運用PLC 技術全面提升新鋼公司6、7#高爐槽上系統自動化水平

黃文平

（新余鋼鐵有限責任公司 第二煉鐵廠，江西 新余 338001）

1 概述

新余鋼鐵有限責任公司6、7#高爐槽上系統主要負責為高爐礦焦倉供料，每座高爐均有18 個倉，其中燒結倉10 個，球團、塊礦、熔劑、焦炭倉各為2 個。全系統由皮帶和卸料車兩大部分組成，原料流經14（A、B、C）、16（A、B、C）、17（A、B、C）皮帶系統進入相應的卸礦車，將料流傳送到所選料倉，同時開啟相應除塵閥進行除塵，改造前皮帶系統由遠程操作臺控制，卸料車由現場操作箱控制，控制方式繁瑣、精度低、安全系數低。為此，我們采用上位機＋PLC 的控制方案對其進行改造，所有設備控制均納入該控制方案。

2 控制要求

由于需同時向兩座高爐供料，因此本槽上系統工藝較為特殊，皮帶機根據工藝需要聯鎖停止，即上游皮帶狀態聯鎖停下游皮帶；卸礦車之間彼此獨立，可單獨動作；除塵閥設計聯動、單動兩種模式，當處于聯動時，與該倉對應的皮帶及卸料車聯鎖，即該倉上方皮帶運行且相應卸料車處于該倉上，閥門即聯動開，反之則聯動關，當處于單動時，閥門可由操作工自由開關；料位信號僅供顯示，不與上述設備聯鎖。

3 整體控制方案

全系統共分為人機界面、控制單元、現場設備三大部分，系統配置如圖1 所示。其中，人機界面主要為操作員站，通過控制單元轉換，負責為操作人員提供現場工藝參數顯示和操作界面，控制單元主要為PLC 控制器，負責利用其內置的程序對現場設備發出控制指令，同時還有現場參數轉換及傳輸的作用，現場設備主要為皮帶機、卸料車、除塵閥、接近開關等設備，負責最終采集和控制工藝參數。考慮到高爐備料對于高爐生產的重要性，因此我們在項目設計之初，首先考慮的是控制系統的穩定和高效，基于此，我們選用了高可靠性的西門子S7-400 系列的PLC為控制單元通過以太網與兩臺操作員站組成高速控制系統，同時兩臺操作員站互為冗余，最大限度的確保了系統的高可靠性。現場設備方面則選用質量良好的測量執行單元，確保外部信號穩定可靠。

圖1 控制系統配置圖

S7-400 PLC 實現的功能如圖2 所示。

圖2 S7-400 PLC 功能示意圖

控制軟件我們選取下位軟件為STEP7_V5.3，上位軟件為WINCC6.0，下位軟件負責邏輯控制和將外部測量數據轉換至上位顯示的量程范圍，上位軟件負責畫面顯示及操作指令發出。

3.1 供料流程

圖3 14A 皮帶機運行

圖4 14B 皮帶機運行

圖5 14C 皮帶機運行

3.2 卸礦車對倉流程

圖6 卸礦車對倉流程圖

4 畫面介紹

此次我們共設計了主流程畫面、分皮帶及卸料車操作畫面、除塵閥操作畫面、報警日志畫面等3 種畫面，各畫面在功能上彼此獨立，且相互補充，以下具體分析各畫面實現的功能。

4.1 主流程畫面

4.1.1 操作功能

點擊皮帶啟停按鈕可控制所有皮帶機啟停狀態。

4.1.2 監控功能

顯示各皮帶運行、報警、是否選PLC 控制以及系統總故障。

4.2 分皮帶及卸料車操作畫面

4.2.1 操作功能

（1）點擊各皮帶啟停按鈕可控制相應皮帶機啟停狀態。

（2）選中卸料車對倉號并點擊對倉按鈕可使該車自動向所選倉位對準，該倉位接近開關發出信號后終止該對倉動作，否則報過倉或超時故障并終止該對倉動作。

4.2.2 監控功能

（1）顯示皮帶運行、報警、工作電流、是否選PLC 控制以及系統總故障。

（2）顯示料倉料位狀態。

（3）顯示除塵閥開、關及報警狀態。

4.3 報警日志畫面

顯示各設備歷史報警及皮帶機、卸料車啟動信息，以便于分析系統歷史運行狀態。

5 結語

新鋼公司6、7＃高爐槽上自動化系統自投運以來，以其技術先進、自動化水平高、靈活多樣的操作模式，極大提高了高爐供料效率，系統運行穩定、操作簡便，實踐證明，此次采用S7-400 PLC 控制的槽上自動化系統，既滿足了工藝要求，提高了自動化控制水平，也減少了勞動強度，保障了安全生產,對高爐產量的提高起到了十分重要的作用。