可编程序控制器与工控机在球团配煤系统上的应用

[摘要]：介绍了可编程序控制器与工控机在球团厂配煤系统中的应用。给出了可编程序控制器作为下位机，工控机作为上位机的一种基本实现方法。结果表明，所设计的控制系统可以满足生产过程的工艺要求。
[关键词]：可编程序控制器工控机

The Application of Supervisor and Controlling System in
heat-Recovery Boiler

Abstract：The Application of Supervisor and Controlling System consisting of PLC and industrial programmable controller for heat-recovery boiler from 180m2 circuldting cooling of sintering machine in New steel factory of Nanjing Iron and Steel Group Co is introduced. To simply introduce heat-recovery boiler constitution and controlling request and to emphatically describe hardware and software constitution
Key words : PLC ;process computer control ; heat-Recovery Boiler

引言
配煤系统是球团生产环节的关键部分，煤粉的粒度粗细、喷吹量，直接决定了球团成品的质量，另外球团厂配煤车间历来生产环境恶劣,许多岗位不宜人工值守，故监控系统在该环节的投入势在必行。
此外，虽然可编程序控制器已广泛应用于现场恶劣的过程控制中，但PLC 没有给操作者提供动态的数据显示界面和报表输出，人机交流存在许多不便，而工业控制计算机有着十分丰富的商品软件支持，可以开发出用户直观方便的图形操作界面，以各种形式动态输出显示数据，通过打印机输出各种报表。因此，工控机和可编程控制器的联合使用成为必然。可编程控制器作为下位机，工控机作为上位机，是工业企业实现管理、控制一体化的一种有效手段。
下位机采用德国西门子公司S7-300系列可编程控制器，用于配煤控制系统中；上位机采用研华PⅣ普通工控机，利用WINDOWS 2000操作环境下的WINCC工控组态软件做出监控画面，对整个配煤控制系统实现了计算机监控与操作。体现了自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的特点。
配煤系统设备及控制要求
配煤系统设备构成简图如图1所示
图1 配煤系统设备构成简图

配煤系统包括皮带输送系统、喂料系统、磨煤系统、喷吹系统和除尘系统。
   2.1 皮带输送系统
         皮带输送系统由箱式给料机、1#输送皮带、破碎机、2#输送皮带、3#输送皮带和检铁器等组成。原煤由铲车放到箱式给料机上，箱式给料机将原煤均匀的放到1#输送皮带上，由1#输送皮带输送到破碎机进行破碎，破碎后的煤由2#输送皮带、3#输送皮带输送到原煤仓。输送系统按照顺序控制方式。正常运行时，启动顺序由后到前，停车顺序由前到后，并有时间间隔，保证正常工作时皮带上无原煤堆积；出现故障，造成某台设备停车时，则其前面的设备立即停止，后面的设备正常运行。
2．2 喂料系统
         喂料系统由圆盘给料机和称重皮带组成。保证匀速、稳定地为磨煤系统供煤。圆盘给料机由变频器驱动，与皮带称构成闭环反馈系统。
2．3 磨煤系统
         磨煤系统由加热炉、中速磨、主引风机等组成。将喂料系统供给的原煤烘干、磨碎。控制系统中为了保护中速磨的稳定、可靠运行，设计了许多连锁控制环节。
2．4 喷吹系统
         喷吹系统由罗茨风机和工业配料称组成。为了保证生产，各配两套，互为备用。工业配料称采用的是德国SCHENK公司的工业配料称，一台为1.6-16t/h, 一台为0.9-9t/h。
控制系统的构成
控制系统的构成包括硬件和软件两部分，硬件由西门子S7-300可编程序控制器与研华PⅣ工控机构成。
3．1 系统硬件构成
系统的硬件构成如图2所示：

图2 系统的硬件构成图
3.1.1 现场服务器/客户机
本系统比较小，故未设专门的服务器、客户机，而是将二者合一了。服务器/客户机主要完成PLC 与上位端之间的数据传输、数据存储、报警等功能。同时服务器/客户端采用西门子WINCC6.0上位监控软件,主要完成对现场各个设备检测、监视、控制、调节、诊断,包括皮带输送系统、喂料系统、磨煤系统、喷吹系统和除尘系统。
现场工程师站
   现场工程师站主要完成对电气仪表基础自动化设备的修改与调试。具体就是根据系统控制要求的变更，完成各个工艺设备或工艺过程的顺序控制、逻辑控制和PID 调节控制的修改与调试。
PLC
系统有一个PLC 主机架, 两个扩展机架，均采用西门子S7-300系列PLC。
3.1.4 系统通讯
   西门子S7-300系列PLC提供了广泛、多种层次及协议的通信能力,分别为TCP/ IP Ethernet 、Profibus-DP、MPI等，它强有力的通讯功能在本系统中
得到了广泛的应用。
TCP/ IP Ethernet通信采用100Mb/s光纤冗余总线以太网,在可编程控制单元及上位监控单元都被分配到独一无二的IP 地址,可编程控制系统的CPU 通过本站的CP343模板,利用Step7下的I/ O SCANNER 或TCP/ IP 读写功能块设置IP地址及传输的寄存器地址,经过Switch交换机在以太网上进行信息发送和接收。上位监控系统通过以太网卡,经过Switch交换机在以太网上与服务器之间发送和接收信息。同时操作人员可从远程管理站完成工艺过程的生产数据采集、数据分析、操作数据设定、打印报表等。
Profibus-DP通信　通过CPU 315C 内置的DP口与现场的操作师站构成现场总线网络。在
MPI通讯将CPU 315C 内置的MPI口与现场的工程师站计算机的串口相连，在可编程控制单元及工程师站单元都被分配到独一无二的站地址，

3.2 系统软件构成
软件结构部分包括Windows 2000操作系统、下位机编程软件、上位机监控软件。
3.2.1 下位机编程软件
PLC程序的编制在现场工程师站中完成,本系统采用西门子S7-300

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