【《干熄焦控制系统的硬件和软件设计案例》3000字】

干熄焦控制系统的硬件和软件设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u11080干熄焦控制系统的硬件和软件设计案例 1293661控制系统的硬件设计 183961.1PLC工作过程 1218441.2系统的硬件设计 2224162控制系统的软件设计及WINCC画面 373782.1焦罐车和APS的联锁设计 399522.2提升机、装入装置程序控制设计 55492.3排焦控制设计 6120832.4气体循环控制设计 7107233WinCC与干熄焦本体系统上位机组态 10145843.1WinCC 10164463.2干熄焦本体,提升系统上位机组态 111控制系统的硬件设计1.1PLC工作过程循环顺序执行用户程序是PLC的CPU采用的形式。OB1（主程序）是可进行循环处理的组织快，其他的逻辑块也可被OB1调用，或者中断程序(组织块)把OB1中断。 执行OB100执行OB100启动循环时间监控数据写入输出模块读取输入模块状态执行用户程序执行其他任务图3.1扫描过程完成启动后，不断的循环调用OB1，其它逻辑块也可被OB1调用，例如FB、SFB、FC、以及SFC。在循环程序处理过程中，某些事件可以中断循环处理，而且I/O模块中的输入、输出地址区并不是直接被CPU访问的，而是使CPU内部的输入/输出过程的映像区被访问。批量输入、输出。1.2系统的硬件设计干熄焦控制系统中上位机是由WinCC组态环境实现。WinCC是基于Windows平台的组态软件系统、能快速生成和构造上位机监控系统。有着强大处理能力的下位机，能满足大部分离散和硬件控制平台SIEMENS-PLCS7-400系统对干熄焦进行控制。干熄焦控制系统上位机与下位机通过MPI总线相连，其连接图如下图3.2所示。图3.2上下位机连接图本套干熄焦控制系统为保证干熄焦控制系统的可靠性，干熄焦炉本体的计算机控制由西门子系列的PLC组成，控制软件安装在一个工程师站和四个操作员工作站上。CPU选择S7-400H的冗余可编程控制器：CPU414-5H，两个CPU之间采用光纤连接同步模块来实现冗余功能，由一套PLC冗余CPU+I/O站，双数据总线构成，其他系统和控制子站采用ET200M分布式I/O。自动化控制系统由2级控制网络构成,PLC系统与各控制子站的控制与通讯采用现场总线控制方式，PLC系统与各控制子站、驱动系统、绝对值编码器等通过PROFIBUS－DP现场总线相连，通过工业以太网与主控楼监控计算机连接，监控计算机之间通过环形工业以太网连接。WinCC用于编制控制系统画面（HMI）。I/O数据通过下挂的ET200M的分站来采集，主站与分站的通讯模块使用IM153-2的模块来实现，主站与分站之间使用冗余的ProfibusDP的西门子网络连接I/O模块采集的数据通过热插拔底板模块内部总线传输给IM153通讯模块，IM153通过DP网络传输到CPU内，进行运算处理，分别送给上位机HIM或直接联锁到相应设备。硬件组态如图3.2.1所示：图3.2.1干熄焦本体系统硬件网络结构2控制系统的软件设计及WINCC画面2.1焦罐车和APS的联锁设计焦罐车经电机车牵引至提升机井架下，为了更好的更牢固的固定焦罐车，防止焦罐车在干熄焦工艺接焦和送焦的过程中发生滑动而造成事故，液压强制驱动式的APS自动对位夹紧装置被安装在了提升机井架下方，可达到提升机升降对位的标准，对位精度为±10mm当焦罐车在提升机井架底部。当电机车载着红焦满罐运行到APS的工作范围内，电机车停至地方的正确信号会被APS装置接收，当达到提升机提升的条件时，满罐的命令被电机车发送，中控室EI系统会允许APS系统运行，且APS1液压泵会启动运行，此时液压系统也正常，电机车对位，APS夹紧命令会被中控室所接收，当APS被检测到无故障时，APS装置会发送夹紧命令，APS的定位装置会发生自动夹紧动作，然后会电机车发送APS锁紧指令，电机车也锁紧后，夹紧对位完成后，APS夹紧信号被中控室所接收，向提升机发送能允许运行信号，提升机就可以开始提升。提升机上提升至干熄炉顶部APS电源合闸，APS松开罐车，对位电磁铁电源和闸。自动对位装置画面如图4.1所示，程序如图4.11所示。图4.1自动对位装置图4.11APS工作图2.2提升机、装入装置程序控制设计提升机使用变频调速系统来完成提升和走行。采用PLC控制系统来控制提升机和其他设备联动。装满红焦的焦罐被提升机提升至提升机顶端且准备移动到干熄炉时，会向装入装置发出动作指令，装入装置接收到命令，电动缸开始动作，通过电动缸缸推动台车的平移进而完成打开干熄炉盖。装焦完毕后，装入装置中央操作，变频器准备就绪，之后炉盖会被关到位。WINCC画面如图4.2所示，程序如图4.2.1所示：图4.3装入装置控制画面图4.2.1装入装置程序程序调用2.3排焦控制设计排焦设备中主要包括平板闸门（位于干熄炉出口处）、振动给料器、旋转密封阀、排焦溜槽、运焦皮带等组成。电磁振动给料器的运转联锁要求：电磁振动给料器中央操作；电磁振动给料器非故障；旋转密封阀正转中；旋转密封阀启动后延时自动启动；停止后料线下游顺序停止；停止排焦。旋转密封阀：将电磁振动给料器定量排出的焦炭从旋转密封阀连续的排出。旋转密封阀设有正反转，在正常工作室是正转，出卡料故障时反转。中央运转的主要条件为：旋转密封阀中央操作无反转，旋转密封阀无故障。联锁的要求：运焦皮带运转后，自动启动。电磁振动给料器停止后，延迟停止。画面如图4.3所示：程序如图4.3.1所示：旋转密封阀中排出的焦炭通过排焦溜槽送到运焦的皮带上，保证干熄焦工艺能连续正常运转，切换排焦溜槽的挡板，进而将冷焦排放到皮带上。图4.3系统排出界面图4.3.1电磁振动给料器程序图2.4气体循环控制设计气体循环设备主要由循环风机、一次除尘、二次除尘、焦粉收集装置构成。循环风机的主要作用是为气体循环提供动力，根据生产作业情况调整转速来调节循环风量。循环风机的控制：变频器就绪、变频器启动、循环风机远程备妥、循环风机启动。画面如图4.4所示：循环风机启动条件：循环风机电机定子A温度高限（130)循环风机电机定子B温度高限（130)循环风机电机定子C温度高限（130)循环风机自由端轴承温度高限（95)循环风机驱动端轴承温度高限（95)循环风机电机驱动端轴承温度高限（110)循环风机电机自由端轴承温度高限（110)循环风机电机驱动端轴承振动振幅高限（4.5)循环风机电机自由端轴承振动振幅高限（4.5)循环风机自由端轴承振动振幅高限（5.6)循环风机驱动端轴承振动振幅高限（5.6)风机入口挡板关到位循环风机运转条件：循环风机电子定子A温度上上限（140)循环风机电机定子B温度上上限（140)循环风机电机定子C温度上上限（140)循环风机自由端轴承温度上上限（105)循环风机驱动端轴承温度上上限（105)循环风机电机驱动端轴承温度上上限（120)循环风机电机自由端轴承温度上上限（120)循环风机电机驱动端轴承振动振幅上上限（7.1)循环风机电机自由端轴承振动振幅上上限（7.1)循环风机自由端轴承振动振幅上上限（11)循环风机驱动端轴承振动振幅上上限（11)锅炉循环水流量低低上上限（198)汽包液位不正常（-250-130)主蒸汽温度不正常关闭（535-555)锅炉给水泵工作除氧器水箱液位低低仪表用压缩空气压力下下限如图4.4.1所示:图4.4循环风机控制界面图4.4.1循环风机变频启动风机前后氮气补充阀是用于补充干熄焦作业过程中损失的氮气，中央运转的主要条件是气体循环系统电磁阀总电源合闸，风机前后氮气电磁阀电源合闸，循环风机停运自动开。如下图4.4.2所示：图4.4.2入口氮气补充阀打开3WinCC与干熄焦本体系统上位机组态3.1WinCC如图所示5.1所示为WinCC软件用户界面图，WinCC组态由新建一个项目并且更改项目属性以及计算机属性画面组态、变量组态报警组态、变量记录组态、全局脚本、用户权限设置组成。点击OS导入对象进行软件程序的画面显示，WinCC是一个用于可视化图形的组态软件，该软件可与各种自动化系统结合并且可以与控制软件进行集成运用，可以实现生