新钢公司7#烧结机燃熔、成品自动化系统开发调试及难点解析

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摘 要 本文介绍了以UNITY QUANTUM系列的MODICON PLC为控制核心组成的自动化系统在7#烧结燃熔、成品自动化系统的技术应用，以及在开发时与6#烧结机相应系统整合联调，通过这些介绍，可以使我们更清楚地看到烧结机原料及成品系统工艺的特殊性、复杂性，以及针对这些难点，我们在自动化系统开发时所采取的相应措施。

关键词 燃熔；成品；筛分组；MODICON PLC；UNITY PRO；IFIX4.0

中图分类号TF3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）116-0098-02

1 概况

7#烧结机燃熔、成品系统，是新钢公司7#烧结机全系统的重要组成部分，系统顺畅与否将对新钢三期技改二系列工程的完成起到至关重要的作用，其自动化系统开发工作除了设计该部分的自动化控制功能之外，还需兼顾6#烧结机燃熔、成品公共接口部分的自动化系统整合工作，使其与6#烧结机相应部分形成功能完善、操作简便的完整系统。

2 系统构成

全系统共分为燃熔、成品两大部分，但由于与6#烧结机（先期已投产）存在共用部分，因此开发调试需要通盘考虑。所以，本次系统开发实际是围绕以下五大部分来进行的：

第1、2部分由新设计独立施耐德QUANTUM系列PLC进行控制，而第3部分则由原6#烧结机公共PLC进行控制，三部分彼此独立运行，但进行联锁控制，第4、5部分前期三期一系列已先行开发投运，只需适当完善与第3部分的交接程序。

3 项目特点

1） 公共接口部分工艺复杂，其中尤以筛分组的控制逻辑难度最大；

2） 由于项目调试牵涉到正在运行的6#烧结机，因此系统热联调时间被极大压缩，单次调试的准确性的要求也相应提高；

3）PLC系统数量众多（共计5套），彼此通讯信号多，调试难度大。

4 自动化系统概述

根据项目特点，并结合总包方及用户单位意见，我们在原有三套PLC（CS11、CS12、CS4）的基础上新增电控（CS21）、仪控（CS22）两个独立系统，每个系统由控制站、操作站、远程站、以太网及冗余现场总线等组成。用于完成工艺生产过程的数据采集、自动控制、参数显示、越限报警等功能。其中电控PLC控制站（CS21）与仪控PLC控制站（CS22）分别负责开关量、模拟量信号的处理，两套PLC均能对7#烧结机燃熔、成品系统进行控制。控制站及成品操作站设在主操作室内，燃熔操作站设在燃熔操作室内，控制站及操作站之间采用以太网进行连接，与各远程站采用现场总线进行数据通讯。此外在既有公共接口PLC（CS4）上增加6、7#烧结机接口控制程序，利用以太网实现新老PLC之间数据的互传互通。

硬件方面，系统控制单元均采用施耐德公司UNITY QUANTUM系列PLC，该系列PLC相比原CONCEPT系列在性能上有了大幅提高，能更好的确保系统稳定、高效。软件方面，操作系统选用WINDOWS XP（SP2）中文专业版，下位软件均采用Unity PRO 2.3 XL；上位软件则选用IFIX 4.0（标准版），并安装瑞星杀毒软件。

5 操作方式及特点

操作方式采用系统自动（联动）方式：区域内所有具有联锁要求，同时控制权均在PLC方的设备均形成上下游联锁关系，操作人员在上位机上根据实际情况人工点击所需料线的选择及启动按钮后，该料线设备即延时逐级启动，反之，料线运行时，操作人员可点击该料线的顺停按钮以实现该料线设备逐级顺停，启停原则为逆启顺停，下游设备故障时急停上游所有设备，此外，料线运行时，操作人员可点击急停按钮以实现该料线设备全线齐停。

另外，由于燃料、熔剂系统供料料种经常变换且胶带机数量较少，我们还在系统自动的同时还增加了各设备的单动控制，使其在变换供料时可以灵活启停胶带机。而在成品整理系统由于料种单一，且设备联锁繁杂，故未如此设计，以确保系统联锁的高可靠性。

6 主要控制项目

6.1 7#烧结机燃料、熔剂系统

燃料、熔剂系统作为全烧结机原料来源，可以将其看成是若干个供料流程。此次，我们将6、7#烧结机燃料、熔剂系统合二为一，即在原有的5个供料流程基础上，又新增了5个供料流程，同时充分利用先期已上的公共部分程序，适当增加向7#烧结机供料接口程序，是该系统完全胜任向两座烧结机供料的需求。全系统共有13条胶带机、3台旋转漏斗、6个三通分料器。

6.2 7#烧结机成品整粒系统

成品整粒系统是烧结成品矿输送系统，全系统共有19条胶带机、2组共6台振动筛、5个三通分料器，共分为冷矿系统、筛分系统Ⅰ、筛分系统Ⅱ、铺底料系统、成品系统、返矿系统。

7 项目实施难点分析

如前所述，成品整粒系统是此次项目开发的核心部分，其开发还必须兼顾到6#烧结机成品部分。可以看出，成品供料流程是相当复杂的，而控制的最难点即在筛分组C（备用筛）上，其最大的特点是入口多、出口多，同时其隶属于哪台烧结机还可能随时被切换（可极大提高系统供料的灵活性），即一旦选在7#机，则它将参与7#成品系统联锁，反之则参与6#成品系统联锁，并且在生产中操作工还将随时切换其归属，另外它还处于全流程中游部位，这就给整个成品系统的联锁启动与停止带来了极大的麻烦。最初，我们试图让系统全自动识别备用筛供料方向，以提高成品供料效率，但运行中发现系统识别的供料方向往往事与愿违，导致设备误联锁。为此，我们进行了长时间的攻关，最终决定化繁为简，在每台烧结机成品画面上均增加一个人工选择备用筛的切换按钮，由操作工实时根据需要选择备用筛的投用取向，这样做，表面上似乎降低了自动化程度，但却可以使操作工在供料过程中灵活地调整供料方向，同时也保证了系统能准确判断出当前备用筛选择的方向，从而确保该部分乃至全系统设备联锁的可靠性。改动至今，彻底杜绝了误联锁事故的发生，获得了用户单位的一致好评。

8 结论

作为一次典型的单体设备简单、整体工艺复杂、调试难度巨大的自动化系统开发的实施者，我们从中学到了许多新知识、新技巧，同时也让我们对烧结机全工艺流程有了新的认识，相信这些宝贵的积累今后必将对新钢公司的发展起到积极的作用。

参考文献

[1]田超.320m～2烧结机烧结专家系统投入使用.冶金自动化，2010（3）.