西門子S7300在原料輸送系統(tǒng)上的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：S7300 PROFIBUS WINCC 皮帶

1.概述：

　　煉鐵廠3#、5#轉(zhuǎn)運站分別建于96年、2000年，是4#、5#高爐的配套工程，由于新6#高爐的增加，轉(zhuǎn)運站的運量加大，系統(tǒng)滿負荷生產(chǎn)。而原系統(tǒng)采用常規(guī)接觸、繼電器聯(lián)鎖控制，控制線路復(fù)雜，加之電氣線路及元件老化，導致電氣故障頻繁且處理故障時間長，嚴重影響高爐的正常生產(chǎn)。故決定對其進行改造。

2.改造方案：

　　我們討論了二套方案：1、采用常規(guī)接觸、繼電器聯(lián)鎖。2、采用PLC過程自動控制。為提高系統(tǒng)的可靠性及盡量縮短工期，最終采用第二套方案。具體方案是：原MCC柜不變，僅更換柜內(nèi)線路及元件;電機及動力線不更換。取消原3#、5#轉(zhuǎn)運站集中操作臺。新系統(tǒng)組成如圖1。利用SIEMENS公司的 SIMATIC S7 過程控制系統(tǒng)作為自動化系統(tǒng)硬件平臺。整個系統(tǒng)由1套S7300控制器，1臺工程師站（兼操作員站）。PLC和上位機的通訊為PROFIBUS-DP方式。采用PROFIBUS現(xiàn)場總線對5#轉(zhuǎn)運站實現(xiàn)遠程控制;遠程站安裝在5號轉(zhuǎn)運站新增PLC柜、通過光纜與3號轉(zhuǎn)運站主機通訊。

圖1 系統(tǒng)配置圖

3.PLC組成

　　1、硬件配置：

　　（1）配備有一個主機架，主機架上有電源模塊 PS 307 5A 1塊、CPU模塊 CPU 315 1塊、。CPU模塊具有大型的程序存儲容量，存貯器采用閃存（FLASH RAM）技術(shù)。可編程控制器功能有: 實時鐘和日歷、繼電器和鎖存繼電器、過渡觸點、計時器、計數(shù)器、算術(shù)運算、邏輯功能等。智能化的診斷功能連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)工作是否正常，并記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件。

　　（2）接口模塊采用IM153-2,共1塊，用于主機架和擴展機架之間的連接。

　　（3）配備有1個擴展機架，擴展機架上有電源模塊、接口模塊和信號模塊。其中數(shù)字量輸入模塊共10塊、輸出模塊 4塊。數(shù)字量輸入/輸出模塊能自動診斷模塊參數(shù)錯誤。

　　（4）PROFIBUS-DP總線對5#轉(zhuǎn)運站實現(xiàn)遠程控制;光纖鏈路模塊OLM兩塊，對信號實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。

　　2、軟件配置：

　　PLC編程軟件是西門子公司的STEP7 V5.2，組態(tài)軟件選用的是WINCC V6.0，在標準的Windows 2000操作系統(tǒng)下運行，五種語言在線幫助功能，編程方便。

4.控制原理

　　現(xiàn)場設(shè)備主要是皮帶機、電動閥門、翻板等。設(shè)備按照供料流程保持聯(lián)鎖關(guān)系，以順序控制來實現(xiàn)原料轉(zhuǎn)運。控制方式有機旁單動，集中聯(lián)動、集中自動三種。下面以皮帶為例來說明控制原理。

圖2 皮帶控制原理圖

　　如圖2：DF、QA1、QA2是電源開關(guān);KM 為主接觸器;FR為熱繼電器;DL是預(yù)告電鈴;M是皮帶電機;M1為液壓推動器;HK1是方式選擇開關(guān);SB1、SB2分別是機旁起動、停止按鈕;SE1為現(xiàn)場拉繩開關(guān);SF1為現(xiàn)場跑偏開關(guān);KA1、KA2為PLC輸出繼電器;工作方式：

　　1、機旁單動：為調(diào)試、檢修之用，與其他設(shè)備無聯(lián)鎖關(guān)系。

　　2、集中聯(lián)動：設(shè)備保持聯(lián)鎖關(guān)系的單動，既只有按供料流程的上一級設(shè)備先起動，下一級設(shè)備才能起動。選中一條送料流程，設(shè)備可通過人機界面按順序起停。

　　3、集中自動：當在人機界面上選中一條送料流程，點擊自動起動（或停止），設(shè)備既可按順序自動起動（或停止）。

5.系統(tǒng)特點

　　1、所有硬件都基于統(tǒng)一的硬件平臺， 所有軟件也都全部集成在 SIMATIC 程序管理器下，具有統(tǒng)一的軟件平臺。

　　2、網(wǎng)絡(luò)配置上使用PROFIBUS-DP。實現(xiàn)了遠程控制（控制距離4公里）。

　　3、友好的人機漢化操作界面，系統(tǒng)中設(shè)備的開、停和故障信號、運行狀態(tài)、報警記錄都在中央控制室的上位機上顯示或查詢。

　　4、現(xiàn)場信號直接接入PLC系統(tǒng)，大大節(jié)省了項目造價和工作量，并縮短了現(xiàn)場調(diào)試時間。

　　5、系統(tǒng)開放性強，易于連接到企業(yè)管理網(wǎng)，能隨著設(shè)備的不同而柔性擴展，為后續(xù)管理提供了可擴展性，大幅度地降低工程設(shè)計，維護費用。

6.兩套方案比較

　　表1 二套方案費用對比

　　如表1雖然第二套方案的系統(tǒng)設(shè)備投資高于第一套方案，但人工與電纜架橋的費用低了。總體費用反而下降了。

7.結(jié)束語

　　整個工期為10天，期間供料通過臨時控制盤完成。改造后設(shè)備運行正常，運行一年來無故障。系統(tǒng)基本上為免維護狀態(tài)。且通過3號轉(zhuǎn)運站遠程控制，不需要工人去5號轉(zhuǎn)運站操作。提高生產(chǎn)效率。并為PLC在原料輸送上的應(yīng)用提供了典范。