ControlLogix在煉鋼中的應(yīng)用

摘要： 本文介紹ControlLogix系統(tǒng)及其在宣鋼煉鋼車(chē)間的成功應(yīng)用，并展望其發(fā)展。
關(guān)鍵詞： ControlLogix系統(tǒng) 宣鋼 煉鋼 轉(zhuǎn)爐控制 應(yīng)用
一、概述
今天，全球知名的工業(yè)自動(dòng)化動(dòng)力、控制和信息系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商羅克韋爾自動(dòng)化的集成架構(gòu)產(chǎn)品和解決方案已經(jīng)在冶金、電力、水處理、乳品飲料、煙草、水泥、石化、礦山、汽車(chē)制造等各個(gè)行業(yè)得到成功的應(yīng)用和廣泛的認(rèn)同，其控制系統(tǒng)、軟件、變頻器在冶金各工藝生產(chǎn)中的應(yīng)用舉不勝數(shù)。宣鋼煉鋼車(chē)間的2座80t煉鋼轉(zhuǎn)爐、LF精練爐、2臺(tái)連鑄機(jī)及輔助布袋除塵器等工藝設(shè)施的測(cè)控全部采用了ControlLogix系統(tǒng)，工程于2002年5月18日順利投產(chǎn)。據(jù)我們所知，這是ControlLogix系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)煉鋼轉(zhuǎn)爐上的首次應(yīng)用。
近年來(lái)，隨著煉鋼轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化程度的提高，隨著生產(chǎn)安全性、可靠性要求的提高，隨著全廠調(diào)度管理網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的提高，先進(jìn)的、開(kāi)放的控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
宣鋼新建煉鋼車(chē)間的測(cè)控系統(tǒng)在初期的方案設(shè)計(jì)定論后即開(kāi)始系統(tǒng)、品牌的招標(biāo)，在著名的四大控制系統(tǒng)廠商：ABB、Siemens、Schneider、羅克韋爾自動(dòng)化參與激烈竟標(biāo)的情況下，羅克韋爾自動(dòng)化的ControlLogix以其先進(jìn)的配置、良好的性能價(jià)格比脫穎而出，博得專(zhuān)家評(píng)委的一致青睞，最終中標(biāo)。
二、系統(tǒng)簡(jiǎn)介
2．1．控制系統(tǒng)配置
轉(zhuǎn)爐控制系統(tǒng)配置：每座轉(zhuǎn)爐本體、散狀加料、余熱鍋爐、煙氣凈化各用1臺(tái)PLC及操作站，轉(zhuǎn)爐本體公用部分、鼓風(fēng)機(jī)房、煤氣回收輸配各用1臺(tái)PLC及1臺(tái)操作站。1#、2#轉(zhuǎn)爐各設(shè)1臺(tái)服務(wù)器。
控制系統(tǒng)聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)共有四層：1.設(shè)備網(wǎng)（DeviceNet/ProfiBUS）；2.控制網(wǎng)（冗余ControlNet）；3.廠級(jí)管理網(wǎng)（EtherNet/IP）；4.局域網(wǎng)（EtherNet/IP），該網(wǎng)設(shè)置于轉(zhuǎn)爐主控室，以便轉(zhuǎn)爐主控室2座轉(zhuǎn)爐的10臺(tái)操作站和服務(wù)器的聯(lián)網(wǎng)使用。
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備聯(lián)接的設(shè)備網(wǎng)有DeviceNet、ProfiBus，如氧槍變頻器、煤氣鼓風(fēng)機(jī)6KV中壓變頻器直接通過(guò)設(shè)備網(wǎng)卡與PLC通訊。
所有1#/2#轉(zhuǎn)爐及公用部分PLC、操作站、服務(wù)器之間采用（ControlNet）冗余控制網(wǎng)連為一體，實(shí)現(xiàn)PLC、操作站、服務(wù)器數(shù)據(jù)共享、實(shí)時(shí)交換。
連鑄機(jī)、精煉爐同轉(zhuǎn)爐一樣，采用獨(dú)立的ControlLogix控制系統(tǒng)。廠級(jí)管理網(wǎng)（EtherNet/IP）將轉(zhuǎn)爐、連鑄機(jī)、LF精煉爐控制系統(tǒng)的服務(wù)器與廠級(jí)管理機(jī)、調(diào)度機(jī)相連接，實(shí)現(xiàn)主要生產(chǎn)、能源數(shù)據(jù)相互交換，為廠級(jí)管理和調(diào)度人員提供產(chǎn)生調(diào)度、決策數(shù)據(jù)。
轉(zhuǎn)爐各操作站、服務(wù)器采用DELL中高端配置商用計(jì)算機(jī)。服務(wù)器、操作站系統(tǒng)平臺(tái)為Windows2000（服務(wù)器/客戶版）。操作站上位監(jiān)控軟件為RSView32，PLC組態(tài)軟件為RSLogix5000，網(wǎng)絡(luò)組態(tài)軟件RSLinx(Control
Net/DeviceNet)等。
#/2#轉(zhuǎn)爐在主控室分別設(shè)置一臺(tái)服務(wù)器，服務(wù)器用于網(wǎng)絡(luò)管理、用戶登陸控制，生產(chǎn)數(shù)據(jù)的管理、報(bào)表的打印，上位管理網(wǎng)的通訊、專(zhuān)業(yè)工程師的軟件開(kāi)發(fā)及維護(hù)使用等。為實(shí)現(xiàn)ERP功能奠定基礎(chǔ)。在生產(chǎn)中服務(wù)器也可作為操作站使用。
2．2．控制系統(tǒng)特點(diǎn)
代表自動(dòng)化發(fā)展新趨勢(shì)的新一代ControlLogix控制系統(tǒng)，從傳統(tǒng)單純的PLC和DCS控制轉(zhuǎn)為PLC和DCS融合發(fā)展的方式，是羅克韋爾自動(dòng)化順應(yīng)這種發(fā)展潮流推出的新一代的控制平臺(tái)，Logix控制器平臺(tái)是將高速離散控制、過(guò)程控制、協(xié)調(diào)傳動(dòng)控制、運(yùn)動(dòng)控制、批次控制和安全控制融于一體的一個(gè)控制平臺(tái)。允許混合使用多個(gè)處理器、多種網(wǎng)絡(luò)和I/O。系統(tǒng)靈活性強(qiáng)、易于集成、模塊化設(shè)計(jì)、開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，特有的升級(jí)固件，使得系統(tǒng)在應(yīng)用中功能強(qiáng)大、安全可靠，而且極大地節(jié)省培訓(xùn)費(fèi)用和工程實(shí)施費(fèi)用。
ControlLogix在宣鋼轉(zhuǎn)爐過(guò)程控制中應(yīng)用的技術(shù)，具有下述特點(diǎn)：
1. 控制器：每臺(tái)Logix5555控制器最大尋址量128000點(diǎn)DI/O，4000點(diǎn)AI/O及回路。ControlLogix平臺(tái)通過(guò)背板提供了高速數(shù)據(jù)傳輸。各控制器能產(chǎn)生(廣播)和使用(接收)系統(tǒng)標(biāo)簽，這種技術(shù)使得多個(gè)控制器共享輸入信息和輸出狀態(tài)，非常實(shí)用?？蛇x用戶內(nèi)存(1.5Mb)。
2. 1756系列智能I/O模塊：I/O模塊種類(lèi)繁多，可拆卸端子，具有帶電拔插、分變則報(bào)(COS)、自診斷、時(shí)間標(biāo)記、模塊標(biāo)識(shí)、閃存升級(jí)、電子保險(xiǎn)、單獨(dú)隔離等功能。模塊廣播數(shù)據(jù)的速率可設(shè)定。1756-HSC高速計(jì)數(shù)模塊(4通道)每2ms就能更新數(shù)據(jù)，效率高。
3. 網(wǎng)絡(luò)設(shè)置：網(wǎng)絡(luò)分層、分工明確、安全可靠?？刂凭W(wǎng)ControlNet冗余、開(kāi)放、高速、實(shí)時(shí)、對(duì)等傳送數(shù)據(jù)信息，ControlNet能夠可靠預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)何時(shí)發(fā)送，具有高度的確定性。設(shè)備網(wǎng)DevicelNet，是一種開(kāi)放式的底層通用網(wǎng)絡(luò)，基于標(biāo)準(zhǔn)的CAN技術(shù)，具有互操作性。成本及維護(hù)費(fèi)用低。
4. 羅克韋爾軟件：是羅克韋爾自動(dòng)化公司自行開(kāi)發(fā)推出的產(chǎn)品，具有世界工業(yè)界領(lǐng)先的水平。RSLogix5000梯形圖編程軟件包，有靈活易用的編輯功能、通用的操作畫(huà)面、診斷和糾錯(cuò)工具。RSView32是高度集成、基于組件的人機(jī)界面，發(fā)揮微軟領(lǐng)先技術(shù)優(yōu)勢(shì)的監(jiān)控軟件，其開(kāi)放性與第三方程序有高度兼容性。RSLinx為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接羅克韋爾自動(dòng)化產(chǎn)品的通訊軟件，界面友好、功能強(qiáng)大，支持不同網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備通訊。
2．3．控制系統(tǒng)主要功能及效果
控制系統(tǒng)完成1#/2#轉(zhuǎn)爐本體、散狀加料、汽化冷卻、煙氣凈化及公用部分、煤氣鼓風(fēng)機(jī)房、煤氣回收輸配等工藝的生產(chǎn)參數(shù)的在線檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理運(yùn)算、顯示、存儲(chǔ)、管理、控制輸出、報(bào)表打印、記錄操作過(guò)程等功能。程序全自動(dòng)時(shí)，設(shè)備由計(jì)算機(jī)控制，操作人員可通過(guò)人機(jī)對(duì)話修改設(shè)定值、可直接控制設(shè)備運(yùn)行。
轉(zhuǎn)爐頂吹氧槍及介質(zhì)控制、轉(zhuǎn)爐低吹數(shù)模控制、轉(zhuǎn)爐散狀加料控制、二文喉口開(kāi)度調(diào)節(jié)、汽包液位調(diào)節(jié)等全自動(dòng)控制等在任何轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)車(chē)間都是較難控制的工藝對(duì)象，而宣鋼轉(zhuǎn)爐控制系統(tǒng)，加以獨(dú)特的程序處理，這些工藝對(duì)象控制得非常理想，其中轉(zhuǎn)爐頂/底吹氣體壓力或流量可以控制在設(shè)定值的3%以?xún)?nèi)，轉(zhuǎn)爐喉口差壓可以控制在6Pa以?xún)?nèi)，這些數(shù)據(jù)與兄弟單位相比，處于領(lǐng)先地位。
三、應(yīng)用推廣
先進(jìn)的控制系統(tǒng)是一個(gè)現(xiàn)代化工廠的標(biāo)志，對(duì)于企業(yè)有著深遠(yuǎn)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。ControlLogix系統(tǒng)在宣鋼轉(zhuǎn)爐及整個(gè)煉鋼車(chē)間的成功使用，不論生產(chǎn)測(cè)控，還是廠級(jí)生產(chǎn)調(diào)度管理，都達(dá)到史無(wú)前例的水平。為宣鋼節(jié)約了能源、降低了成本、減少了操作人員，提高了生產(chǎn)的安全性，提高了產(chǎn)品的合格率、生產(chǎn)率。煉鋼車(chē)間自2002年5月18日投產(chǎn)后，一個(gè)星期即達(dá)產(chǎn)。半年的生產(chǎn)時(shí)間，使宣鋼創(chuàng)下了前所未有的歷史產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)與甲方領(lǐng)導(dǎo)交流，估計(jì)由控制系統(tǒng)良好使用帶來(lái)的效益每月至少增加200萬(wàn)元(人民幣)。
“盡管許多自動(dòng)化公司都聲稱(chēng)能夠向客戶提供自動(dòng)化設(shè)備及解決方案，但我們認(rèn)為只有羅克韋爾自動(dòng)化公司和及其代理商雄越公司做得最好！”宣鋼煉鋼廠自動(dòng)化車(chē)間樊主任說(shuō)：“他們有先進(jìn)的產(chǎn)品技術(shù)、雄厚的技術(shù)力量、良好的售后服務(wù)，我們與他們合作是最佳的選擇，在未來(lái)的項(xiàng)目中我們將繼續(xù)采用他們的產(chǎn)品技術(shù)?！?BR> 宣鋼80噸轉(zhuǎn)爐的投產(chǎn)，尤其是控制系統(tǒng)，成為了兄弟單位參觀學(xué)習(xí)的樣例工程。山東青島鋼廠(80t轉(zhuǎn)爐)、珠海粵裕豐鋼廠(2x65t轉(zhuǎn)爐)、承德鋼廠(3x100t轉(zhuǎn)爐)等單位在考查完宣鋼80噸轉(zhuǎn)爐項(xiàng)目后，已確定煉鋼車(chē)間控制系統(tǒng)全部采用ControlLogix，項(xiàng)目正在實(shí)施中，在不久的明年我們又可以看到更多的ControlLogix系統(tǒng)在煉鋼車(chē)間的成功應(yīng)用。