柳州西门子PLC总代理商

柳州西门子PLC总代理商

一、引言
　　近年来，城市生活垃圾持续增加，环境污染问题突出，垃圾处理的发展方向和技术路线日益受到关注，已经成为城市zhengfu面临的棘手的问题之一。垃圾焚烧是欧美国家和日本采用的主要垃圾处理方式之一。近年来，我国垃圾焚烧技术得到快速发展，国家实行积极的财政政策，城市垃圾处理得到支持，一批国债项目相继建设。同时，通过推进市场化改革，投资主体多元化格局开始形成，城市生活垃圾处理开始进入高速发展时期。
　　
　　二、系统描述
　　在开发垃圾焚烧处理生产线的监控系统确定以北京三维力控软件公司的forcecontrol6.0工控组态软件和西门子公司的s7-200系列的微型plc相结合，组成的垃圾焚烧处理生产线的监控系统,以2台上位计算机和多台plc通过rs485总线网络组成监控系统，plc执行实时控制功能，计算机运行人机界面、采集数据、趋势报警、报表打印和为大屏幕提供监控画面, 系统监控结构如图1所示。
　　

　　三、系统性能和软件特点
　　1、系统组成性能
　　(1) 系统的简单性
　　所选中使用的系统，在配置与组态上，要能低限度的简化控制性能，操作人员在生产过程中很容易操作;同时也可以让工厂的维护人员，稍经培训，便可对系统进行正常的维护。
　　(2) 系统的开放式性
　　所选定的系统无论其组成的硬件或软件如何，都可随时地用合理的价格，从市场或第三方的供应商处，caigou所得到的零配件;同时对外连接时，兼容性要好，其内容易被操作人员熟识使用;属现时相当开放流行和先进的硬件和软件;将来若要把系统提升或作出扩充时只需花费很少的经费，就可以达到上述新系统的改造集成的目的。
　　(3) 人机对话的兼容性
　　所选定的系统,需具备图象界面组态能力,同时应具有与上位管理计算机数据传输的能力，可以把不同的画面,同时分别由多单元以并行的方式实时的显示。
　　(4) 高的可靠性
　　所选定的系统的硬件与软件应提供充分的可靠性，保证能避免因其中一个组件的失效令系统死机，而影响整个系统的正常操作。
　　(5) 先进的控制功能
　　所选取的系统，一定要具有先进的控制功能，能够胜任比较复杂的系统要求，同时在应用过程中可以解决客户的需求及生产工序上所产生的各种难题。
　　(6) 使用成本要低廉
　　所选取的整个系统，无论在现场安装，使用和维护上，都要费用低廉，。因为在项目评估上，合理的成本，会作为首要考虑的目标。
　　
　　2、组态软件特点
　　(1) 西门子plc的特点
　　s7-200 plc是德国西门子公司制造的小型plc，s7-200 plc在集散自动化系统中已得到充分的应用,覆盖了所有的与自动检测,自动化控制有关的工业及民用领域,具有极高的可靠性;丰富的指令集;编程软件便于掌握，操作方便;强劲的通讯能力(ppi通讯、mpi通讯、profibus通讯、以太网通讯)。
　　

　　(2) forcecontrol6.0软件的特点
　　•方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板、可嵌入各种格式（BMP、GIF、JPG、JPEG、CAD等）的图片，方便画面制作，大大降低了组态开发的工作量；
　　•强大的分布式报警、事件处理，支持报警、事件网络数据断线存储，恢复功能；
　　•支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏；
　　•强大的ACTIVEX控件对象容器，定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性；
　　•全新的、灵活的报表设计工具：提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，包括：脚本调用和事件脚本，可以提供报表设计器，可以设计多套报表模板；
　　•提供在Internet/Intranet上通过IE浏览器以“瘦”客户端方式来监控工业现场的解决方案；支持通过移动GPRS、CDMA网络与控制设备或其它远程力控节点通讯；
　　•支持控制设备冗余、控制网络冗余、监控服务器冗余、监控网络冗余、监控客户端冗余等多种系统冗余方式。
　　

　　四、结束语
　　 在垃圾焚烧工艺中选用的自动化监控系统时，既要考虑硬件系统与软件系统的兼容性，又要考虑到自动化控制的发展趋势，更要具有简易的编程软件，方便自动化厂商技术人员及时作出技术支持。所以推荐短小精悍的s7200和功能强大简单实用forcecontrol6.0强强联合的监控系统。其实一套完善可靠的自动化监控系统，不单可以提高生产力，方便工作人员操控，加强管理层的监察，更可对企业的资产增值，并保障其不受损害。

前言
       气箱脉冲袋式除尘器是一种高效除尘设备，它综合了分室反吹和喷吹脉冲清灰各袋式除尘器的优点，克服了分室反吹清灰强度不够、喷吹脉冲清灰和过滤同时进行的缺点。但除尘器对控制系统要求严格；我厂在筛焦、备煤和石灰均采用此种除尘系统。筛焦原脉冲控制器采用模拟脉冲控制仪，由于设计和环境的影响致使脉冲控制仪多次出现故障；脉冲控制仪出现故障后造成整套设备无法使用，相对环境污染很大，为彻底解决此类设备故障，我决定对除尘器电气控制部分进行技术改造。

1、筛焦除尘系统工作原理
1.1、筛焦除尘器主要技术参数：
1.1.1、处理风量：Q=13390m3/h
1.1.2、过滤风速：V=1.6~1.55m/min
1.1.3、设备阻力：1470~1770Pa
1.1.4、脉冲阀：4个   DC24V
1.1.5、提升阀气缸：4个  DC24V
1.1.6、螺旋卸灰机：YJD-8  0.75KW  1台
1.2、工作过程：
      当含焦尘气体从进风口进入除尘器后，由于惯性作用，气流中的粗颗粒粉尘直接落入灰斗中起到预除尘的作用。而较细粉尘随气流折向上均匀进入中部箱体，中箱体内布满装有金属骨架的滤袋，粉尘被吸附在滤袋外表面上，净化后的气体透过滤袋进入上箱体，并经离线阀，汇集到出风口排出。随着过滤进行，滤袋上的粉尘越来越厚，当设备阻力达到设定阻力值时，或达到清灰时间设定值时自动关闭一室离线阀后，按设定程序打开电磁脉冲阀进行反吹清灰，以清除滤袋表面的灰尘，各室的脉冲反吹时间和清灰周期，由反吹程序自动循环执行，反吹后的粉尘落入灰斗中由螺旋卸灰机定时排出。

2、电气设计思路说明
      脉冲控制要求能在恶劣环境下不间断运行，对可靠性要求较高。西门子S7-200系列的小型可编程控制器价格低、性能优良，具有程序容量大、运行速度快、多种中断、编程灵活等优点；特此选用S7-200系列CPU 224模块为控制系统，电磁阀和卷龙电机作为主控对象。为防止外界线路短路等对PLC造成影响，先由PLC控制DC24V中间继电器，再由中间继电器驱动脉冲阀或卷龙接触器。
      自动控制包括压差（定阻）和定时两种控制方式。所谓压差（定阻）法就是控制滤袋内、外侧的压差，当收尘器的压差到达设定值时（一般1470Pa），即由压差变送器发出信号，进入PLC内，即按设定的程序进行逐室清灰。压差检测点分别设置在除尘器的进出口总管处，当达到设定的压差时，除尘器各室依次进行脉冲反吹清灰。手动控制脉冲阀反吹清灰也可。
2.1、筛焦除尘改造控制方式：
2.1.1、 控制箱设有手动/自动转换开关1个、卷龙启停按钮1个、反吹启停按钮1个。
2.1.2、 手动在工作方式下：转换开关打到手动；按一下卷龙启停按钮，卷龙启动，再按一下卷龙停止；按一下反吹启停按钮，反吹开始，再按一下反吹在此次1#－4#箱体反吹结束后停止。
2.1.3、 自动在工作方式下：风机启动十分钟后，自动启动卷龙启动3分钟，然后启动脉冲反吹防止灰斗积灰过多。     
反吹自动工作方式：除尘器的压差到达设定值时（一般1470Pa），或达到设定反吹时间后，首先1#提升阀动作4秒钟后，然后反吹阀吹0.5秒；从1#提升阀工作到2#提升阀工作时间间隔是21秒；2#、3#、4#箱体工作方式以此类推，循环工作。
2.1.4、 卷龙自动工作方式：卷龙工作3分钟，停15分钟循环工作。
2.1.5、 手动/自动转换开关打到停止后，卷龙、反吹立即停止。
2.2、据控制方式设计如下电气图（图1、2）
 

  
图1图2

2.3、IO分配表

思路说明
本系统程序由一个主程序、两个子程序和一个中断程序构成。简要程序框如下：

 

3.1、主程序中有手动卷龙控制、手动反吹控制、中断程序、反吹子程序和卷龙子程序；其中手动反吹和手动卷龙控制使用了一键启动停止，减少了外界元件利于故障的查找。
3.2、反吹子程序中使用了12个接通延时定时器（TON）保证了每一步控制时间的jingque。当反吹信号触发1＃提升阀双稳态触发器（RS）时，1＃提升阀动作，同时1＃、2＃提升阀间隔21秒定时器和4秒后反吹定时器开始计时，4秒钟后启动反吹触发器反吹0.5秒后复位，21秒后复位1＃提升阀触发器（RS）触发2＃提升阀触发器（RS）……依次循环工作。
3.3、中断程序，采用PLC内部程序联锁停止反吹，主要作用是防止卷龙故障后灰斗集尘过多阻塞卷龙。

4、总结
     以上技术改进，经过多次S7-200PLC控制系统现场实际运行表明，能够彻底消除现场原使用脉冲控制仪所带来的故障，为系统的可靠运行提供了保障。西门子S7-200小型PLC是一种性能优越的PLC系统，S7－200的编程软件指令丰富、简单易学，不仅菜单及信息全部中文提示，也可以用中文进行注译。该软件可用于程序输入、编辑、注译、打印，以及运行调试，故障诊断等，即可以在联机情况下直接在PLC中进行编程和在线监测。S7－200系列模块功能强大，配置灵活，在小型工业控制方面有着广阔的应用天地，应为小型控制系统的设备。

 

0 引言

冶金企业中主要的工艺部分就是连铸工艺，连铸工艺的实施大幅度的提高了金属的收得率和铸坯的质量，节约了大量的能源。而出坯区作为和轧钢部分紧密相连的一段工艺，起到了承上启下的作用，减小了钢铁企业的节能降耗能耗。本部分采用德国西门子PLC，通过工业以太网和二级，三级管理控制系统的应用和辊道部分的机电一体品进行以太网通信，来控制辊道的转速和方向，实现铸坯的切割，喷号，去毛刺和下线等动作，完成预定的辊道工艺。

1 系统的硬件配置

    连铸控制系统分为三层，层为基础自动化系统（Basic Automation），简称BA.第二层为二级控制系统（Level2），第三层为管理型控制系统，称为三级控制系统。基础自动化系统由4个操作员站，2个工程师站和PDA站组成。工程师站作为服务器采集现场数据，操作员站通过远程访问来读取监控画面，实现对现场的控制。出坯区属于工艺中后一段，硬件有1个S7-400站，6个ET-200M站和14个变频器组成Profibus-DP网络。如下图1：

 

图1

     同时，通过工业以太网和其他工艺部分公共部分(Common),铸流部分（Strand），仪表部分（Instrument）和二冷水部分(Tcs)和机电一体品（含结晶器震动，结晶器页面控制，电磁搅拌，一次切割，二次切割，喷号机，去毛刺机等）进行通信，工业以太网的网络简图如下图2，图3：

 

图2

图3

2        PLC系统

出坯区的现场生产环境恶劣，高温粉尘，因此要求PLC有较高的可靠性，系统选择了西门子公司的416系列的PLC，它具有稳定的运行性能和强大的组网能力。完全能符合现场的工况。主站由电源模块、CPU、CP443-1、2块FM450-1和CP445-5和背板组成，采用AC220作为主站PLC供电电源，DC24V作为其他模块工作电源电源。

现场远程站分别负责MCC柜，辊道开关箱，液压站，辊道旁的光电开关的信号和现场操作台的按钮信号。每套系统均包括SITOP电源，IM153远程模块和相关的I/O模块组成，负责接收现场的开关量信号和模拟量信号。

变频器通过DP网络连接到系统中来，接收和反馈信号来输出动力，控制辊道的转速和方向。

3         工艺描述和实现

具体工艺如下图4：

图4

    如上图：出坯区共有辊道RT3—RT17共14组辊道，各组的辊道的辊子数目不一定相同。其中RT4为二切辊道，本组辊道上有二次切割机；RT9辊道旁有喷印机，称为喷印辊道；

   RT11,RT12为去毛刺辊道，称去毛刺辊道1，去毛刺辊道2；RT14为下线辊道，两侧分别布置有推钢机和垛板台。两组辊道之间均安装光电开关，在推钢机和垛板台上分别安装接近开关来检测推钢机的行程和垛板台上钢坯的数目。

    第三组辊道（简称RT3）接收从一次切割辊道送来的铸坯，在后续辊道RT4无铸坯时，将铸坯快速运送到RT4上，根据从铸流接收到的铸坯ID号，来确定铸坯的切割长度和块数。如下图5：

图

铸坯的切割信息通过通信发送到二次切割机上，切割机根据RT4根辊子上面的编码器计算铸坯停在本组辊道上的位置，来进行切割。切割完毕后，根据块的数目和长度来启动本组辊道的辊子数向下组辊道运送铸坯，后续有RT5,RT6,RT7,RT8四组等待辊道用来停放后续RT9喷印辊道的不能及时处理的铸坯。喷印机作为机电一体机接收从上位送来的铸坯ID号，进行喷印。喷印完毕后，喷印系统反馈一个喷印结束的信号。本组辊道启动向下组辊道送坯。送坯完毕，接收从前组辊道运来的铸坯。

RT11为去毛刺辊道，去毛刺辊道两侧有两组光电开关，通过光电开关的信号检测来确定铸坯的位置，来确定去毛刺辊的正转和反转来去铸坯的头尾的毛刺。

去毛刺结束后，铸坯通过两组等待辊道RT12和RT13进入到下线辊道，通过板坯所带的信号来确定板坯的去向。分板坯下线和板坯直送两种：板坯下线时，下线辊道根辊子上的编码器计算板坯的停止位置，使板坯的中心线和辊道的中心线重合，待辊道停止转动后，启动推钢机将板坯推至垛板台。板坯直送时，推钢机不动作，编码器信号不参与控制，板坯直接送入下一组等待辊道，再经过两组轧钢下线辊道（RT16、RT17）进入轧钢厂进行后续的加工。

4. 控制内容

        按照保证铸坯在后面的一组辊道上的控制方案进行控制，如：RT5上面有铸坯而RT6上无铸坯，则程序会自动将铸坯运送到RT6上。

       辊道上板坯的运送顺序有RT4－－-RT5－－- RT6－－-RT7－－- RT8－－－－－－－－- RT14－－-垛板台下线和RT4－－-RT5－－- RT6－－-RT7－－- RT8－－－－－－－－- RT17－－-轧钢下线两种。

系统分为自动控制和手动控制和两种控制方式相结合的控制方式。自动控制即各辊道按照工艺实现板坯的切割，喷号，去毛刺等生产工艺并自动的将板坯送到终点；手动方式就是由操作人员在后部控制室和现场设备的手动操作按钮，通过人为观测辊道运行情况手动的将铸坯送至终点的控制方式。两种方式相结合的控制方式应用在各别辊道间的光电开关失效导致铸坯信息无法自动传递的时候和特殊工艺时启用，因为辊道上铸坯的存在和信息通过光电开关来进行传递，所以本组手动不会影响后续辊道的自动运行，仍然可以节省不少人力成本。

5．软件设计

       编程软件采用PCS7 V6.0版本，分别安装在工程师站和现场的操作员站，通过CFC流程图编程，程序结构清楚，层次分明。通过TCP/IP 协议采集下设主站的信息，便于工程师站集中管理用于程序员调试，排查故障和程序的修改。

6. 结论

       这套控制系统的硬件系统采用成熟稳定S7-400系统和软件编程采用西门子结构化编程，程序结构层次清楚，便于现场熟悉工艺的程序员对程序的修改和设备的维护，上位画面实时性好，运行稳定，完全符合工艺技术指标的要求。