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[摘 要]本文详细将介绍中厚板炼铁1#烧结机控制系统网络优化升级。针对该系统设备老化，远程站之间通讯距离远、通讯电缆在电缆沟铺设夏季长期积水，通讯故障频发等现状，结合改造费用有限的实际情况。制定了只更换通讯电缆及增加网络通讯组件，现场I/O模块继续使用的改造方案。改造后实践证明：原CPU与网络通讯硬件及现场I/O设备完全兼容，系统的可靠性，稳定性，可操作性，通讯速率都得到了极大的提高，并为日后系统I/O设备改造和网络拓展预留出升级空间。
[关键词]通讯 网络结构 PLC CPU
中图分类号：F426.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0327-01
引言
随着中厚板高炉改造及扩容工程的完成，对烧结生产能力的要求越来越高，除计划检修外，任何一台烧结机故障停机，都将影响高炉的正常生产，何况1#烧结的控制系统除了控制1#烧结的设备启停监控外，还肩负着给两个烧结配料室料仓自动上料（匀矿、焦粉、白煤等）的任务，它们共用着一套上料程序。1#机控制系统自2003年投入使用至今，已经连续运行15年，设备老化，事故频发，还经常发生系统通讯故障，严重影响了系统的正常运行和1#2#烧结的正常生产，且2013年还投入且使用了专家系统模型，比如自动配料模型、点火控制模型、水分控制模型、烧透控制模型等更对通讯有了更高的要求，而原控制系统的通讯速率低，容量小，扩展性及网络互连性差，已不适应大规模烧结生产控制及生产数据综合分析管理的需要，威胁着公司整体经营目标的实现，引起了各级领导的重视。
为此我们针对原控制系统存在的问题和目前的生产需求进行了认真的研究与分析，充分结合系统自身特点，在原控制系统功能的基础上，完善生产实时监控功能，彻底解决网络通讯和监控管理层网络落后的问题，提出了全新的1#烧结控制系统及其生产数据的综合分析管理解决方案。使系统具有良好的可靠性，前瞻性，兼容性和可扩展性，具有较高的性价比。
1控制系统概述
1.1控制系统现狀
1#机控制系统自2003年投入使用至今，已达到使用年限，主要存在以下问题：
（1）设备老化，故障率高
1#机控制系统自2003年投入使用至今，从未进行过PLC设备进行过升级改造，设备老化，技术相对落后，故障频发 时常发生影响控制系统正常运行的通讯故障，严重影响1，2#烧结机的正常生产。
（2）网络结构落后，通讯速率低，不适应现代化生产管理的需要
原控制系统各远程站之间通讯距离远，速率低，仅为187.5Kb/s，不易实现大规模生产控制及生产数据的综合分析管理，扩展性及网络互联性差，已不能适应目前现代化生产管理的要求。
1.2系统优化构想
针对系统存在的问题、以及现代化企业生产管理的需要，本着少花钱，多办事的原则，经多方调研，提出如下改造构想：
（1）改变原有通讯电缆路径，由电缆沟铺设改为地上桥架铺设，DP电缆改为多模光纤。
（2）增加光电转换模块，同时增加一路24V电源专供光电模块。
（3）搭建模拟网络结构，看通讯数据是否能够实现，且是否正常。
（4）更换一部分老旧继电器和隔离器，在重要设备输入或输出节点上增加双保险，比如煤气空气阀前压力，避免因假信号造成联锁停机。
通过上述方案可以解决系统存在的不少问题，优化控制系统，从而保证烧结稳定且连续生产，烧结生产是连续性生产工艺，上下游设备之间联系紧密，要求系统全面完成生产设备实时监控、故障管理、过程检测、回路调节等自动控制，全面完成生产过程管理和数据分析，指导生产工作，生产实时数据必须能够及时发送给管理层，同时管理数据和实时数据综合处理后又能够及时用于生产控制。
1.3系统通讯组件选型
由于此次系统改造只更换通讯网络，现场仍使用原西门子300模块，由于距离远，要想提高通讯速率且正常通讯，必须增加光电模块，为此查阅相关资料并向西门子公司咨询系统网络结构是否能够实现及增加的系统硬件（光电转换模块6GK15033CB00）的解决方案，此光电模块为一入两出，为以后拓展网络，留下改造空间。增加的光电模块，对于正常通讯来说，就显得尤为重要，为免因硬件损坏而造成停机带来严重影响，采用一用一备，即光电模块冗余形式，且提供单独的稳定的24V供电（SITOP电源6EP1 334-2BA01 10A），24V供电也采用冗余形式，冗余模块为6EP1 961-3BA21 10A。
2网络结构改造
2.1改造前网络图：
[关键词]通讯 网络结构 PLC CPU
中图分类号：F426.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）35-0327-01
引言
随着中厚板高炉改造及扩容工程的完成，对烧结生产能力的要求越来越高，除计划检修外，任何一台烧结机故障停机，都将影响高炉的正常生产，何况1#烧结的控制系统除了控制1#烧结的设备启停监控外，还肩负着给两个烧结配料室料仓自动上料（匀矿、焦粉、白煤等）的任务，它们共用着一套上料程序。1#机控制系统自2003年投入使用至今，已经连续运行15年，设备老化，事故频发，还经常发生系统通讯故障，严重影响了系统的正常运行和1#2#烧结的正常生产，且2013年还投入且使用了专家系统模型，比如自动配料模型、点火控制模型、水分控制模型、烧透控制模型等更对通讯有了更高的要求，而原控制系统的通讯速率低，容量小，扩展性及网络互连性差，已不适应大规模烧结生产控制及生产数据综合分析管理的需要，威胁着公司整体经营目标的实现，引起了各级领导的重视。
为此我们针对原控制系统存在的问题和目前的生产需求进行了认真的研究与分析，充分结合系统自身特点，在原控制系统功能的基础上，完善生产实时监控功能，彻底解决网络通讯和监控管理层网络落后的问题，提出了全新的1#烧结控制系统及其生产数据的综合分析管理解决方案。使系统具有良好的可靠性，前瞻性，兼容性和可扩展性，具有较高的性价比。
1控制系统概述
1.1控制系统现狀
1#机控制系统自2003年投入使用至今，已达到使用年限，主要存在以下问题：
（1）设备老化，故障率高
1#机控制系统自2003年投入使用至今，从未进行过PLC设备进行过升级改造，设备老化，技术相对落后，故障频发 时常发生影响控制系统正常运行的通讯故障，严重影响1，2#烧结机的正常生产。
（2）网络结构落后，通讯速率低，不适应现代化生产管理的需要
原控制系统各远程站之间通讯距离远，速率低，仅为187.5Kb/s，不易实现大规模生产控制及生产数据的综合分析管理，扩展性及网络互联性差，已不能适应目前现代化生产管理的要求。
1.2系统优化构想
针对系统存在的问题、以及现代化企业生产管理的需要，本着少花钱，多办事的原则，经多方调研，提出如下改造构想：
（1）改变原有通讯电缆路径，由电缆沟铺设改为地上桥架铺设，DP电缆改为多模光纤。
（2）增加光电转换模块，同时增加一路24V电源专供光电模块。
（3）搭建模拟网络结构，看通讯数据是否能够实现，且是否正常。
（4）更换一部分老旧继电器和隔离器，在重要设备输入或输出节点上增加双保险，比如煤气空气阀前压力，避免因假信号造成联锁停机。
通过上述方案可以解决系统存在的不少问题，优化控制系统，从而保证烧结稳定且连续生产，烧结生产是连续性生产工艺，上下游设备之间联系紧密，要求系统全面完成生产设备实时监控、故障管理、过程检测、回路调节等自动控制，全面完成生产过程管理和数据分析，指导生产工作，生产实时数据必须能够及时发送给管理层，同时管理数据和实时数据综合处理后又能够及时用于生产控制。
1.3系统通讯组件选型
由于此次系统改造只更换通讯网络，现场仍使用原西门子300模块，由于距离远，要想提高通讯速率且正常通讯，必须增加光电模块，为此查阅相关资料并向西门子公司咨询系统网络结构是否能够实现及增加的系统硬件（光电转换模块6GK15033CB00）的解决方案，此光电模块为一入两出，为以后拓展网络，留下改造空间。增加的光电模块，对于正常通讯来说，就显得尤为重要，为免因硬件损坏而造成停机带来严重影响，采用一用一备，即光电模块冗余形式，且提供单独的稳定的24V供电（SITOP电源6EP1 334-2BA01 10A），24V供电也采用冗余形式，冗余模块为6EP1 961-3BA21 10A。
2网络结构改造
2.1改造前网络图：