论文部分内容阅读
【摘 要】本文论述了ABB PLC系统在广东韶关冶炼厂熔炼车间鼓风炉的应用。该控制系统主要采用了ABB公司生产的AC800M控制器，实现对备料仓的给料、称量、运输，直至将物料加入鼓风炉内这一全过程的自动控制。
【关键词】ABB PLC；加料控制系统；AC800M控制器
1 引言
广东韶关冶炼厂鼓风炉加料计算机控制系统主要完成备料仓的给料、称量、运输，直至将物料加入鼓风炉内这一全过程的自动控制。鼓风炉加料计算机控制系统是韶冶铅锌密闭鼓风炉熔炼（ISP）生产过程自动化的重要组成部分。鼓风炉加料控制系统主要采用了ABB公司生产的新型PLC系统，以AC800M可编程序控制器为核心，配以编程器、监控器、打印机、及电源柜、继电器柜、操作台、电子漏斗秤、称量变送器等组成。
2 系统硬件构成及技术原理
2.1系统硬件
AC800M是ABB公司Compact Products 800系列产品中的一个重要组件，它是一款基于导轨安装的模块化的控制器，包含了CPU、通信模块、电源模块及一系列附件。AC800M控制器通过Compact Control Builder编程软件为其编程组态，使得AC800M控制器可以实现各种控制应用。可重复使用代码和库文件的功能特点也使AC800M的应用程序更加容易组态和建立。AC800M控制器上有两个以太网口用于连接操作站、工程师站、管理站或高级应用。控制器配置了2个RS232口对调试工具、外部设备或系统进行通信。同时该控制器模块旁可以添加一系列的各种接口通讯模块比如 Profibus DP接口（可支持市场上符合Profibus的产品和设备）、Foundation Fidldbus接口（提供基金会现场总线的HSE，可直接连接FF总线适配器）、Masterbus 300接口、S100I/O接口（支持AC410/450及Masterpiece200的I/O系统，ABB INSUM接口等等。这种连接方式和扩展使AC800M无比的开放和可扩展，非常容易与现运行的韶冶其他计算机控制系统连接。
2.2技术原理
本系统主要实现了按一定精度对物料进行称量，然后按一定程序运输至鼓风炉内这一生产工序的自动化，本系统的技术原理可广泛应用于冶金、化工等连续作业的生产过程自动化。系统的控制部分主要由AC800M PLC系统完成，编程部分主要在ABB的编程软件 ControlBuilder中完成，监控部分由第三方监控软件IFIX完成，监控软件通过OPC Server实时的显示系统的运行状态、运行参数。通过专用的网桥进行协议转换，使ABB PLC系统和DCS系统μXL进行通讯，实现生产过程的集中监控和管理。并经DCS操作站的RS-232接口与全厂信息中心SSIMIS系统相连，以实现中间物料数据的直接传送和全厂生产过程的监控和管理。
3 系统设计与实现
3.1加料控制系统的设计
鼓风炉加料计算机控制系统主要包括称量排料系统、转运车系统、加料吊车系统、鼓风炉料钟系统、通风收尘系统。本系统具有实时数据的流程图显示、数据存储打印、越限故障报警、设备运行状态显示等。
鼓风炉加料控制系统现场模拟图见图一
图一
鼓风炉加料控制系统网络拓扑图如图二所示
图二
3.2加料控制系统的实现
3.2.1称量排料系统
称量排料系统实现了加料全过程的自动控制。主要包括备料仓下10个料口排料设备的动作，如：排料辊、密封门、给料机、振动筛、漏斗闸门的起停和开闭，并完成物料的自动称量。同时所有的加料记录和各种加料过程中参数均通过网桥连接DCS系统，实现熔炼全过程的集中监控。
3.2.2转运车系统
转运车运行于提升塔与排料区之间，将备料仓的物料运至提升塔下。转运车系统实现了根据工艺需要提出的各种加料制度，如：自动料口选择、单料口向双料罐（单料罐）、双料口向双料罐等复杂工艺要求，同时还实现了全自动、循环自动、局部操作及手动等多种工作方式。转运车在排料区有9个停车点，在提升塔下有两个停车点，转运车运行有正向快速、正向慢速、反向快速、反向慢速，转运车在停车点之间的运行一般为快速，当到达预定停车点前收到减速开关发出的减速信号后即改为慢速运行。
3.2.3加料吊车系统
实现了吊车的全自动控制。加料吊车的任务是将有物料的重罐自提升塔下运至鼓风炉顶加入炉内。过程主要分：等候面下放、塔底提升、提升塔至炉顶行走、炉顶下放、炉顶提升、炉顶至提升塔行走、提升塔下放至等候面等。吊车的工作方式有：集中、局部、临时卸料、现场手动、停止。
3.2.4料钟系统
本系统主要控制鼓风炉顶四个大小料钟的开闭，以完成将吊车运来的物料加入炉内的任务。系统根据炉顶吊车下放的行程信号开小钟向料顶放料，放空后关闭小钟开大钟向炉内放料，放空后关闭大钟，延时加料。料钟系统的工作方式有集中、手动、停止。
3.2.5通风收尘系统
本系统控制Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、团矿区、杂料区通风收尘设备启动、停止，根据每个区排料信号自动启动该区通风收尘设备。
4 结束语
该系统实现了鼓风炉备料仓的给料、称量、运输，直至将物料加入鼓风炉内这一生产过程的自动控制，既满足了现场工艺提出的各种要求，也大大降低了操作人员的工作强度。随着过程控制的优化，经过实测，实际电子漏斗秤的精度达99.6%，控制精度达99.2%，收到了良好的效益。■
【关键词】ABB PLC；加料控制系统；AC800M控制器
1 引言
广东韶关冶炼厂鼓风炉加料计算机控制系统主要完成备料仓的给料、称量、运输，直至将物料加入鼓风炉内这一全过程的自动控制。鼓风炉加料计算机控制系统是韶冶铅锌密闭鼓风炉熔炼（ISP）生产过程自动化的重要组成部分。鼓风炉加料控制系统主要采用了ABB公司生产的新型PLC系统，以AC800M可编程序控制器为核心，配以编程器、监控器、打印机、及电源柜、继电器柜、操作台、电子漏斗秤、称量变送器等组成。
2 系统硬件构成及技术原理
2.1系统硬件
AC800M是ABB公司Compact Products 800系列产品中的一个重要组件，它是一款基于导轨安装的模块化的控制器，包含了CPU、通信模块、电源模块及一系列附件。AC800M控制器通过Compact Control Builder编程软件为其编程组态，使得AC800M控制器可以实现各种控制应用。可重复使用代码和库文件的功能特点也使AC800M的应用程序更加容易组态和建立。AC800M控制器上有两个以太网口用于连接操作站、工程师站、管理站或高级应用。控制器配置了2个RS232口对调试工具、外部设备或系统进行通信。同时该控制器模块旁可以添加一系列的各种接口通讯模块比如 Profibus DP接口（可支持市场上符合Profibus的产品和设备）、Foundation Fidldbus接口（提供基金会现场总线的HSE，可直接连接FF总线适配器）、Masterbus 300接口、S100I/O接口（支持AC410/450及Masterpiece200的I/O系统，ABB INSUM接口等等。这种连接方式和扩展使AC800M无比的开放和可扩展，非常容易与现运行的韶冶其他计算机控制系统连接。
2.2技术原理
本系统主要实现了按一定精度对物料进行称量，然后按一定程序运输至鼓风炉内这一生产工序的自动化，本系统的技术原理可广泛应用于冶金、化工等连续作业的生产过程自动化。系统的控制部分主要由AC800M PLC系统完成，编程部分主要在ABB的编程软件 ControlBuilder中完成，监控部分由第三方监控软件IFIX完成，监控软件通过OPC Server实时的显示系统的运行状态、运行参数。通过专用的网桥进行协议转换，使ABB PLC系统和DCS系统μXL进行通讯，实现生产过程的集中监控和管理。并经DCS操作站的RS-232接口与全厂信息中心SSIMIS系统相连，以实现中间物料数据的直接传送和全厂生产过程的监控和管理。
3 系统设计与实现
3.1加料控制系统的设计
鼓风炉加料计算机控制系统主要包括称量排料系统、转运车系统、加料吊车系统、鼓风炉料钟系统、通风收尘系统。本系统具有实时数据的流程图显示、数据存储打印、越限故障报警、设备运行状态显示等。
鼓风炉加料控制系统现场模拟图见图一
图一
鼓风炉加料控制系统网络拓扑图如图二所示
图二
3.2加料控制系统的实现
3.2.1称量排料系统
称量排料系统实现了加料全过程的自动控制。主要包括备料仓下10个料口排料设备的动作，如：排料辊、密封门、给料机、振动筛、漏斗闸门的起停和开闭，并完成物料的自动称量。同时所有的加料记录和各种加料过程中参数均通过网桥连接DCS系统，实现熔炼全过程的集中监控。
3.2.2转运车系统
转运车运行于提升塔与排料区之间，将备料仓的物料运至提升塔下。转运车系统实现了根据工艺需要提出的各种加料制度，如：自动料口选择、单料口向双料罐（单料罐）、双料口向双料罐等复杂工艺要求，同时还实现了全自动、循环自动、局部操作及手动等多种工作方式。转运车在排料区有9个停车点，在提升塔下有两个停车点，转运车运行有正向快速、正向慢速、反向快速、反向慢速，转运车在停车点之间的运行一般为快速，当到达预定停车点前收到减速开关发出的减速信号后即改为慢速运行。
3.2.3加料吊车系统
实现了吊车的全自动控制。加料吊车的任务是将有物料的重罐自提升塔下运至鼓风炉顶加入炉内。过程主要分：等候面下放、塔底提升、提升塔至炉顶行走、炉顶下放、炉顶提升、炉顶至提升塔行走、提升塔下放至等候面等。吊车的工作方式有：集中、局部、临时卸料、现场手动、停止。
3.2.4料钟系统
本系统主要控制鼓风炉顶四个大小料钟的开闭，以完成将吊车运来的物料加入炉内的任务。系统根据炉顶吊车下放的行程信号开小钟向料顶放料，放空后关闭小钟开大钟向炉内放料，放空后关闭大钟，延时加料。料钟系统的工作方式有集中、手动、停止。
3.2.5通风收尘系统
本系统控制Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、团矿区、杂料区通风收尘设备启动、停止，根据每个区排料信号自动启动该区通风收尘设备。
4 结束语
该系统实现了鼓风炉备料仓的给料、称量、运输，直至将物料加入鼓风炉内这一生产过程的自动控制，既满足了现场工艺提出的各种要求，也大大降低了操作人员的工作强度。随着过程控制的优化，经过实测，实际电子漏斗秤的精度达99.6%，控制精度达99.2%，收到了良好的效益。■