5V電壓的誤差為1．86％。
3．3 其它電源電壓測(cè)試
這里，我們以4-3V、4-24V測(cè)試結(jié)果為例(見(jiàn)表4)。
從測(cè)試的結(jié)果看來(lái)，該電源輸出電壓能夠穩(wěn)定的提供±
3V、-％24V的電源電壓，并且性能比較優(yōu)越。通過(guò)誤差
計(jì)算，可以知道3V電源電壓的誤差為2．27％，一3V電壓
誤差為I．40％，24V電壓誤差為2．30％，一24V電壓誤差為
0．7 1％。但值得注意的是各個(gè)穩(wěn)壓芯片必須安裝散熱片，
同時(shí)變壓器要有足夠的功率才能保證電路正常的工作。
表4 其它電源電壓參數(shù)
最大值cv) 最小值(v) 平均值(v) 方均根值(v】
3v電源 3．320 2．800 3．067 3．068
- 3V電源 一2．880 -3．360 —3．042 —3．O42
24V電{9；【 2屯60 22．20 23．44 23．44
— 24V電源 -22．60 —25．O0 —23．83 23．83
4 結(jié)束語(yǔ)
本文基于直流穩(wěn)壓電源的結(jié)構(gòu)與工作原理，完成了
對(duì)直流穩(wěn)壓電源電路的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了電壓穩(wěn)定輸出的目
的。設(shè)計(jì)中電路各個(gè)模塊完成的功能相輔相成，方法靈
活可變，具有很強(qiáng)的通用性與實(shí)用性。測(cè)試結(jié)果表明，
穩(wěn)壓電源的輸出電壓穩(wěn)定性<2％ ，穩(wěn)定性較好，簡(jiǎn)單實(shí)
用，可以滿足光電檢測(cè)系統(tǒng)中對(duì)直流穩(wěn)壓電源的需求。
參考文獻(xiàn)：
[1】童詩(shī)白，華成英等．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)【M】．北京：高等教
育出版社，2001．
[2】汪松體．串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源常見(jiàn)故障分析及檢測(cè)【N】．
電子報(bào)，2007，(8)：21—23．
【3】孔保軍．直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)及制作【J】．電子制作．2006，
(6)：34-36．
【41 W ．LIN，M．HEMANDO，A．FEMANDEZ．A New
Topology for Passive PFC Circuit Design to Allow AC——
to-DC Converters to Comply with the New Version of
IEC1000-3-2 Regulations~C】．Proc．Of IEEE Power Elec—
tronics Specialists，2002，4：2050-2055．
【5】P．CHEASTY，J．FLANNERY，M ．MEINHARDT．
Benchmark of power Packaging for DC／DC and AC／AC
Converters[J】．IEEE Trans．Power Electron，2002，17(1)：141—150．
作者簡(jiǎn)介：趙新宇(1 9 7 8一)，男，工程師，主要從事電子
通信相關(guān)業(yè)務(wù)
(上接第l06頁(yè))
1采用隔離電源：PLC主站和遠(yuǎn)程I／O工作電源均
采用帶屏蔽的隔離變壓器供電。
2 模擬量通道的屏蔽：采用耐高溫的有屏蔽的雙絞
線電纜以降低輻射干擾和電磁耦合性干擾。
3 數(shù)字量通道的隔離：數(shù)字量輸入模塊采用光電隔離
模塊，輸出通道的大功率輸出點(diǎn)如電磁閥等采用繼電器隔
離過(guò)渡，所有通道均采用浪涌吸收和R C組件作為保護(hù)。
4通訊電纜：同軸E T H E R N E T 網(wǎng)電纜和
PROFIBUS—DP電纜均采用西門子原裝電纜，敷設(shè)時(shí)單
獨(dú)穿管，電纜的屏蔽層要用專用地線接地。
4．2 軟件抗干擾處理
對(duì)所有信號(hào)均采用數(shù)字濾波技術(shù)或者脈寬甄別等技
術(shù)措施，另外要合理設(shè)置硬件看門狗時(shí)間和采樣中斷時(shí)間。
5 結(jié)束語(yǔ)
轉(zhuǎn)爐煤氣回收計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)自投入運(yùn)行以
來(lái)，大大提高了能源利用率，煤氣的回收創(chuàng)造了很高的
經(jīng)濟(jì)價(jià)值，帶來(lái)了非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，另
外，轉(zhuǎn)爐排放的煙塵經(jīng)過(guò)水除塵、洗滌后再回收，大大
減少了煙塵排放量，減少了環(huán)境污染，對(duì)廠區(qū)的環(huán)境保
護(hù)也具有重大作用和意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉階主編．煉鋼生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)【M】．北京：冶金工業(yè)出
版社，2006．
[2】鄭晟，鞏建平，張學(xué)．現(xiàn)代可編程序控制器原理與應(yīng)用
【M】．北京：北京科學(xué)出版社，2003，4．
【3]柴瑞娟，陳海霞．西門子PLC編程技術(shù)及工程應(yīng)用[M】．
北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006．
【4]吳志敏，陽(yáng)勝峰．西門子PLC與變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)
用教程[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2009．
【5]陳建明，熊軍華，王亭嶺．電氣控制與PLC應(yīng)用[M]．北京：
北京電子工業(yè)出版社，2006．
作者簡(jiǎn)介：王曉東(1 9 8 2一)，男，助理工程師，研究方向：冶金
自動(dòng)化檢測(cè)控制技術(shù)。

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