ControlLogix在酒钢炼轧厂3#转炉中的应用.doc

ControlLogix在酒钢炼轧厂3#转炉中的应用高国辉自控检修作业区摘 要 本文介绍ControlLogix系统及其在酒钢炼轧厂炼钢工序3#转炉的成功应用，并展望其发展。关键词 ControlLogix系统 酒钢 转炉控制 应用1 概述今天，全球知名的工业自动化动力、控制和信息系统解决方案供应商罗克韦尔自动化的集成架构产品和解决方案已经在冶金、电力、水处理、乳品饮料、烟草、水泥、石化、矿山、汽车制造等各个行业得到成功的应用和广泛的认同，其控制系统、软件、变频器在冶金各工艺生产中的应用举不胜数。酒钢炼轧厂炼钢工序3#转炉采用了ControlLogix系统，工程于2008年10月顺利投产。据我所知，这是ControlLogix系统在酒钢炼钢工序转炉上的首次应用。近年来，随着炼钢转炉自动化程度的提高，随着生产安全性、可靠性要求的提高，随着全厂调度管理网络自动化的提高，先进的、开放的控制系统在生产中得到越来越广泛的应用。酒钢炼轧厂炼钢工序3#转炉在改造初期的方案设计定论是，进行了详细的调研和考察，分析著名的四大控制系统厂商：ABB、Siemens、Schneider、罗克韦尔自动化的产品，最后罗克韦尔自动化的ControlLogix以其先进的配置、良好的性能价格比脱颖而出。2 系统简介2.1控制系统配置转炉控制系统配置：转炉分本体和散状料两个PLC控制柜，采用1756-L61处理器，机架之间采用1756-CNBR通讯模块，1#倾动变频柜、2#倾动变频柜、氧气变频柜、下料电机启动器与PLC系统采用1756-DNB通讯模块。控制系统联接网络共有四层：1.设备网（DeviceNet）；2.控制网（冗余ControlNet）；3.厂级管理网（EtherNet/IP）；4.局域网（EtherNet/IP），该网设置于转炉主控室，以便转炉主控室的2台操作站和1台二级服务器的联网使用。现场设备联接的设备网有DeviceNet，1#倾动变频柜、2#倾动变频柜、氧气变频柜、下料电机启动器与PLC通讯。转炉所有PLC之间采用（ControlNet）冗余控制网连为一体，实现PLC之间的快捷、稳定通讯。转炉2台操作站、服务器采用台湾研华中高端配置工业计算机。服务器、操作站系统平台为WindowsXP（服务器/客户版）。操作站上位监控软件为RSView32，PLC组态软件为RSLogix5000，网络组态软件RSLinx(Control Net/DeviceNet)等。转炉EtherNet/IP网络图如所示：转炉ControlNet网络图如所示：转炉DeviceNet网络图如所示：转炉在主控室分别设置一台二级报表服务器和两台一级操作站，服务器用于网络管理、用户登陆控制，生产数据的管理、报表的打印；一级操作站用于设备的画面操作和监控。2.2控制系统特点代表自动化发展新趋势的新一代ControlLogix控制系统，从传统单纯的PLC和DCS控制转为PLC和DCS融合发展的方式，是罗克韦尔自动化顺应这种发展潮流推出的新一代的控制平台，Logix控制器平台是将高速离散控制、过程控制、协调传动控制、运动控制、批次控制和安全控制融于一体的一个控制平台。允许混合使用多个处理器、多种网络和I/O。系统灵活性强、易于集成、模块化设计、开放式结构，特有的升级固件，使得系统在应用中功能强大、安全可靠，而且极大地节省培训费用和工程实施费用。ControlLogix在酒钢炼轧厂3#转炉过程控制中应用的技术，具有下述特点：（1）控制器：每台Logix5555控制器最大寻址量128000点DI/O，4000点AI/O及回路。ControlLogix平台通过背板提供了高速数据传输。各控制器能产生(广播)和使用(接收)系统标签，这种技术使得多个控制器共享输入信息和输出状态，非常实用。可选用户内存(1.5Mb)。（2）1756系列智能I/O模块：I/O模块种类繁多，可拆卸端子，具有带电拔插、分变则报(COS)、自诊断、时间标记、模块标识、闪存升级、电子保险、单独隔离等功能。模块广播数据的速率可设定。1756-HSC高速计数模块(4通道)每2ms就能更新数据，效率高。（3）网络设置：网络分层、分工明确、安全可靠。控制网ControlNet冗余、开放、高速、实时、对等传送数据信息，ControlNet能够可靠预测数据何时发送，具有高度的确定性。设备网DevicelNet，是一种开放式的底层通用网络，基于标准的CAN技术，具有互操作性。成本及维护费用低。（4）罗克韦尔软件：是罗克韦尔自动化公司自行开发推出的产品，具有世界工业界领先的水平。RSLogix5000梯形图编程软件包，有灵活易用的编辑功能、通用的操作画面、诊断和纠错工具。RSView32是高度集成、基于组件的人机界面，发挥微软领先技术优势的监控软件，其开放性与第三方程序有高度兼容性。RSLinx为现场设备连接罗克韦尔自动化产品的通讯软件，界面友好、功能强大，支持不同网络上的设备通讯。2.2控制系统主要功能及效果控制系统完成转炉本体、散状料、汽化冷却、烟气净化及倾动变频控制等工艺的生产参数的在线检测、数据处理运算、显示、存储、管理、控制输出、报表打印、记录操作过程等功能。程序全自动时，设备由计算机控制，操作人员可通过人机对话修改设定值、可直接控制设备运行。转炉倾动变频控制、转炉顶吹氧枪及介质控制、转炉散状加料控制、二文喉口开度调节、等全自动控制等在任何转炉生产车间都是较难控制的工艺对象，而酒钢炼轧厂3#转炉控制系统，加以独特的程序处理，这些工艺对象控制得非常理想，其中转炉顶吹气体压力或流量都可以控制在理想的范围内。3 应用推广先进的控制系统是一个现代化工厂的标志，对于企业有着深远的社会效益和经济效益。ControlLogix系统在酒钢炼轧厂3#转炉的成功使用，为酒钢节约了能源、降低了成本、减少了操作人员，提高了生产的安全性，提高了产品的合格率、生产率。酒钢炼轧厂3#转炉自2008年10月改造完成后就顺利达产，设备运行十分稳定。在随后的4#板坯连铸机PLC系统改造工程中也同样采用了ControlLogix系统，2011年2月5#板坯连铸机PLC系统改造工程中也同样采用了ControlLogix系统，计划与2011年6月1#转炉PLC系统改造工程中也将同样采用了ControlLogix系统。 “尽管许多自动化公司都声称能够向客户提供自动化设备及解决方案，但我们认为只有罗克韦尔自动化公司和及其代理商雄越公司做得最好！”我们搞PLC控制的领导都感叹的说：“他们有先进的产品技术、雄厚的技术力量、良好的售后服务，我们与他们合作是最佳的选择，在未来的项目中我们将继续采用他们的产品技术。”4 结束语酒钢炼轧厂3#转炉控制系统的硬件主要由220V稳压电源，24V直流电源、ControlLogix控制器、220V继电器、24V继电器、操作站等几部分组成；上、下位采用以太网卡通讯，上位监控软件为Rockwell公司RSview32，下位编程软件为Rockwell公司RSLogix 5000软件。该控制系统的主要功能是：控制转炉倾动传动装置，控制氧枪传动装置，下料系统的启停，控制转炉系统的各类水阀、气阀，以达到转炉炼钢的工艺要求。控制系统采用设备网（DeviceNet）、控制网（冗余ControlNet）、厂级管理网（EtherNet/IP）、局域网（EtherNet/IP）四