施耐德昆腾系列PLC在运焦及筛焦系统中的应用

1、    施耐德昆腾系列plc在运焦及筛焦系统中的应用    徐海涛 高巍【摘要】本文介绍一个基于施耐德plc控制下的运焦和筛焦过程控制系统。上位机操作站主要实现过程的实时监视和管理，下位机plc站由施耐德昆腾系列plc控制器和三个远程分站构成，采用concept2.6编程软件进行程序设计，上位机由西门子wincc6.2操作软件实现设备的联锁启停和现场事件的处理。本文主要介绍施耐德昆腾系列plc在运焦、筛焦过程控制中的应用。【关键词】运焦系统 筛焦系统 plc 联锁启停 实时控制一、前言本文所提及的运焦及筛焦系统主要是指经干熄焦炉熄焦后的焦炭，经干熄焦炉底

2、部的旋转密封阀，落入到带式输送机上，再由下方带式输送机送入筛焦楼内料仓上部，经过三级筛分，按高炉生产工艺要求的焦炭颗粒大小，利用悬臂振动器把焦炭筛分到大、中、小号焦楼料仓内。筛焦楼料仓内的焦炭可直接经下级运焦系统的带式输送机运送致高炉系统，满足高炉生产供料的需要。运焦及筛焦系统主要由带式输送机、悬臂振动器、转运站、筛焦楼及配套的除尘系统等组成。运焦及筛焦系统要求实现生产过程中各设备的顺序逻辑控制，主要是对系统的料线选择、料线切换、料位联锁、运焦起点、运焦终点的确定，以及对整个系统的运行进行控制和管理。通信功能实现新系统与老运焦系统实现料线连锁功能。为此，我们建立一个基于斯耐得昆腾系列的冗余pl

3、c系统对运焦及筛焦进行过程控制，系统由plc主站、3个远程分站和上位机站组成。上位机站主要由4台工控机实现对生产过程的实时监视和管理，主站由施耐德昆腾系列plc-14ucpu53414b控制器构成，下位机软件采用concept2.6编程软件进行程序设计，解决设备的联锁启停和现场突发事件的及时处理。二、plc系统的结构整个运焦及筛焦系统料线长、设备多而且分散，加上整个系统生产过程中粉尘较多，设备运行环境十分恶劣，因此必须选用防护等级比较高的plc来实现对底层设备的控制。斯耐得昆腾系列plc对恶劣环境适应能力较强，因此我们选用它来做控制系统。施耐德昆腾系列plc控制器的模块化安装、无风扇结构使系统

4、构成灵活，易于实现多设备分散控制，现场老系统也使用了同品牌plc设备，更利于通信的连接和建立。因此，我们选用了昆腾系列plc作为筛焦系统实现复杂顺序控制，解决设备的联锁启停的硬件設备。按设计，运焦及筛焦系统共有数字量1000多点，其中数字量输入700多点，数字量输出300多点，另外模拟量输入接近100点。根据控制点数及要求，中央处理单元选用140cpu53414b冗余系统，利用光纤分别与除尘地面站系统、104转运站、108转运站3个远程plc站点相连。系统机架之间采用ri/o分支器ma-0185-100及ri/o干线电缆进行通讯。三，plc系统设计要求为了运焦及筛焦系统可靠、稳定运行，该系统满

5、足以下控制要求：（1）实现与原有运焦系统的通信，实现设备联锁启停。（2）料线连锁设备在启动和停止过程中，要根据设备逆启顺停的工艺，要求合理设置间隔、延时时间，以保证带式输送机无堆料、压料的情况。（3）运行过程中，某一台设备发生故障时，其上流设备立即停止，下流设备延时顺序停止。（4）上位机可显示各条料线的运行情况，并对报警，开关机时间，料位等做出实时记录。（一）plc系统设计思路在整个系统中，采用研华工业控制计算机作为卜位机，利用wincc6.2版本软件与plc进行通信，对设备的运行情况进行实时监控，并在显示器上显示出相对应的生产工艺流程图画面，上位机画面内包括故障报警、数据趋势、数据报表等数据

6、。在上位机的操纵画面上，通过对不同料线的选择，选择结果送入plc。plc根据上位机发出的命令，实现其相对应的功能，实现控制各个设备的同时，同时向上位机反馈各个设备的运行状态，通过这种闭环控制，实现事故停车处理功能并肩动报警设备，快速响应中央操作室内的各种指令。这样，操作员与plc相互配合，实现整个运焦及筛焦系统的可靠控制控制功能。（二）plc系统程序的撰写施耐德昆腾系列采用concept2.6作为编程软件，它除了可以对系统编制逻辑程序以外，同时还可以设定各种系统参数、在线监测系统运行、实时plc查询故障等。本系统采用梯形图lad语言编程，根据工艺流程，按照不同的联锁关系，组成多种料线选择、运行

7、方式，单体设备控制联锁启动。集中启动要求设备都处于“中央操作”时才可以联锁启动。这就需要在设备启动之前判断该料线设备是否准备就绪、设备启动的联锁条件是否满足。若设备都处于“准备好”状态，就可以在上位机向plc发出命令。首先是启动预警信号，现场预警铃响起10秒后，启动被选择设备相对应的现场除尘阀门。为防止带式输送机堆料、压料的情况，要求经延时后按顺序逆料流启动该料线上的设备，设备启动后，送给上位机设备的“运转信号”，进行动态监视。联锁设备启动完毕后，上位机的监视画面上由启动状态转换成运行状态，就可以进行实时监视。完成任务后，系统需停止工作，上位机发出“联锁停止”命令，结果送入plc控制器中，使系

8、统停止。由于带式输送机停止后，皮带上面不能残留余焦，所以要按照顺料流方向延时停止，经过一段的余焦传送时间后，所有的设备才按照工艺要求逐一停止，最后停止除尘系统。这样系统处于停止中，设备运转指示消去，等待下一次的启动命令。针对突发事件，需要在较短的时间内迅速停下所有的设备时，上位机发出“急停”命令。结果送入plc中，使设备全部停止，系统处于停止中，设备运转指示消去，等待下一次的启动命令。（三）plc编程实施在运焦、筛焦系统过程控制中，不同的设备之间存在一定的联锁、互锁关系。编程过程中把设备之间的联锁、互锁关系放在单独的程序中处理，设备的基本控制根据设备的地理分布、种类进行集中。编程基本实现以下功能plc接受过程变量的输入信号，在程序内对输入信号进行处理或计算，传送输出信号至最终现场设备。系统对模拟量提供线性化、累计、和报警功能；系统对开关量提供报警和状态变化的记录（操作记录）。顺序控制功能可以执行启动/停止顺序、批量处理或任