PLC控制在炼钢上料、卸料系统中的应用

发表时间：[2007-09-27]　　作者：　　编辑录入：admin　　点击数：3065

摘要:介绍了炼钢上料、卸料综合运行系统的新方法，以及运用PLC技术在新工艺过程中的实现方法和控制原理。实践表明该系统工作可靠、自动化程度高。

　关键词:PLC控制　变频器　 PROFIBUS网络

　随着钢铁冶金行业的飞速发展，生产组织越来越严密，其节奏也越来越快，但在炼钢生产过程的上料系统中，有的企业仍采用单斗上料，其效率低、速度慢、故障率高，已成为影响生产的瓶颈，且在卸料过程中，还需要操作人员在现场操作，其恶劣环境给工人造成许多不安全因素。因此，如何提高炼钢生产过程上料、卸料的效率，是这些企业的当务之急。

1 上料、卸料综合运行系统基本设计思想

　上料、卸料综合运行系统的新方法以求尽量减少其过程中的人为因素，缩短炼钢生产对原料需求的供应时间；同时，提高对设备运行的安全系数。在以往的企业中，上料单斗和卸料小车各由一人操作，因其相距较远，其间配合靠电话联系，很不方便，有时会出现脱节现象。而该运行系统将上料单斗和卸料小车用网络连结，由一人操作，既节省人力又提高效率。

　上料、卸料综合运行系统的设计思想是：将单斗上料改为皮带机上料；操作室设在地面皮带机处；上料系统和卸料系统均由PLC进行控制，因其相距较远，采用PROFIBUS网将其连接，用WINCC画面显示运行情况，以提高系统的自动化控制水平。

2 上料、卸料综合系统的实现方法

2.1 系统采用的主要电气控制技术

2.1.1 PLC控制技术

　 PLC控制技术具有如下重要的优点：使用和维修方便，运行速度快，性能价格比高；通过编程能完成复杂的控制逻辑，可靠性高；能适应恶劣的工作环境；能可靠实现生产工艺所需的过程控制，而且组网方便、灵活。基于上料系统的特殊工况和PLC的优点，本系统采用西门子S7—300和ET200B控制技术。

2.1.2 变频器的应用

　由于变频器具有显著的节能效果，能满足电动机频繁起停的要求，有完善的保护及自诊断功能，与PLC控制结合可提高系统的可靠性等特点，所以，在该系统中的上料、卸料皮带电动机和卸料小车电动机均采用变频器来控制。

2.1.3 PROFIBUS网络

　 PROFIBUS是西门子现场总线，其物理传输方式可以是屏蔽双绞线、光纤或无线传输。站与站之间的通讯距离与通讯波特率有关，最远可以扩展到10km。

2.2 系统的控制流程

　开始—检测卸料皮带限位、变频器无故障-启动卸料皮带电机-选择l号、2号、3号下料口-启动卸料小车-卸料小车到位-检测上料皮带限位、变频器无故障-启动上料皮带电机-开始上料。

3 PLC技术的控制原理

3.1 PLC网络的构建

　因卸料小车与主站PLC相距较远(约800m)，故采用PROFIBUS网络将远程站ET200B(从站)与S7—300(主站)连接，见图l。网络以灵活的控制方式、信息共享和低成本等特点，被广泛地应用于各种控制系统中。网络的应用，不仅减少了大量电缆敷设，而且大大减少了故障，并简化了施工和维护。

3.2 PLC控制程序的设计

　以电机起停连锁为例。

　 (1)I/O点说明(见表1)

表1 　　I/O点说明

I0.0	启动卸料皮带电机	I1.3	卸料小车电机正转	Q8.1	卸料小车电机正转
I0.1	停止卸料皮带电机	I1.4	卸料小车电机反转	Q8.2	卸料小车电机反转
I0.2	卸料皮带电机变频器故障	I1.5	停止上料皮带电机	Q8.3	上料皮带电机
I0.3	卸料皮带电机紧急停车	I1.6	启动上料皮带电机	Q8.4	1号下料口到位指示
IO.4	卸料皮带跑偏限位	I1.7	上料皮带电机变频器故障	Q8.5	2号下料口到位指示
I0.5	停止卸料小车电机	I2.0	上料皮带电机紧急停车	Q8.6	3号下料口到位指示
I0.6	卸料小车电机变频器故障	I2.1	上料皮带电机跑偏限位	Q8.7	卸料皮带跑偏限位动作指示
I0.7	选择1号下料口	I2.2	1号下料口到位	Q9.0	上料皮带电机跑偏限位动作指示
I1.O	选择2号下料口	I2.3	2号下料口到位	M0.0	中间变量
I1.1	选择3号下料口	I2.4	3号下料口到位
I1.2	卸料小车电机紧急停车	Q8.0	卸料皮带电机

　 (2)PLC程序

　图2是PLC程序的说明。PLC采用循环扫描方式按梯形图的先后顺序执行程序，卸料皮带电机、卸料小车电机、上料皮带电机中间有联锁，要依次启动。在启动卸料小车时，因实际现场有3个下料口，故要先选择第几号下料口，方可启动，其工作状态可通过WINCC的监视画面来得知。

4 结语

　在上料、卸料综合系统中，PLC、变频器与网络的使用，减少了现场电缆敷设，提高了设备的可靠运行和自动化程度，降低了设备维护量，且在生产过程中节省人力、减少中间环节，有效提高了生产效率。