可編程序控制器在銅冶煉生產(chǎn)過程中應(yīng)用
PLC主要對一些給液泵、循環(huán)泵、泥漿泵等一些泵的啟、停進行聯(lián)鎖控制和監(jiān)視,對風(fēng)機的運行情況進行監(jiān)控,對短路器進行監(jiān)控。
由于采用了PLC,取消了大量的二次儀表,所有的儀表指示值都可以在監(jiān)控站的屏幕上顯示,統(tǒng)計報表、歷史趨勢曲線都可以很方便地打印出來。參數(shù)的修改和設(shè)備的操作都可以用鼠標(biāo)在屏幕上完成。
三、網(wǎng)絡(luò)化方案及其實現(xiàn)
PLC-5處理器不僅具有非常強的控制功能,還具有非常強的通信能力。因此,它不但適用于各種控制應(yīng)用環(huán)境中,特別適用于計算機集成生產(chǎn)系統(tǒng)(CIMS)的生產(chǎn)方式,與計算機等來形成一個高度全面化的分布式多級控制系統(tǒng)。生產(chǎn)的過程十分復(fù)雜,因此實現(xiàn)生產(chǎn)過程的全面高度自動化比較困難,同時,由于市場需求和技術(shù)發(fā)展的更新速度日益加快,以往傳統(tǒng)的、相對穩(wěn)定的生產(chǎn)過程也變得越來越不適應(yīng)要求,這就對自動化生產(chǎn)的方式提出了一個動態(tài)的開放要求。因此,管理和控制一體化成為現(xiàn)代化企業(yè)越來越迫切的需要,而在此過程中,網(wǎng)絡(luò)化的實現(xiàn)又成為一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。
金隆公司的生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)就是這樣一個集控制和管理于一體的廠級分布式控制系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如下圖所示。
1. PLC與管理網(wǎng)的聯(lián)接
由網(wǎng)絡(luò)圖可以看出,全廠的PLC共構(gòu)成兩條數(shù)據(jù)高速通道(DH+)鏈,一條是電解、凈液的PLC通過ROCKWELL公司的以太網(wǎng)接口模塊 5/20E與以太網(wǎng)相連,一條是陽極精煉爐、轉(zhuǎn)爐的PLC通過DCS與上位以太網(wǎng)相連。采用這種聯(lián)結(jié)方案主要是受各PLC物理位置的限制。PLC的實時數(shù)據(jù)傳到以太網(wǎng)后,由美國DEC公司的阿爾法小型計算機接受并轉(zhuǎn)換成個人電腦可以識別的數(shù)據(jù)信號后,再發(fā)往各管理終端。這樣,各管理終端通過相應(yīng)的軟件就可以隨時調(diào)出工藝流程畫面和實時工藝參數(shù),管理者就可以隨時了解到現(xiàn)場工藝情況和各類數(shù)據(jù)報表,從而為管理帶來極大的便利。
2. DH+網(wǎng)
DH+是一個公共總線形成的對等的工業(yè)局域網(wǎng),其網(wǎng)上的每個節(jié)點無主次之分,網(wǎng)絡(luò)的存取方式為令牌傳遞方式,傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線,最大傳輸距離為3044m,通信波特率為57.6K(57.6K位/s=1字節(jié)/0.14ms),最大節(jié)點數(shù)為64個。
屏蔽雙絞線相對比較便宜,并有比較好的抗噪性,能保證傳輸信號不失真,不失為一種理想的傳輸介質(zhì)。令牌傳遞方式可以消除那些試圖獲得網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)的 PLC站點之間的競爭,哪個站點得到令牌,它就成為主站,從而有權(quán)向其他站點發(fā)送信息,用完相應(yīng)的時間片后,即將令牌傳遞到下一個站點,這樣可以避免因某個站點故障而影響到整個網(wǎng)絡(luò)。每個PLC-5/40處理器有四個通信口,可用軟件設(shè)置成遠程I/O通信鏈與輸入輸出機架相連或設(shè)置成DH+網(wǎng)絡(luò)通信口。在轉(zhuǎn)爐調(diào)試時,由于各站點之間需要傳遞的數(shù)據(jù)量太大,引起監(jiān)控站屏幕頻繁出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)超時報警信息,我們就用處理器空閑的通信口,專門設(shè)置了一條DH+通信鏈,專門用于處理器之間的數(shù)據(jù)傳遞,解決了網(wǎng)絡(luò)擁擠的問題。
由于DH+網(wǎng)絡(luò)優(yōu)越的網(wǎng)絡(luò)性能,使得數(shù)據(jù)在站點之間傳遞變得極為便利,行車稱重數(shù)據(jù)本來發(fā)往陽極精煉爐,可是因為有了DH+網(wǎng)絡(luò),在轉(zhuǎn)爐也可以看到這些數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)爐的作業(yè)方式是交替作業(yè),加上很多設(shè)備是三臺轉(zhuǎn)爐共用,因而需要相互傳遞的信息量非常大,因為有了DH+網(wǎng)絡(luò),一切問題迎刃而解。
四、調(diào)試中遇到的難點及解決辦法
投產(chǎn)前,網(wǎng)絡(luò)安裝測試好之后,開始進行系統(tǒng)的總調(diào)試,發(fā)現(xiàn)由于三臺轉(zhuǎn)爐的很多輔助設(shè)備是共用的,因而各PLC之間需通過網(wǎng)絡(luò)交換的數(shù)據(jù)量特別大,引起網(wǎng)絡(luò)繁忙,網(wǎng)絡(luò)超時報警頻頻出現(xiàn),影響調(diào)試和正常操作。起初試圖通過增大監(jiān)控站的內(nèi)存、擴大緩沖區(qū)、精簡操作畫面等方法解決這個問題,但效果均不理想。后來想到利用處理器的其他空閑的通信口,專門開設(shè)一條網(wǎng)絡(luò)專供轉(zhuǎn)爐的四個PLC之間傳遞數(shù)據(jù)用,結(jié)果十分令人滿意,很好地解決了這個問題。
五、投產(chǎn)后的增設(shè)及改進項目
由于工藝狀況和設(shè)備狀況的要求,投產(chǎn)后在轉(zhuǎn)爐進行了一系列的改造和增設(shè)項目,主要包括以下幾個方面。
1. 轉(zhuǎn)爐事故傾轉(zhuǎn)的改造
在原設(shè)計中,轉(zhuǎn)爐的事故傾轉(zhuǎn)是蓄電池帶動直流電機驅(qū)動的,由于蓄電池只能供電10min,而充電時間需10多個小時,且有傾轉(zhuǎn)速度慢、性能欠可靠等缺點,容易引起堵風(fēng)眼事故。針對這種情況,我們在軟件上進行了修改,使得只有交流失壓時,才由直流電機驅(qū)動轉(zhuǎn)爐移動,在其他條件下,均由交流電機帶動爐子做事故傾轉(zhuǎn),大大減少了事故的發(fā)生,具有很好的效果。
2. 增設(shè)富氧改造調(diào)節(jié)回路
投產(chǎn)一段時間后,為了增加固破和冷銅的處理量,根據(jù)工藝要求,我們在轉(zhuǎn)爐增加了富氧錘煉自動調(diào)節(jié)回路?;芈吠队煤螅僮魅藛T只要在操作畫面上設(shè)定所需的用氧濃度,調(diào)節(jié)回爐即可根據(jù)送風(fēng)流量和設(shè)定氧濃自動調(diào)節(jié)氧氣的流量,操作十分方便。至今,使用效果一直很好。
3. 增加純水槽自動補水回路
純水槽的水是用于轉(zhuǎn)爐冷卻水套的,一旦斷水,就會對設(shè)備造成損壞。未改造之前轉(zhuǎn)爐純水槽補水需用電話與純水站聯(lián)系,這就要求操作人員經(jīng)常監(jiān)視純水槽的水位,很不方便,改造之后,低水位自動補水,高水位自動停水,且有高、低水位報警,既方便又安全,得到操作人員的好評。
4. 增加報警點和歷史趨勢記錄
轉(zhuǎn)爐投產(chǎn)后,我們在轉(zhuǎn)爐增加了PLC系統(tǒng)不間斷電源(UPS)掉電報警、煙罩斷流報警、純水槽水位報警等,提高了生產(chǎn)的安全性。增加了排風(fēng)機轉(zhuǎn)速和輸出給定值的歷史趨勢記錄,給設(shè)備監(jiān)護和故障判斷分析提供了依據(jù)。
總之,可編程序控制器因其可靠的性能、卓越的控制功能和強大的通信功能在金隆公司的生產(chǎn)和管理中發(fā)揮了很大的作用,創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟效益。隨著其性能價格比的提高,相信會在工業(yè)企業(yè)中得到更加廣泛的應(yīng)用。
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