2020年OA自動(dòng)化采用PLC技術(shù)全面實(shí)現(xiàn)新鋼三期技改綜合料場(chǎng)自動(dòng)化控制

1、*（OA自動(dòng)化）采用PLC 技術(shù)全面實(shí)現(xiàn)新鋼三期技改綜合料場(chǎng)自動(dòng)化控制20XX年XX月多年的企業(yè)涔詢顧問經(jīng)驗(yàn)經(jīng)過(guò)實(shí)戰(zhàn)險(xiǎn)證可以落地執(zhí)行的卓越管理方案，值得您下載弗有!i. p采用PLC技術(shù)全面實(shí)現(xiàn)新鋼三期技改綜合料場(chǎng)自動(dòng)化控制劉莉、何鵬（新余鋼鐵有限責(zé)任公司自動(dòng)化部，江西新余338001 ）摘要本文介紹了以QUANTUM 系列的MODICONPLC 為控制核心組成的自動(dòng)化系統(tǒng)在新鋼三期技改綜合料場(chǎng)中 的技術(shù)應(yīng)用，通過(guò)這些介 紹，可以使我們更清楚地看到MODICONPLC 在提高料場(chǎng)利用率、優(yōu) 化控制結(jié)構(gòu)等方面所起到的關(guān)鍵作用，同時(shí)對(duì)于促進(jìn)綜合料場(chǎng)自動(dòng)化 水平，最終實(shí)現(xiàn)料場(chǎng)生產(chǎn)最優(yōu)化所起到的積極意

2、義。關(guān)鍵詞綜合料場(chǎng)；MODICONPLC ; UNITYPRO ; IFIX4.0 ;自動(dòng)控 制.概況綜合料場(chǎng)項(xiàng)目是公司三期技改工程配套建設(shè)項(xiàng)目，在現(xiàn)有原料場(chǎng)、煤場(chǎng)的基礎(chǔ)上或新建或擴(kuò)建或改造，以滿足焦?fàn)t、燒結(jié)機(jī)、煉鐵等生產(chǎn)工序?qū)υ剂系男枨?。?xiàng)目共包括五大部分：新建 2X63kX6m頂裝焦?fàn)t配套煤場(chǎng)，新建 2X360m2燒 結(jié)機(jī)配套一次料場(chǎng)、混勻料場(chǎng)，煉鐵球團(tuán)塊礦料場(chǎng) （二料場(chǎng)改造）及成品燒結(jié)礦、 成品焦、塊礦球團(tuán)、高爐返礦輸送系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的建成及優(yōu)劣將對(duì)整個(gè)三期技 改的成敗起到關(guān)鍵的作用。工藝線路圖.項(xiàng)目特點(diǎn).占地廣，設(shè)備繁多且分散。.系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)外接口多.移動(dòng)機(jī)械如堆取料機(jī)多，優(yōu)化效率、確

3、保通訊安全難度大.料線交叉多，組合優(yōu)化難度大。.生產(chǎn)強(qiáng)度大，生產(chǎn)后可供調(diào)試時(shí)間短。.自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則綜合料場(chǎng)作為公司原料的主要接入地，其作用主要有二：1.利用有限的場(chǎng)地，盡可能快速、合理的將原料堆放到最適宜的地方。2.盡可能快速將原料取出輸送至需料的生產(chǎn)設(shè)備。而自動(dòng)化系統(tǒng)作為料場(chǎng)重要組成部分，其意義不僅僅只是實(shí)現(xiàn) 了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，還在于實(shí)現(xiàn)對(duì)整體工藝情況的完整掌控，并為操作人 員提供最友好的界面，從而充分提高料場(chǎng)全區(qū)域設(shè)備的利用系數(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程 最優(yōu)化?；谝陨险J(rèn)識(shí)，此次自動(dòng)化設(shè)計(jì)的總原則是：在保證設(shè)備及人身安全的 前提下，盡量?jī)?yōu)化供料流程，提高設(shè)備作業(yè)率，充分挖掘料場(chǎng)存儲(chǔ)原料能力

4、，在 提高生產(chǎn)強(qiáng)度和安全之間找到最佳平衡點(diǎn)，滿足公司大生產(chǎn)對(duì)原燃料的迫切需 求。.自動(dòng)化系統(tǒng)概述根據(jù)項(xiàng)目區(qū)域劃分，并結(jié)合設(shè)計(jì)及用戶單位意見，此次料場(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)共分為煤場(chǎng)、一次料場(chǎng)、混勻料場(chǎng)、二料場(chǎng)礦 1、二料場(chǎng)礦2、成品輸送、成品燒結(jié)七個(gè) 子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)由控制站、操作站、遠(yuǎn)程站及冗余現(xiàn)場(chǎng)總線等組成。用于完 成工藝生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)控制、參數(shù)顯示、越限報(bào)警、報(bào)表打印等功能。 控制站及操作站裝在主控制室內(nèi)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與各遠(yuǎn)程站進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。所有 區(qū)域?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)自動(dòng)化。硬件方面，系統(tǒng)控制單元采用施耐德公司 QUANTUM 系列PLC,其中除二料場(chǎng) 因是擴(kuò)容改造，不宜更改原PLC類型，其余五

5、部分均選用新型 UNITYQUANTUM系列PLC,該系列PLC相比原CONCEPT系列在性能上有了大幅提高，能更好 的確保系統(tǒng)穩(wěn)定、高效。止匕外，在六個(gè)子系統(tǒng)操作室均設(shè)置兩臺(tái)工業(yè)級(jí)上位機(jī)和 一臺(tái)不間斷電源（UPS）,上位機(jī)彼此對(duì)等，互為冗余，不間斷電源主要起到在 市電斷電時(shí)能使控制站主站和上位機(jī)繼續(xù)工作30分鐘以上，從而使操作人員有足夠時(shí)間采取必要措施保護(hù)設(shè)備安全的作用。軟件方面，全部選用正版軟件，操作系統(tǒng)選用 WINDOWSXP （SP2）中文專業(yè) 版，下位軟件在二料場(chǎng)采用 Concept2.5XL ,其余區(qū)域均采用UnityPRO3.1XL ; 所有區(qū)域上位軟件均選用IFIX4.0 （標(biāo)

6、準(zhǔn)版），并安裝瑞星殺毒軟件。區(qū)域間網(wǎng)絡(luò)方面，新煤場(chǎng)與焦化備煤，混勻料場(chǎng)與混勻配料秤系統(tǒng)，一次料場(chǎng)、二料場(chǎng)礦1、二料場(chǎng)礦2、成品輸送之間采用光纜聯(lián)絡(luò)，其中，二料場(chǎng)礦1、二料場(chǎng)礦2、成品輸送之間因?yàn)槭峭暾刂奇?，因此設(shè)計(jì)為環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其余部分則 設(shè)計(jì)為鏈形結(jié)構(gòu)。止匕外，成品輸送與新高爐之間采用電纜（硬連線），以實(shí)現(xiàn)彼此間生產(chǎn)信號(hào)傳遞。主PLC與堆取料機(jī)通訊采用無(wú)線方式，確保通訊介質(zhì)穩(wěn)定、 暢通。.主要控制項(xiàng)目.新煤場(chǎng)系統(tǒng)在新煤場(chǎng)變電所內(nèi)設(shè)控制主站及操作站，電磁站內(nèi)設(shè)遠(yuǎn)程站，對(duì)新增煤場(chǎng)內(nèi)2條卸車線、4臺(tái)橋式螺旋卸煤機(jī)、32個(gè)地下料倉(cāng)的電液閥門控制器、4臺(tái)移動(dòng)式給 煤機(jī)、13條膠帶機(jī)、2臺(tái)斗輪式取料機(jī)運(yùn)

7、行進(jìn)行檢測(cè)、聯(lián)鎖控制。并通過(guò)新焦化 備煤系統(tǒng)傳送的配煤槽料位信號(hào)，實(shí)現(xiàn)煤場(chǎng)輸送系統(tǒng)與配煤槽料位之間的聯(lián)鎖停 止。.新一次料場(chǎng)系統(tǒng) 在新一次料場(chǎng)2#變電所（南面）設(shè)新控制主站及操作站，1#變電所（北面）設(shè)遠(yuǎn)程站，同時(shí)，老一次料場(chǎng)控制站保留，老操作站移至新一次料場(chǎng)2#變電所，新老系統(tǒng)之間通過(guò)以態(tài)網(wǎng)光纖通訊，同時(shí)工作，對(duì)新老一次料場(chǎng)實(shí)現(xiàn)集中控制，具 體分工如下：老系統(tǒng)仍對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行集中控制，新系統(tǒng)對(duì)一次料場(chǎng)新增的8條帶式給料機(jī)、2臺(tái)振動(dòng)篩、7臺(tái)三通分料器、4臺(tái)堆取料機(jī)、42條膠帶機(jī)進(jìn)行集 中控制；對(duì)由于工藝變動(dòng)進(jìn)入到新系統(tǒng)生產(chǎn)流程的部分老系統(tǒng)設(shè)備，鑒于它們既 要融入到新系統(tǒng)，同時(shí)仍要保持與老系統(tǒng)其

8、他設(shè)備的聯(lián)鎖要求，大動(dòng)其控制方案 會(huì)對(duì)老系統(tǒng)生產(chǎn)造成較大影響，因此設(shè)計(jì)仍由老系統(tǒng)控制，但新老系統(tǒng)互傳生產(chǎn) 聯(lián)系信號(hào)以實(shí)現(xiàn)對(duì)該部分設(shè)備的完整工藝控制。.混勻料場(chǎng)系統(tǒng)新混勻變電所內(nèi)設(shè)控制站及操作站，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)14條膠帶、1個(gè)堆料機(jī)、2個(gè)取料 機(jī)進(jìn)行聯(lián)鎖控制。同時(shí)，利用光纜實(shí)現(xiàn)與配料秤控制系統(tǒng)的信號(hào)共享，通過(guò)統(tǒng)一 的上位畫面實(shí)現(xiàn)對(duì)全區(qū)域設(shè)備的集中控制。.二料場(chǎng)系統(tǒng)（含礦1、礦2兩段獨(dú)立操作）由于二料場(chǎng)是擴(kuò)容改造，在新建自動(dòng)化系統(tǒng)的同時(shí)不能影響其生產(chǎn)，因此，新二料場(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)是在原系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，但二料場(chǎng)改造后，整體工藝（主要是料流走向）、控制要求較改造前均有很大的變化，原控制系統(tǒng)必須進(jìn)行徹底修改，

9、綜上考慮，我們按如下方案進(jìn)行設(shè)計(jì)：在二料場(chǎng)礦1變電所內(nèi)設(shè)第一段控制主站及操作站，原二料場(chǎng)控制站改為遠(yuǎn)程站，同時(shí)考慮到二料場(chǎng)輸送系統(tǒng)部分設(shè)備 離二料場(chǎng)過(guò)遠(yuǎn)，因此在礦2變電所內(nèi)設(shè)置第二段控制主站及操作站，一、二段獨(dú) 立操作，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)新老2臺(tái)振動(dòng)篩、1#2#堆取料機(jī)、取料機(jī)、23條膠帶機(jī)實(shí)現(xiàn) 聯(lián)鎖控制。原二料場(chǎng)程序及上位畫面根據(jù)新工藝要求重新設(shè)計(jì)，使其充分滿足新工藝要求。.成品燒結(jié)礦、成品焦、高爐返礦輸送系統(tǒng)在1#變電所內(nèi)設(shè)控制主站及操作站，在 2#變電所和燒結(jié)成品變電所內(nèi)設(shè)遠(yuǎn) 程站，采集4條輸送線上皮帶秤瞬時(shí)量信號(hào)，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)內(nèi) 23條膠帶機(jī)、20臺(tái) 燒結(jié)成品倉(cāng)振動(dòng)給料機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制。并設(shè)計(jì)了成品

10、輸送系統(tǒng)與高爐、焦化、二 料場(chǎng)PLC系統(tǒng)的生產(chǎn)聯(lián)系信號(hào)。.供料方式以堆取料機(jī)作為界限，分為堆料、取料、直撥三種方式。煤場(chǎng)受限于堆取料機(jī)自 身原因、混勻料場(chǎng)無(wú)堆取料機(jī)只能實(shí)現(xiàn)前兩種方式，其余料場(chǎng)則完全實(shí)現(xiàn)上述三 種方式。.操作方式及特點(diǎn)操作方式采用集中監(jiān)控方式，分為系統(tǒng)自動(dòng)（聯(lián)動(dòng)）、系統(tǒng)手動(dòng)（單動(dòng)）、機(jī)旁手 動(dòng)。其中，系統(tǒng)自動(dòng)時(shí)，區(qū)域內(nèi)所有具有聯(lián)鎖要求的設(shè)備均形成上下游聯(lián)鎖關(guān)系， 操作人員在上位機(jī)上根據(jù)實(shí)際情況人工點(diǎn)擊所需料線的選擇及啟動(dòng)按鈕后，該料 線設(shè)備即延時(shí)逐級(jí)啟動(dòng)，反之，料線運(yùn)行時(shí)，操作人員可點(diǎn)擊該料線的順停按鈕 以實(shí)現(xiàn)該料線設(shè)備逐級(jí)順停，啟停原則為逆啟順停，下游設(shè)備故障時(shí)急停上游所 有

11、設(shè)備，止匕外，料線運(yùn)行時(shí)，操作人員可點(diǎn)擊該料線的急停按鈕以實(shí)現(xiàn)該料線設(shè) 備全線齊停。系統(tǒng)手動(dòng)時(shí)，區(qū)域內(nèi)設(shè)備聯(lián)鎖關(guān)系全部解除，操作人員在上位機(jī)可隨意啟停所有 設(shè)備，該方式主要用于設(shè)備檢修。機(jī)旁手動(dòng)時(shí)，設(shè)備由現(xiàn)場(chǎng)人員操作，系統(tǒng)無(wú)法 操作該設(shè)備。應(yīng)該說(shuō)，上述操作方式與原有料場(chǎng)的方式存在著很大的不同，歸納起來(lái)主要有以卜兩個(gè)特點(diǎn):.增加了系統(tǒng)手動(dòng)（單動(dòng)）模式，該模式對(duì)于料線故障時(shí)緊急啟動(dòng)設(shè)備、遠(yuǎn)程測(cè) 試設(shè)備均有極大的好處。.系統(tǒng)自動(dòng)（聯(lián)動(dòng)）時(shí)，啟動(dòng)與原已開料線相沖突的料線，不必先將原料線設(shè)備 全部停止再啟動(dòng)新料線，而是直接選擇新料線啟動(dòng)，則程序會(huì)自動(dòng)找到老料線中 與新料線沖突的設(shè)備，并將它們順停，同時(shí)保

12、住老料線中與新料線不沖突的設(shè)備 狀態(tài)，而后再啟動(dòng)新料線的剩余設(shè)備，從而達(dá)到縮短切換料線時(shí)間的作用。以上兩個(gè)特點(diǎn)自投用以來(lái)，運(yùn)行穩(wěn)定，其明顯作用得到了用戶單位的高度評(píng)價(jià)。 八.各區(qū)域工藝流程圖煤場(chǎng)系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)圖一次、混勻料場(chǎng)系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)圖原混勻系統(tǒng)燒結(jié)配礦槽混勻堆料機(jī)混勻取料機(jī)為原有設(shè)施為新建設(shè)施二料場(chǎng)系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)圖鏈斗卸車機(jī)卸車線篩分取料機(jī)2X 2500m3高爐為原有設(shè)施為新建設(shè)施九.料線控制邏輯圖十.料線切換邏輯圖.畫面介紹共設(shè)計(jì)了主畫面、流程選擇畫面（部分區(qū)域?qū)⒍吆隙橐唬?、?bào)警畫面、幫助畫面。主畫面主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)切換、報(bào)警操作以及在系統(tǒng)手動(dòng)時(shí)對(duì)各個(gè)設(shè)備的單動(dòng) 操作，同時(shí)還能監(jiān)控本區(qū)

13、域內(nèi)所有設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)；流程選擇畫面主要實(shí)現(xiàn)對(duì)料 線選擇的切換；報(bào)警畫面能幫助操作人員查找以往發(fā)生的報(bào)警事件；幫助畫面主 要方便操作人員查找操作規(guī)程。十二.結(jié)束語(yǔ)作為公司三期技改工程的重點(diǎn)配套項(xiàng)目，雖然綜合料場(chǎng)各區(qū)域已全部建立相對(duì)完 善的基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)，但筆者認(rèn)為相對(duì)于其他大型鋼鐵廠料場(chǎng)，我公司的綜合料 場(chǎng)仍存在很多不足，下一步仍有很多艱巨的工作要做：首先從大方面來(lái)講，目前的 綜合料場(chǎng)仍未擺脫各自為戰(zhàn)的局面，在生產(chǎn)資源的利用率、生產(chǎn)組織的協(xié)調(diào)性等許 多方面仍有待提高，而在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)綜合料場(chǎng)全區(qū)域過(guò)程自動(dòng)化 （將物料流 程納入統(tǒng)一的全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)）將是大勢(shì)所趨，這樣既可以實(shí)現(xiàn)物料流程檢索的自動(dòng) 化，又可以對(duì)料場(chǎng)全區(qū)域進(jìn)行集中控制，從而使場(chǎng)地、設(shè)備利用率達(dá)到最大化。其次從小方面來(lái)講，料場(chǎng)基礎(chǔ)自動(dòng)化的最難點(diǎn)即沖突料線的切換 ，在設(shè)計(jì)之初我考 慮采用帶料切換（即先不停