濱州SIEMENS西門(mén)子PLC模塊S7-300代理商       濱州SIEMENS西門(mén)子PLC模塊S7-300代理商

 
潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司 上海詩(shī)慕自動(dòng)化設(shè)備有限公司
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SIEMENS 可編程控制器
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SIEMENS 數(shù)控 伺服

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濱州市西門(mén)子plc模塊總代理商

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（SIEMENS） 誠(chéng)信走天下，走遍天下有朋友；虛偽的人，踏破鐵鞋無(wú)知己。

siemens PLC在450立高爐自動(dòng)化綜合方案中的應(yīng)用

　　　一：控制設(shè)備及設(shè)計(jì)范圍

　　（1）主要控制對(duì)象為：

　　 框槽配料系統(tǒng)：振篩、稱斗、稱重、輸料皮帶、除塵閥門(mén)

Ø　　 爐頂上料系統(tǒng)：料車(chē)卷?yè)P(yáng)、探尺、布料器、溜槽傾動(dòng)、料流閥、爐頂液壓閥門(mén)、爐頂電動(dòng)閥門(mén)、冷風(fēng)放散閥。

Ø　　 熱風(fēng)爐系統(tǒng)：液壓閥門(mén)、助燃風(fēng)閥門(mén)、煤氣和助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)閥

Ø　　 布袋除塵系統(tǒng)：煤氣總管閥門(mén)、凈煤氣荒煤氣支管閥門(mén)、布袋放散閥、布袋卸灰閥、倉(cāng)壁振動(dòng)器、布袋卸灰給料機(jī)、布袋系統(tǒng)出灰拉鏈機(jī)、布袋系統(tǒng)出灰斗提機(jī)、灰罐卸灰閥及加濕器、布袋吹掃脈沖閥。

Ø　　 高爐本體及水系統(tǒng)儀表

　　（2）高爐自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)范圍：

 框槽配料系統(tǒng)低壓配電、自動(dòng)控制PLC系統(tǒng)配置及軟件、稱量?jī)x表監(jiān)測(cè)系統(tǒng)Ø　　

Ø　　 爐頂上料系統(tǒng)低壓配電、自動(dòng)控制plc系統(tǒng)配置及軟件

 熱風(fēng)爐系統(tǒng)低壓配電、自動(dòng)控制plc系統(tǒng)配置及軟件、儀表檢測(cè)系統(tǒng)Ø　　

Ø　　 布袋除塵系統(tǒng)低壓配電、自動(dòng)控制plc系統(tǒng)配置及軟件、儀表檢測(cè)系統(tǒng)

Ø　　 高爐本體儀表及水泵房?jī)x表檢測(cè)系統(tǒng)

　　二：高爐自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述：

　　高爐電氣自動(dòng)化系統(tǒng)主要是通過(guò)PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)，完成高爐生產(chǎn)的主體設(shè)備或系統(tǒng)的自動(dòng)生產(chǎn)任務(wù)，以及生產(chǎn)設(shè)備以及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控任務(wù)。同時(shí)為了調(diào)試或是檢修等目的輔以其它的控制方式。

　　1：整體控制方案簡(jiǎn)介

　　設(shè)計(jì)有現(xiàn)場(chǎng)就地控制方式和PLC自動(dòng)控制方式兩種。同時(shí)對(duì)個(gè)別需要緊急操作的設(shè)備或群組設(shè)操作臺(tái)集中手動(dòng)操作。

　　1．1：現(xiàn)場(chǎng)就地方式：

　　對(duì)于主要的生產(chǎn)設(shè)備，在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置就地箱，主要用來(lái)設(shè)備的調(diào)試和后期的維修作用。為簡(jiǎn)化線路，減少因就地箱帶來(lái)的后期維修，設(shè)計(jì)原則以簡(jiǎn)單為主，兼顧實(shí)用性。

　　考慮到全自動(dòng)系統(tǒng)只有在某個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)（如布袋系統(tǒng)、熱風(fēng)爐系統(tǒng)、高架系統(tǒng)、配料系統(tǒng)、上料系統(tǒng)）安裝完畢后方具備調(diào)試條件的要求，從而延后了整體的調(diào)試周期。而采用就地方式*可以單機(jī)調(diào)試，從而爭(zhēng)取了調(diào)試時(shí)間，為系統(tǒng)的早日投產(chǎn)創(chuàng)造更好的基礎(chǔ)。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)控制方式因其直觀和方便性，更適合后期的設(shè)備維修還檢修，可以有效的降低維修時(shí)間，提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率，能為高爐的高效生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。

　　針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)就地箱的設(shè)計(jì)目的，在設(shè)計(jì)中采用簡(jiǎn)電路和原理，采用少器件的原則，從而可以有效的降低因就地箱帶來(lái)的后期維護(hù)。

　　另外，設(shè)計(jì)中對(duì)不必進(jìn)行集中控制的生產(chǎn)輔助設(shè)備僅采用就地控制。比如粉料倉(cāng)的卸灰閥（或閘門(mén)）、加濕器等設(shè)備。

　　1．2：PLC自動(dòng)控制方式：

　　此方式為生產(chǎn)方式，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備根據(jù)PLC內(nèi)部邏輯程序的控制自動(dòng)完成生產(chǎn)工作。操作人員可以在電腦顯示屏上對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行控制、設(shè)置以及觀察設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

　　1．3：操作臺(tái)集中手動(dòng)操作：

　　對(duì)生產(chǎn)設(shè)備中如：布袋方散閥、布袋系統(tǒng)總管閥門(mén)、重力除塵放散閥、熱風(fēng)爐助燃風(fēng)總管管道閥門(mén)、爐頂放散閥設(shè)計(jì)成操作臺(tái)集中手動(dòng)操作。一方面以上設(shè)備或是不需要經(jīng)常的操作，或是需要脫離PLC后依然能夠收到工長(zhǎng)的控制。

　　2：自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及硬件配置

　　2．1：系統(tǒng)硬件選型及方案

　　 本著*、可靠的原則，進(jìn)行各種方案分析評(píng)價(jià)、對(duì)比，決定選用西門(mén)子自動(dòng)化平臺(tái)。整個(gè)系統(tǒng)共分3個(gè)子系統(tǒng)，6個(gè)上位監(jiān)控站，3套可編程控制器。

　　考慮實(shí)際控制性能和綜合成本，為獲得更好的性價(jià)比，系統(tǒng)采用ET200M分布式控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)采用3臺(tái)S7-414/412系統(tǒng)作為主站，通過(guò)ET200M外掛現(xiàn)場(chǎng)控制從站，從站采用S7300系統(tǒng)模塊。各主站統(tǒng)一設(shè)置在高爐主控室內(nèi)，每個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)從站分別放置在相應(yīng)的子系統(tǒng)控制室。主從站之間采用網(wǎng)線連接，從而減少了布線故障和干擾。同時(shí)輸入輸出模塊預(yù)留10~20冗余。

　　編程軟件采用SETP7，為控制系統(tǒng)編程提供專門(mén)的多語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境。具有生成標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)出功能塊庫(kù)或DFB庫(kù)能力的編程器，它們能夠在應(yīng)用程序內(nèi)重復(fù)調(diào)用。（自動(dòng)化系統(tǒng)配置依系統(tǒng)大小進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整）

　　 監(jiān)控軟件采用擴(kuò)展性、靈活性*的WIN CC6.0系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的全面監(jiān)控，并且可以對(duì)重要參數(shù)形成歷史記錄，以報(bào)表或曲線的形式顯示給操作人員。

　　2．2：系統(tǒng)硬件配置:

　　 高爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)所有PLC設(shè)備選用西門(mén)子自動(dòng)化平臺(tái)，每套PLC系統(tǒng)通過(guò)插在主底板上TCP/IP Ethernet模塊連接在100M快速局域網(wǎng)上；上位監(jiān)控機(jī)采用集中式設(shè)計(jì)，采用快速100M以太網(wǎng)。上位監(jiān)視系統(tǒng)由5操作站、1臺(tái)工程師站組成以太網(wǎng)。

　　工程師站：該站設(shè)置于高爐主控室，內(nèi)含高爐系統(tǒng)全部的控制程序和監(jiān)控畫(huà)面，可完成對(duì)所有設(shè)備的控制。

　　控制站：現(xiàn)場(chǎng)控制站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)選用西門(mén)子的PLC產(chǎn)品。根據(jù)高爐生產(chǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn)和作用以及PLC硬件本身的容量、控制室的分布，高爐自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)由三各系統(tǒng)構(gòu)成：熱風(fēng)布袋系統(tǒng)、高爐儀表監(jiān)控系統(tǒng)、高爐上料系統(tǒng)。其中每個(gè)系統(tǒng)設(shè)兩到三臺(tái)上位監(jiān)控微機(jī)；采用一個(gè)s7400的CPU，系統(tǒng)中的每個(gè)子系統(tǒng)采用ET200M分布式遠(yuǎn)程I/O結(jié)構(gòu)與s7400 CPU相連接。

　　2．3：各子系統(tǒng)硬件配置

　　2．3．1：熱風(fēng)布袋系統(tǒng)

　　主要完成熱風(fēng)爐、布袋除塵系統(tǒng)的自動(dòng)控制。監(jiān)控上位機(jī)兩臺(tái)，PLC采用一臺(tái)s7412 CPU，下設(shè)五個(gè)ET200M分布式遠(yuǎn)程I/O。

　　其中熱風(fēng)爐設(shè)兩個(gè)ET200M分布式遠(yuǎn)程I/O，分別完成熱風(fēng)爐燒爐、悶爐、送風(fēng)電氣自動(dòng)控制、熱風(fēng)爐儀表自動(dòng)控制。

　　布袋凈化系統(tǒng)設(shè)三個(gè)ET200M分布式遠(yuǎn)程I/O，分別完成布袋煤氣凈化電氣自動(dòng)化控制、布袋脈沖除塵及下灰電氣自動(dòng)化控制、布袋儀表自動(dòng)化系統(tǒng)。

　　2．3．2：高爐儀表監(jiān)控系統(tǒng)

　　主要完成高爐個(gè)熱工儀表點(diǎn)的監(jiān)測(cè)，如爐內(nèi)壓力、溫度、循環(huán)水壓力溫度、氮?dú)鈮毫α髁俊犸L(fēng)壓力流量，以及爐頂壓力的控制等工作。監(jiān)控上位機(jī)兩臺(tái)（其中一臺(tái)兼作工程師站），PLC采用一臺(tái)s7412 CPU，下設(shè)兩個(gè)ET200M分布式遠(yuǎn)程I/O。

　　2．3．3：高爐上料系統(tǒng)

　　主要完成高架供料、框槽配料、爐頂上料的自動(dòng)化控制。監(jiān)控上位機(jī)三臺(tái)（根據(jù)高架是否采用自動(dòng)控制選擇），PLC采用一臺(tái)s7414 CPU，下設(shè)六個(gè)ET200M分布式遠(yuǎn)程I/O。

　　其中高架供料系統(tǒng)設(shè)兩個(gè)ET200M分布式遠(yuǎn)程I/O，分別完成高架供料的料倉(cāng)補(bǔ)料的自動(dòng)控制（根據(jù)用戶選用）、高架上料除塵系統(tǒng)閥門(mén)（根據(jù)用戶選用）自動(dòng)控制。

　　框槽設(shè)兩個(gè)ET200M分布式遠(yuǎn)程I/O，控制完成框槽振料自動(dòng)控制、框槽配料和運(yùn)料自動(dòng)控制、除塵閥門(mén)自動(dòng)控制。

　　爐頂上料系統(tǒng)設(shè)兩個(gè)ET200M分布式遠(yuǎn)程I/O，完成料車(chē)上料控制及保護(hù)、探尺料面探測(cè)控制、布料控制（料流閥、傾動(dòng)、旋轉(zhuǎn)布料器）等工作。

　　2．4：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　3：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功能

　　3．1計(jì)算機(jī)控制功能

　　3．1．1：高爐本體控制功能

　　 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、爐頂壓力減壓閥組調(diào)節(jié)閥控制、混風(fēng)溫度調(diào)節(jié)控制、爐頂料鐘自動(dòng)控制、氧氣總管流量調(diào)節(jié)控制、畫(huà)面顯示操作、實(shí)時(shí)趨勢(shì)、歷史趨勢(shì)、報(bào)警記錄和報(bào)表打印等功能。

　　3．1．2：槽下控制功能

　　 實(shí)現(xiàn)對(duì)礦石、球團(tuán)、燒結(jié)、焦炭等入爐原料的自動(dòng)稱量，并完成稱量誤差的自動(dòng)補(bǔ)償；實(shí)現(xiàn)槽下14個(gè)倉(cāng)、14個(gè)稱量斗、2條成品帶、2條碎礦皮帶、14臺(tái)振動(dòng)篩的自動(dòng)控制，以及自動(dòng)備料和放料。可對(duì)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行手/自動(dòng)切換和強(qiáng)制動(dòng)作，并進(jìn)行料單更改；對(duì)裝料超時(shí)、放料超時(shí)等情況進(jìn)行報(bào)警。

　　3．1．3：熱風(fēng)爐控制功能

　　 主要對(duì)三個(gè)熱風(fēng)爐的監(jiān)視、連鎖控制。實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)爐助燃風(fēng)、煤氣、煙氣、冷風(fēng)、熱風(fēng)等閥門(mén)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)爐送風(fēng)轉(zhuǎn)燃燒、燃燒轉(zhuǎn)送風(fēng)的控制過(guò)程。熱風(fēng)爐有三種工作制：兩燒一送，兩送一燒，一燒一送，具有全自動(dòng)/半自動(dòng)/手動(dòng)控制燃燒與換爐操作。 

　　3．1．4：煤氣凈化系統(tǒng)

　　系統(tǒng)控制煤氣凈化設(shè)備的單機(jī)、連鎖控制功能，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的監(jiān)視、設(shè)備的控制、工藝參數(shù)的穩(wěn)定功能。

　　3．1．5：爐頂卷?yè)P(yáng)控制

　　主卷?yè)P(yáng)運(yùn)行制度：主卷?yè)P(yáng)采用西門(mén)子 PLC，料車(chē)到料坑底發(fā)出到位信號(hào)，開(kāi)啟料斗閘門(mén)，料空且閘門(mén)管好后，發(fā)出上行信號(hào)，將料裝入受料斗。

　　 碎焦卷?yè)P(yáng)控制：振篩工作停止，啟動(dòng)碎焦卷?yè)P(yáng)，如果解除聯(lián)鎖，也可手動(dòng)控制。

　　3．2：畫(huà)面監(jiān)控

　　繪制多幅工藝流程畫(huà)面、設(shè)備啟停畫(huà)面、工藝參數(shù)畫(huà)面、閥門(mén)操作畫(huà)面、設(shè)備方位圖、報(bào)警畫(huà)面、報(bào)警紀(jì)錄、歷史紀(jì)錄、實(shí)時(shí)趨勢(shì)以及歷史趨勢(shì)畫(huà)面。使操作人員可以通過(guò)畫(huà)面監(jiān)視整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，啟停設(shè)備、監(jiān)視參數(shù)、調(diào)節(jié)閥門(mén)，觀察趨勢(shì)，查詢歷史紀(jì)錄。

　　3．3： 歷史趨勢(shì)

　　對(duì)一些重要參數(shù)，如熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)壓力、冷風(fēng)流量、冷風(fēng)壓力、爐頂壓力、左右探尺等，我們對(duì)其進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，形成歷史趨勢(shì)，可以隨時(shí)進(jìn)行查看。

　　3．4：參考畫(huà)面（以下畫(huà)面僅供參考，具體畫(huà)面以實(shí)際設(shè)計(jì)為準(zhǔn)）

　　圖一：熱風(fēng)爐工藝總圖：

　　圖二：高爐本體監(jiān)控畫(huà)面

　　圖三：高爐爐頂監(jiān)控畫(huà)面

　　圖四：高爐工藝流程圖

　　圖五：高爐管道流向圖

　　圖六：高爐框槽配料流程圖

　　圖七：高爐料單畫(huà)面

　　圖八：高爐框槽設(shè)備狀態(tài)

　　圖九：高爐冷風(fēng)調(diào)節(jié)

　　圖十：高爐爐頂壓力調(diào)節(jié)

　　圖十一：高爐本體工藝參數(shù)圖

　　圖十二：高爐實(shí)時(shí)曲線圖

　　圖十三：高爐歷史曲線圖

　　圖十四：報(bào)警紀(jì)錄


 

　　4：電氣拖動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　4．1：系統(tǒng)配電設(shè)計(jì)

　　4．1．1配電室設(shè)計(jì)：

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)以下配電室：爐頂上料配電室、熱風(fēng)布袋配電室、框槽及高架配電室（如現(xiàn)場(chǎng)有條件，高架單獨(dú)設(shè)立配電室），各配電室采用單電源方案，如果現(xiàn)場(chǎng)要求，可采用雙電源供電。

　　4．1．2：生產(chǎn)設(shè)備配電及拖動(dòng)控制

　　針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的再生產(chǎn)中不同的作用和工作特點(diǎn)，分別采用集中配電控制和現(xiàn)場(chǎng)配電控制兩種方式。

　　4．1．2．1：集中配電方式：

　　對(duì)于直接參與生產(chǎn)任務(wù)的設(shè)備采用控制室集中配電方式，如高架上料中的皮帶、振動(dòng)篩、分料器；配料中振篩、液壓系統(tǒng)、皮帶；爐頂上料中的料車(chē)卷?yè)P(yáng)電機(jī)、探尺、布料設(shè)備；熱風(fēng)爐液壓站及助燃風(fēng)機(jī)閥門(mén)；布袋除塵系統(tǒng)的管道閥門(mén)、卸灰系統(tǒng)設(shè)備、重力除塵設(shè)備等。

　　4．1．2．2：現(xiàn)場(chǎng)配電控制方式:

　　對(duì)于非直接生產(chǎn)用設(shè)備，如高架粉料倉(cāng)閘門(mén)、配料系統(tǒng)粉料倉(cāng)閘門(mén)等采用采用現(xiàn)場(chǎng)配電控制方式。同時(shí)對(duì)于移動(dòng)設(shè)備，如高架布料小車(chē)亦采用此方式。

　　4．1．2．3其他方式：

　　同時(shí)對(duì)于相對(duì)獨(dú)立的設(shè)備群，采用就近集中配電控制，如高架上料系統(tǒng)的地下料倉(cāng)中的設(shè)備。如果現(xiàn)場(chǎng)不具備集中配電室空間，則改為單體現(xiàn)場(chǎng)配電控制方式，并輔以電源柜統(tǒng)一供電。進(jìn)而減少安裝的電線電纜的投入和工期投入。

　　4．1．3：供配電柜體及箱體選型設(shè)計(jì)

　　配電室配電柜采用GGD2型交流低壓配電柜。GGD2型交流低壓配電柜符合IEC439《低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》、GB7251《低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備》等標(biāo)準(zhǔn)。適用于發(fā)電廠、變電站、工礦企業(yè)等電力用戶的交流50HZ、額定工作電壓380V、額定工作電流3150A的配電系統(tǒng)，作為動(dòng)力配電和控制用途。

　　現(xiàn)場(chǎng)操作箱或配電箱采用雙層門(mén)（外層為有機(jī)玻璃門(mén)）防塵壁掛式結(jié)構(gòu)，充分保證了防塵及防護(hù)的要求。

　　現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)配電采用XL21配電柜作為臨時(shí)現(xiàn)場(chǎng)配電系統(tǒng)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的布局確定具體的數(shù)量。

　　4．2：電氣控制設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)電氣控制設(shè)計(jì)遵循以下原則：

　　A:以PLC控制為主，其他控制為輔的原則,兼顧簡(jiǎn)電路設(shè)計(jì)和少現(xiàn)場(chǎng)走線設(shè)計(jì)

　　B:對(duì)PLC輸入輸出采用電氣隔離以減少對(duì)PLC的損壞

　　C:合理排布端子,減少布線干擾

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