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    姜曙光（1980－）
男，山東煙臺人，助理工程師，畢業于解放軍炮兵學院工業自動化專業，（濟南鋼鐵集團自動化部，山東 濟南  250101 ），現就職于濟南鋼鐵集團自動化部。主要從事自動化方面的編程及現場調試工作。

摘要：為了減輕燒結廠原料場的粉塵污染，設計開發了噴灑水系統。該系統采用施耐德公司Modicon TSX Momentum 控制器，應用Concept 2.5組態軟件 和CitectHMI 監控組態軟件開發了相應的控制程序和監控畫面，應用變頻技術和PID調節，達到了要求的降塵要求。系統具有適應性強，操作簡單，維護方便等特點，自投用以來，運行穩定可靠。

關鍵詞：原料場；噴灑水；PID；PLC；HMI

Abstract: The automatic control system of sprinkling is designed and developed for reducing the vitiate of the powder in the field for piling up the material of the sintering plant . The techniques of Schneider’s Modicon TSX Momentum PLC is adopted in the automatic control system , and the correspondent control program and supervisory interface are also developed by means of concept 2. 5 and CitectHMI. The system has the characters of high stability, high reliability, high safety, high adaptability and convenient operation.

Key words: the raw material field；sprinkling；PID；PLC；HMI

1 前言

    在當前工業控制應用中，PLC以其高度的穩定性，便捷的編程及維護性能，在鋼廠的信息自動化建設過程中，應用越來越廣泛。濟鋼燒結廠新建原料場噴灑水系統采用了PLC控制，納入整個燒結網絡自動控制系統中，通過計算機控制系統監控各個設備的運行，及時準確的調整各個設備的運行，保證了整個生產系統的順利運轉。

2 工藝概況

    濟鋼燒結廠原料場共分為一次料場和混勻料場兩大部分，共5個料條；其中1-3號料條在一次料場，4、5號料條在混勻料場，噴灑水系統在每個料條兩側各設有一套噴灑管道系統。整個系統由兩臺變頻水泵并聯，根據需要降塵區域的多少，開啟不同區域的噴灑管道，由壓力變化對變頻水泵進行PID 調節，以達到設計要求的降塵效果。

3 系統組成及功能特點

    3.1 系統組成

    濟鋼燒結廠噴灑水系統有1套PLC(701AP)，3套I/O遠程站（701AR1,701AR2,701AR3）以及兩臺HMI等設備組成。其中701AP PLC只要完成整個系統的電氣控制及模擬量控制。設備的集中監視與控制操作通過HMI上的畫面進行，整個燒結網絡自控系統采用環網連接，本系統畫面與其他系統畫面共享操作。噴灑水自動化控制系統設 2臺Server/Client 機,4臺Client 機。作為Client/ Server 的結構,該系統的客戶端和服務器應用OPC (OL E forProcess Cont rol) 協議進行通訊,集中控制室通過服務器采集各PLC 控制站的數據,并負責分發至各工作站,來自各工作站的指令再通過服務器分派至各PLC 控制站。

    3.1.1網絡結構

    整個控制系統大量使用先進的網絡技術,以滿足不同層次通訊需求。PLC 系統CPU 模塊集成了Ethernet 網接口(傳輸速率10MB/ s) ,通過10/ 100M 交換機上掛Ethernet 網,與上位機( Ethernet 網卡) 、其它PLC(Ethernet 接口) 、編程器等建立快速信息交換的Modbus TCP/ IP Ethernet 網絡。整個系統通過交換機與一次料場的交換機通訊，加入整個原料廠控制系統的Ethernet環網。

    系統的網絡結構及硬件配置如圖1所示。

圖2   PID調節硬件原理圖

    3.2.2  PLC控制實現的主要功能

    PLC 控制級應用軟件的開發采用施耐德公司提供的符合IEC 標準的Concept 2. 6 組態軟件,能夠完成PLC 系統的硬件組態,網絡配置以及系統的各種控制、運算、故障診斷與設備的保護等方面程序設計。本系統PLC 應用程序實現的主要功能:

    （1）蓄水池水位與水泵連鎖控制，當蓄水池水位達到水位下限時水泵自動停止運行，以保護電機。

    （2）供水泵出口閥與泵正常生產時，閥關位，啟泵，15s 后，開閥；閥關到位后，停泵。工作泵與備用泵能夠自動切換，當各泵組管遠傳壓力達到最低時，備用泵啟動,30s 后,工作泵停止運行。其中沖洗泵要求采用變頻器控制，可根據用戶的多少調速，保證管道壓力恒定。

    （3）HMI監控實現的主要功能。HMI監控級采用悉雅特公司的CitectHMI監控組態軟件。該系統監控級完成變頻水泵系統、電磁閥系統，電動閥系統工藝參數的采集、設定、顯示、聲光報警級相關設備的操作和狀態監控。實現的主要功能：

    ① 數據采集功能。CitectHMI監控系統采集的數據是工藝設備的實時數據，包括壓力、液位、泵的運行狀態等。這些數據通過通信網絡最終連接到相關的工藝圖形界面上顯示出來。

    ② 畫面顯示功能。該監控系統為用戶提供了可視化的窗口進行過程信息的處理。以不同的顏色區分設備的運行狀態以及檢測設備是否正常運行。

    ③ 實時報警功能。本系統能自動檢測系統的運行狀態，一旦出現故障，畫面將出現報警，以供操作人員查看，解決。

4 結束語

    濟鋼原料場噴灑水系統軟硬件成熟可靠，故障率低，操作簡單，安全性高，便于維護。建成以后取得了良好的社會效益和經濟效益 ，大大緩解了干燥大風天氣受卸料所造成的揚塵，減輕了操作人員的勞動強度，減少了礦粉的損失。