一種基于plc的轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種基于PLC的轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)，包括設(shè)置于控制室的PLC主站，設(shè)置于轉(zhuǎn)爐煉鋼現(xiàn)場(chǎng)并通過網(wǎng)絡(luò)與PLC主站信號(hào)連接的遠(yuǎn)程I/O從站、直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站、氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站和傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站，遠(yuǎn)程I/O從站與轉(zhuǎn)爐控制裝置電性連接，直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站與氧槍直流調(diào)速裝置電性連接，氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站與氧槍高度編碼器電性連接，傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站與傾動(dòng)角度編碼器電性連接。本實(shí)用新型通過在控制室設(shè)置PLC主站，而將遠(yuǎn)程站PLC模塊設(shè)置于轉(zhuǎn)爐現(xiàn)場(chǎng)就近與控制及測(cè)量裝置連接，即減少線纜的用量，又實(shí)現(xiàn)主站和遠(yuǎn)程站PLC模塊間的數(shù)據(jù)通訊和數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼的高可靠性遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控。
【專利說明】
一種基于PLC的轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于煉鋼自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)容易、可靠性高的基于PLC的轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)爐是煉鋼生產(chǎn)的主要設(shè)備，其生產(chǎn)過程中的諸多工藝參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，例如氧氣壓力、濺渣護(hù)爐的氮?dú)鈮毫?、氧槍冷卻水的壓力及流量、氧槍冷卻水的進(jìn)水和回水溫度等等是生產(chǎn)正常進(jìn)行的重要參考依據(jù)，而氧槍和轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度、各控制裝置等運(yùn)行參數(shù)正常與否，直接關(guān)系著設(shè)備能否安全運(yùn)行。
[0003]隨著鋼鐵冶煉行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇和環(huán)保要求的提升，節(jié)能減排、高效高產(chǎn)顯得尤為重要。傳統(tǒng)以經(jīng)驗(yàn)控制的中小型轉(zhuǎn)爐煉鋼，由于控制方式誤差大和控制精度低，耗能高、生產(chǎn)效率低，以難以適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)。
[0004]可編程控制器(PLC)由于具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、功能完善、適用性強(qiáng)、語(yǔ)言直觀、易學(xué)易用、系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作量小、維護(hù)、改造方便等特點(diǎn)，在許多行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，如冶金鋼鐵行業(yè)、汽車工業(yè)等，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在這些行業(yè)中已經(jīng)成為了工業(yè)生產(chǎn)的大腦和調(diào)度指揮中心，占據(jù)著十分重要的位置。現(xiàn)有技術(shù)的中大型煉鋼普遍采用PLC等自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制，雖然控制效果和控制精度都能夠滿足要求，也能夠達(dá)到節(jié)能減排和高效生產(chǎn)的目的，但由于控制器與控制裝置及檢測(cè)裝置之間位置較遠(yuǎn)，不僅線纜鋪設(shè)困難，且線纜消耗大，檢修困難，而且對(duì)于環(huán)境較為惡劣的煉鋼現(xiàn)場(chǎng)及室外開闊空間，較多的線纜也會(huì)降低控制系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)然，也有采用現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制的方式，但由于難以達(dá)到多爐冶煉的集中監(jiān)控，環(huán)境惡劣對(duì)主控制端要求較高也會(huì)造成成本急劇增加，并不能作為主流的轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程的控制系統(tǒng)主流。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)容易、可靠性高的基于PLC的轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)。
[0006]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括PLC主站、遠(yuǎn)程I/O從站、直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站、氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站、傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站，所述PLC主站設(shè)置于控制室，所述遠(yuǎn)程I/O從站、直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站、氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站和傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站設(shè)置于轉(zhuǎn)爐煉鋼現(xiàn)場(chǎng)并通過網(wǎng)絡(luò)與PLC主站信號(hào)連接，所述遠(yuǎn)程I/O從站與轉(zhuǎn)爐各控制裝置電性連接，所述直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站與氧槍直流調(diào)速裝置電性連接，所述氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站與氧槍高度編碼器電性連接，所述傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站與傾動(dòng)角度編碼器電性連接。
[0007]本實(shí)用新型通過在控制室設(shè)置PLC主站，而將遠(yuǎn)程I/O從站、直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站、氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站和傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站設(shè)置于轉(zhuǎn)爐煉鋼的現(xiàn)場(chǎng)，就近與相應(yīng)的控制裝置及測(cè)量裝置連接，即減少傳輸線纜的用量，又實(shí)現(xiàn)主站和遠(yuǎn)程站PLC模塊間的數(shù)據(jù)通訊和數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程的高可靠性、高控制精度的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控，有利于鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排和提高生產(chǎn)率。因此，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)容易、可靠性高的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0008]圖1為實(shí)用新型原理不意圖
[0009]圖中:1-PLC主站，2-遠(yuǎn)程I/O從站，3_直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站，4_氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站，5-傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站，6-上位機(jī)，7-Prof iBus-DP網(wǎng)線，8_Ethernet網(wǎng)線。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但不得以任何方式對(duì)本實(shí)用新型加以限制，基于本實(shí)用新型教導(dǎo)所作的任何變更或改進(jìn)，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0011]如圖1所示，本實(shí)用新型包括PLC主站1、遠(yuǎn)程I/O從站2、直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站3、氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站4、傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站5，所述PLC主站I設(shè)置于控制室，所述遠(yuǎn)程I/O從站2、直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站3、氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站4和傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站5設(shè)置于轉(zhuǎn)爐煉鋼現(xiàn)場(chǎng)并通過網(wǎng)絡(luò)與PLC主站I信號(hào)連接，所述遠(yuǎn)程I/O從站2與轉(zhuǎn)爐各控制裝置電性連接，所述直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站3與氧槍直流調(diào)速裝置電性連接，所述氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站4與氧槍高度編碼器電性連接，所述傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站5與傾動(dòng)角度編碼器電性連接。
[0012]所述PLC主站I為西門子S7-400，所述遠(yuǎn)程I/O從站2為西門子ET200M。
[0013]所述遠(yuǎn)程I/O從站2、直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站3、氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站4和傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站5通過ProfiBus-DP網(wǎng)絡(luò)與PLC主站I信號(hào)連接。
[0014]本實(shí)用新型還包括上位機(jī)6，所述上位機(jī)6設(shè)置于控制室或遠(yuǎn)端監(jiān)控室并通過Ethernet網(wǎng)絡(luò)與PLC主站I信號(hào)連接。
[0015]所述氧槍高度編碼器為多圈絕對(duì)型編碼器，所述傾動(dòng)角度編碼器為單圈絕對(duì)型編碼器。
[0016]本實(shí)用新型工作原理及工作過程:
[0017]本實(shí)用新型通過在控制室設(shè)置PLC主站，而將遠(yuǎn)程I/O從站、直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站、氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站和傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站設(shè)置于轉(zhuǎn)爐煉鋼的現(xiàn)場(chǎng)，使之就近與相應(yīng)的控制裝置及測(cè)量裝置連接，即能減少傳輸線纜的用量，又實(shí)現(xiàn)主站和遠(yuǎn)程站PLC模塊間的數(shù)據(jù)通訊和數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程的高可靠性、高控制精度的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控，有利于鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排和提尚生廣率。進(jìn)一步將各遠(yuǎn)程站與主站間米用具有尚速低成本的Prof iBus-DP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊和數(shù)據(jù)交換，從而提高系統(tǒng)遠(yuǎn)程通訊的抗干擾能力，提高系統(tǒng)的可靠性;將上位機(jī)與PLC主站間采用應(yīng)用較為廣泛的Ethernet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊，從而降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行成本和維護(hù)難度。進(jìn)一步將氧槍高度編碼器采用多圈絕對(duì)型編碼器，而傾動(dòng)角度編碼器采用單圈絕對(duì)型編碼器，在采用每一個(gè)位置絕對(duì)唯一、抗干擾、無(wú)需掉電記憶的絕對(duì)型編碼器以提高系統(tǒng)的可靠性的同時(shí)，根據(jù)使用實(shí)際合理采用多圈型或單圈型絕對(duì)型編碼器，在滿足功能的同時(shí)能夠有效降低成本。因此，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)容易、可靠性高的特點(diǎn)。
[0018]某鋼鐵企業(yè)4#、5#轉(zhuǎn)爐(50t)自投產(chǎn)以來(lái)，氧槍PLC控制系統(tǒng)均采用西門子S5系列的控制模塊和控制方式，面對(duì)生產(chǎn)任務(wù)及工藝的要求，現(xiàn)場(chǎng)控制難以適應(yīng)，而且由于S5系列控制模塊廠家現(xiàn)在已經(jīng)不再生產(chǎn)，備品備件短缺，加上在線設(shè)備使用時(shí)間較長(zhǎng)，輸入輸出信號(hào)時(shí)有錯(cuò)誤出現(xiàn)，故障率高、維護(hù)的成本高，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)故障情況下更改控制程序困難，系統(tǒng)不夠穩(wěn)定可靠，維護(hù)工作難以持續(xù)開展下去，造成轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)間較長(zhǎng)，產(chǎn)鋼量較少，難以適應(yīng)當(dāng)前高效率、快節(jié)奏的生產(chǎn)。
[0019]如圖1所示，將原有的S5系列的控制模塊更換為西門子PLC—S7-400模塊I并設(shè)置于控制室，可有效解決備品備件難題;通過在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)增加ET200M智能從站2、直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站3、氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站4、傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站5與各對(duì)應(yīng)的控制裝置及檢測(cè)裝置就近連接，通過對(duì)S7-400 PLC主站I模塊重新進(jìn)行硬件配置、通訊配置、參數(shù)設(shè)置，同樣也對(duì)新增設(shè)ET200M智能從站2、直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站3、氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站4、傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站5的模塊進(jìn)行相應(yīng)的硬件配置、通訊配置、參數(shù)設(shè)置，統(tǒng)一采用ProfiBus-DP網(wǎng)絡(luò)通訊方式實(shí)現(xiàn)S7-400主站I與從站2和各遠(yuǎn)程站間的通訊和數(shù)據(jù)采集，從而把現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信號(hào)采集至主站I進(jìn)行集中系統(tǒng)控制；通過Ethernet通訊方式連接主站I和2臺(tái)上位機(jī)6，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)6的HMI畫面和主站I之間的數(shù)據(jù)交換。通過把所有的ET200M智能從站2、直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站3、氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站4、傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站5布置到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備附近，把所有現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信號(hào)采集至就近遠(yuǎn)程控制站中，通過ProfiBus-DP網(wǎng)絡(luò)通訊方式傳輸至S7-400系列主站I集中控制，可極大地減少電纜原材料的用量，從而也提高了系統(tǒng)的可靠性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于PLC的轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)，其特征在于包括PLC主站(I)、遠(yuǎn)程I/O從站(2)、直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站(3)、氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站(4)、傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站(5)，所述PLC主站(I)設(shè)置于控制室，所述遠(yuǎn)程I/O從站(2)、直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站(3)、氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站(4)和傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站(5)設(shè)置于轉(zhuǎn)爐煉鋼現(xiàn)場(chǎng)并通過網(wǎng)絡(luò)與PLC主站(I)信號(hào)連接，所述遠(yuǎn)程I/O從站(2)與轉(zhuǎn)爐各控制裝置電性連接，所述直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站(3)與氧槍直流調(diào)速裝置電性連接，所述氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站(4)與氧槍高度編碼器電性連接，所述傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站(5)與傾動(dòng)角度編碼器電性連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PLC的轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)，其特征在于所述PLC主站(I)為西門子S7-400，所述遠(yuǎn)程I/O從站(2)為西門子ET200M。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于PLC的轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)，其特征在于所述遠(yuǎn)程I/O從站(2)、直流調(diào)速裝置遠(yuǎn)程站(3)、氧槍高度編碼器遠(yuǎn)程站(4)和傾動(dòng)角度編碼器遠(yuǎn)程站(5)通過ProfiBus-DP網(wǎng)絡(luò)與PLC主站(I)信號(hào)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于PLC的轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)，其特征在于還包括上位機(jī)(6)，所述上位機(jī)(6)設(shè)置于控制室或遠(yuǎn)端監(jiān)控室并通過Ethernet網(wǎng)絡(luò)與PLC主站(I)信號(hào)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于PLC的轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)，其特征在于還包括上位機(jī)(6)，所述上位機(jī)(6)設(shè)置于控制室或遠(yuǎn)端監(jiān)控室并通過Ethernet網(wǎng)絡(luò)與PLC主站(I)信號(hào)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于PLC的轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)，其特征在于所述氧槍高度編碼器為多圈絕對(duì)型編碼器，所述傾動(dòng)角度編碼器為單圈絕對(duì)型編碼器。
【文檔編號(hào)】C21C5/30GK205420467SQ201620204574
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月17日
【發(fā)明人】袁明路, 趙軍厚, 崔靜
【申請(qǐng)人】武鋼集團(tuán)昆明鋼鐵股份有限公司