偉創變頻器PR0FIBUS-DP卡在泰鋼原料輸送配料系統中的應用

　　一、前言

　　PROFIBUS是一種國際化、開放式異步串行通訊標準，廣泛適用于制造業自動化和流程自動化、樓宇、交通、電力等各行各業。通過PROFIBUS可以方便地實現各種不同廠商的自動化設備及元器件之間的信息交換。PROFIBUS協議標準由三個兼容部分組成：PROFIBUS-DP(分布式外設)、PROFIBUS-FHS(現場總線信息規范)、PROFIBUS-PA(過程自動化)。標準化的現場總線具有“開放”的通訊接口、“透明”通訊協議，允許用戶選用不同制造商生產的分散IO裝置和現場設備。現場總線PROFIBUS滿足了生產過程現場級數據可存取性的重要要求，一方面它覆蓋了傳感器執行器領域的通信要求，另一方面又具有單元級領域的所有網絡通信功能。特別在“分散IO”領域，由于大量的、種類齊全的、可連接的現場設備可供選用，因此PROFIBUS已成為事實上的國際公認的標準

　　本文介紹了某鋼鐵廠原料廠的配料控制系統改造的主要功能，特點，工作原理，控制方式和配置選型。近年來，我國的鋼鐵冶煉行業發展迅速，燒結礦是煉鐵的主原料，而配料技術工藝是影響燒結礦質量的重要環節，各稱量設備只有達到一定精度才能保證礦的質量。

　　傳統燒結工藝中主要依靠工作經驗進行調節，存在以下幾方面的問題：

　　A、不能適時進行調節配比，生產效率較低。

　　B、由于缺少計量設備，人為影響因素較多，物料不能很好控制，浪費現象嚴重，生產成本大大提高，不合格率較多，造成大量的廢品。

　　C、由于物料的粉塵污染較嚴重，嚴重影響工人的身體健康。近幾年來，鋼鐵廠工業過程自動化程度越來越高及人們對環保意識的增強，變頻技術以其優異的性能，在國內外得以廣泛應用。

　　二、配料控制系統的主要功能及特點

　　1、控制系統主要功能

　　A、監控功能：對皮帶稱配料過程的瞬時流量、日累計、月累計、年累計等參數進行檢測和監視;

　　B、畫面顯示：通過計算機顯示器可顯示配料過程中有關控制參數的運行狀況，以及顯示實時配料曲線和表格;

　　C、打印管理：可隨時打印配料報表，以便保存和查詢;

　　D、通訊功能：工控機與PLC和配料稱重儀表之間進行可進行雙向數據及信息交換;

　　E、數據處理：系統可自動對采集的信號進行運算處理，并輸出到相應的控制量;

　　F、控制功能：根據操作前相應的設定值，自動控制設備的正常運行，包括PID調節;

　　G、報警功能：上位機以畫面方式和聲光信號方式對各種參數超限或設備狀態異常進行報警。

　　2、鋼鐵廠配料控制系統的主要特點

　　A、在配料系統結構上采用中小型集散控制系統，實現了“分散控制，集中管理”，克服了“危險集中”的問題;

　　B、上位機和下位機相對獨立。具有手動、自動、半自動切換功能，聯機時，彼此間按特定協議互通信息，脫機時，單臺秤可獨立實現工藝閉環過程控制;

　　C、上位機遠離操作現場，提高了系統的穩定性，改善了操作員的工作環境;

　　D、下位機選用可編程控制器，具有很強的抗干擾能力，編程簡單易于掌握，能在惡劣的環境中長期可靠的運行;

　　G、采用PID調節，提高配料系統的配料精度，并能根據生產要求，設置最佳的工作開關時序，較好的解決料頭料尾問題，自動修改系統的物料配比;

　　三、配料系統的結構及工作原理

　　1、控制系統的總體構成拓撲圖及系統原理圖

　　本系統由兩套PLC系統和一套上位機監控系統組成。PLC系統由兩個AB-300主站和26個輸料稱重傳送帶作為從站及專用通訊電纜組成，主站與從站通過PROFIBUS-DP通訊，

　　上位機監控系統采用WindowsXP操作系統，安裝RSlogix5000編程軟件及力控6.0組態軟件。

　 A、上位機：對整個系統進行實時監控，畫面顯示和報表打印;

　　B、PLC：實現配料的自動控制;

　　C、配料儀表：用于配料的PID調節及瞬時流量和累計流量等參數的顯示;

　　D、控制柜：用于系統的邏輯控制和供配電;

　　E現場手操箱：用于現場單臺設備的啟停控制。

　　2、系統的運行方式：每一臺配料稱設手動，半自動，自動三種控制方式

　　A、手動時，將現場控制箱和儀表箱的轉換開關都打到手動位置，由現場控制箱上的啟停按鈕、電位器、頻率表等實現控制，由稱量儀表顯示物料瞬時量及累積量。主要用于網絡系統故障PLC控制系統發生故障或其它原因，需要進行手動檢修試車工作情況下的應急操作。

　　B、半自動時，將現場控制箱和儀表箱的轉換開關都打到自動位置，由現場控制箱上的啟停按鈕、頻率表、稱重顯示儀表等實現控制，可以通過稱重儀表設定的配方自動調整配料量，顯示物料瞬時量及累積量。主要用于不需要上位控制時。

　　C、全自動時，將儀表箱的轉換開關打到聯動位置，由上位機控制皮帶的啟停，動態顯示各物料量、皮帶運行狀態、各種報警指示，各配料量由上位機根據工藝要求統一設定，可進行采集和處理各配料控制回路來的稱量信號與開關量狀態，實現整個系統的皮帶秤給料、稱量檢測、料量調節，選擇和切換料倉等配料過程的自動控制。此時現場手動控制系統不起作用，完全通過中控室進行操作。

　　3、自動運行系統的啟動和停止

　　四種方式：順序啟動、順序停止、緊急停止、同時啟動

　　A、順序啟動:用于系統的初次啟動或者順序停止后的系統再啟動，順序啟動功能可以控制參加配料的給料設備按照皮帶的運行方向按一定的時間間隔依次啟動，保證料頭能夠對齊。

　　B、順序停止：用于希望長時間停車的場合，這樣可以保證輸送皮帶上的物料都運送干凈，使皮帶處于物料狀態，并且可以保證料尾對齊。

　　C、緊急停止：用于發生緊急情況所有參與配料的設備立即停止運行的場合。

　　D、同時啟動：用于急停后的再啟動，能夠使系統在上一次的“斷點”處接著往下運行，就像沒有發生過任何事情一樣。

　　注意：不能隨便，無順序的點擊這四個按鈕，必須按操作要求來操作。