1 前 言 　　

燒結礦作為高爐冶煉的主要原料，其質量直接影響高爐生產。安鋼360m2燒結機于2005年6月投產以來，運行一直很平穩(wěn)，該系統(tǒng)主要向安鋼2200m3高爐提供優(yōu)質燒結礦。該系統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)采用先進的網絡結構和PLC軟硬件設備，并應用先進的燒結工藝優(yōu)化控制軟件技術，實現燒結生產過程自動控制、監(jiān)控及管理，為安鋼燒結生產走向大型化邁出了一大步。 

2 自動控制系統(tǒng)構成 　　

自動控制系統(tǒng)實現對整個燒結機生產設備的聯(lián)鎖控制，實時數據的采集與分析，過程與設備狀態(tài)的監(jiān)控與報警，過程趨勢數據的采集與處理，報表打印，畫面顯示。完成了生產設備的基礎自動化及過程計算機控制。各個PLC站、上位監(jiān)控機、工程師站之間采用雙環(huán)路光纖配置的TCP/IP工業(yè)以太網連接，構成了燒結生產的綜合監(jiān)控網絡。 　　

根據燒結工藝對自動化系統(tǒng)的要求，360m2燒結機計算機自動控制系統(tǒng)采用施耐德Quantum 140 系列PLC（CPU模板：140 CPU 53414A；通訊模板：140 CRP 93200，140 CRA 93200，140 NOE77101；輸入模板：140 DAI75300，140 ATI03000，140 ARI03010，140 ACI03000；輸出模板：140 DRA84000，140 ACO02000）可實現配混系統(tǒng)、燒冷系統(tǒng)、成品整粒系統(tǒng)、主抽風系統(tǒng)、主粉塵系統(tǒng)及電除塵卸灰系統(tǒng)的邏輯順序控制，對主抽風機、點火爐等生產工藝的數據采集處理及回路控制。系統(tǒng)網絡配置簡圖如圖1。

圖1 安鋼360㎡燒結機自控系統(tǒng)網絡結構簡圖

　　系統(tǒng)由5臺PLC、3個工程師站和10個監(jiān)控站組成。基礎控制層采用Quantum 140 系列PLC，PLC主站與分站之間采用遠程I/O方式擴展。各PLC站通過網絡通訊模板、交換機、TCP/IP工業(yè)以太網與工程師站或監(jiān)控站可進行通訊，傳輸速率為100M pbs，傳送介質為超五類屏蔽雙絞線。系統(tǒng)具強大的數字量、模擬量及回路處理功能，具備模板化、體系結構可擴展的特點，包括CPU、I/O模板、I/O接口、通訊模板、電源和底板等。監(jiān)控系統(tǒng)（HMI）采用Intellution公司的iFIX3.5監(jiān)控軟件，實現生產過程工藝流程及各參數的采集顯示、報警、回路控制畫面，歷史數據存儲及趨勢圖，報表等監(jiān)控功能。操作系統(tǒng)為Windows 2000，編程軟件采用Concept2.6，它支持5種IEC標準語言，系統(tǒng)提供了派生功能塊(DFB)，并可在Concept2.6應用程序中反復調用，如果一些特定的算法或邏輯控制需要改變，只需修改DFB功能塊即可。 

3 系統(tǒng)功能　　 　　

3.1 電氣控制 　　

根據工藝要求和現場實際情況，系統(tǒng)從整體上分為機旁操作和計算機聯(lián)鎖運行。機旁操作是指操作人員在現場操作箱上進行設備的啟動、停止及設備運轉速度設定。當一臺設備于機旁操作狀態(tài)時，不再參與系統(tǒng)的其它聯(lián)鎖。計算機聯(lián)鎖運行是指處于自動運行的所有設備每一時刻都參入各自聯(lián)鎖條件，如運行安全聯(lián)鎖、工藝參數聯(lián)鎖、啟動或停止順序聯(lián)鎖等，有效地防止因下游設備故障而引起上游皮帶堆料。以配混系統(tǒng)為例，闡述控制原理如圖2。

圖2 系統(tǒng)控制原理簡圖

　　在圓盤配料系統(tǒng)中，給料量主要由圓盤的轉速決定，并且與圓盤的轉速成線性比例關系。處于機旁手動操作方式時，操作工可手動調節(jié)操作箱上電位器來控制變頻器頻率，從而控制圓盤給料機的轉速。處于自動運行方式時，中控室操作工可從上位監(jiān)控機設定流量給PLC，同時電子皮帶秤測出一個實際流量信號反饋回PLC參加PID運算，最后，得到一控制量，通過MB+網控制變頻器，從而控制圓盤給料機的轉速。達到控制物料流量的目的。配1、配2、混1等皮帶機自動控制程序上做了嚴格的連鎖控制，避免了下游設備故障停機引起上游皮帶堆料問題。 　　

3.2 儀表控制　　 　　

（1）信號的采集與處理 　　

利用Concept 2.6軟件特有功能，針對不同的模擬量輸入信號和不同參數需要，分別編制了工程量轉換、偏差、上下限報警等各種信號處理的DFB，在控制程序中可直接調用這些功能塊。實現了混合料礦槽料位測量及上下限料位報警，煤氣流量、空氣流量的累計及瞬時顯示，煤氣與空氣壓力測量，低壓煤氣切斷，負壓測量與顯示，燒結料層厚度檢測。實現了主抽風機入口流量檢測，進口廢氣負壓、溫度測量，高壓電動機的軸承、定子溫度測量及風機軸承、溫度、振動的測量及超限報警和停車等。 　　

（2）點火爐溫度控制 　　

點火爐燃燒控制是燒結工藝的重要環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)可分為點火流量控制和點火溫度控制兩種方式。流量控制為操作員在上位監(jiān)控機設定一流量值，給PID調節(jié)器的SP端，反饋信號給PID調節(jié)器的PV端，然后經PID運算后輸出一開度信號來確定調節(jié)閥的開度。點火溫度控制為操作員在上位監(jiān)控機設定一溫度值，經PID調節(jié)程序輸出一煤氣流量值，最終達到調整煤氣流量的目的。 

4 系統(tǒng)特點 　　

（1）故障報警及自動生成報表。當出現故障時，監(jiān)控畫面將以警示色提醒用戶，以便操作工及時處理。系統(tǒng)能實時地將歷史數據記錄在上位機中，對數據的查詢、統(tǒng)計和打印很方便。 　　

（2）PLC電源模板冗余，并采用UPS供電，保證了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，有效地減少故障停機時間。 　　

（3）上位機進行系統(tǒng)的監(jiān)控和管理，并提供良好的人機界面，實現分布處理與集中管理一體化，而且系統(tǒng)故障率低，可靠性高，操作簡便，控制功能和精度滿足生產工藝要求。 

5 結束語 　　

該系統(tǒng)自2005年6月投產以來，運行一直很平穩(wěn)，沒有出現過事故故障，故障率低，可靠性高，完全滿足了大型燒結機的自動化生產要求。