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钢铁原料场自动控制系统的设计

发布时间:2013/6/12 16:41:02   阅读:

环网结构使单一网络线路的通断不影响数据的通讯,同时使用交换机网管软件可实现在线监视网络节点的状态,提高了网络系统的稳定性。操作员站通过以太网卡与工业以太环网相接。现场堆取料机系统与主控制器之间采用先进的无线通讯技术。施耐德主控制器与现场图尔克总线模块之间采用Profibus-DP主从通讯方式,施耐德系统采用PROSOFT公司的PTQ通信模块来完成Profibus-DP通信协议的转换,在通过ProsoftConfigurationBuilder软件进行通信参数的配置,实现网络互联。采用该种网络结构便于管理维护同时可以节省大量的现场控制箱至PLC柜内的控制电缆。

软件组成控制系统采用施耐德UnityProXLV4.0编程软件;上位机HMI软件采用InTouch10.1画面软件。原料场基础自动化系统主要完成流程控制和设备控制任务,系统主要控制任务如下:工作方式的选择;设备状态的判断;工作流程的选择和撤销;工作流程顺序启动/停止;工作流程故障紧急停止/重新启动;区域部分紧急停止/复位;皮带机辅助设备的定位控制;料位检测及实时显示;皮带秤信号采集;料场进出料计量和带速控制;与各单机和成套设备系统通讯及连锁控制。

系统功能

系统操作方式原料输送系统分三种操作方式:机旁手动方式、上位机集中手动操作方式、上位机自动(联动)运行方式。机旁手动方式:在所需操作设备的机旁将该设备的PLC/机旁选择开关置于机旁位,然后在机旁启停该设备。此种操作方式为设备检修、调试时采用。PLC/机旁选择开关置于0位时,还可机旁复位故障,故障复位后,PLC/机旁选择开关再置于PLC位或机旁位时,可运行该设备。上位机集中手动操作方式:当生产线需要上位机手动操作运行时,在上位机上选择“手动”按钮,此时该相应的主画面所控设备将置于手动状态操作,此时需检查画面显示设备状态,包括所要操作设备是否供电、所要操作设备是否在PLC操作位、所要操作的设备是否有故障、皮带拉绳开关是否动作。确认完毕后选择所要操作设备的文字后,将弹出手动操作小画面,手动状态下,选择“启动”则可启动单条皮带,若皮带为运行状态,点“停止”则停止皮带运行。对于双向皮带,若皮带从正转打到反转,需要先按“停止”按钮停止皮带,再点“反转”,反之亦同。上位机自动(联动)运行方式:当生产线需要自动运行时,在相应的流程画面上选择“自动”按钮,会弹出操作子画面。选择启动后皮带就会按照所选线路运行,自动运行灯会变为绿色。自动运行时皮带机系统将根据所选线路:逆物流方向逐台启动预报,逐台启动。即每台设备均自动进行启动预报后,自动启动。当生产线上设备某一台设备故障或某一台皮带机拉绳开关动作,该设备和逆物流方向的设备将立刻停止运行。当故障检修完成后,按复位开关或复位拉绳开关,若继续启动该条线路,则按“启动”按钮后,系统将先预报后自行启动。流程中其他设备其余辅助设备可以根据上下游皮带机的运行状态确定动作的唯一性;若选择“停止”或“急停”,则所运行的生产线将停止,自动运行灯熄灭。停机过程是按顺物流方向,延时逐台停机。其延时停机选择是根据工艺参数设定,可现场根据实际情况调整。待物料输送完毕后,系统停机。

控制功能的实现和优化由于大型物料输送生产线的流程数量很多,流程的可靠选择、切换和多流程正常运行十分重要。以往很多项目的做法是针对每条流程编制不同的程序,这对于流程较少,比较单一的系统可以适用,但是对于本系统的流程较多且复杂的情况,如果沿用这种方法,无疑会给编程和调试带来极大的困难。一般一个运料流程需要一组设备相协调连锁动作,才能实现的。不同的流程经常共用一台或是几台设备,每台设备所属的流程同时只能有一个流程被选择,每条流程之间必须做到相互连锁;传统的控制方式有明显的缺点:流程启动、停止和切换所需要的时间较长,设备空载率较高,导致运行成本增加。综合考虑上述因素,该系统采用了模块化的程序结构,根据不同控制要求,将现场设备分为不同的几种类别,然后针对每种类别分别编织模块化的程序。如单向运行皮带机功能块、双向运行皮带机功能块、三通阀功能块等,封装好了的功能块可以修改一次,对所有同类的设备都适用,减少编程调试中的工作量和避免复制过程中的修改错误,提高了编程效率。同时在上位机画面上,将料线选择的相关的连锁关系都写到了画面的脚本文件中,减少PLC编程,提高程序的易读性、通用性。本系统充分利用了UnityPROXL,InTouch强大的、丰富的软件开发平台,提高工程效率。

结束语

该控制系统自投产以来,运行状态良好。实践证明,该控制系统具有实时性强、可靠性高、扩展性好、故障率低;监控程序功能完善、抗干扰能力强、综合性能强、人机界面友好;便于维护、成本较低等优点。该程序和画面结构便于日后新增料线的开发和维护。

作者:陈泽望单位:中冶南方工程技术有限公司自动化二部

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