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基于现场总线的烧结机配料控制系统改造

作者:时间:2013-02-22来源:网络收藏
前言

烧结配料是烧结生产的核心,也是整个钢铁生产工序的重要环节,对各种物料进行合理的配比,是提高烧结矿品位的关键。信钢烧结机原配料车间采用基于的分布式过程控制系统,实现微机自动配料。PROFIBUS是应用于生产现场,连接智能现场设备和自动化系统的开放式、数字式、双向传输、多分支结构的通信网络,它可以实现设备之间的快速通信。

由于技改项目的原因,新建一台90fl2烧结机也要使用此配料车间,这样,负荷加大,从室外原料仓、拖料皮带秤到室内的、控制系统均不能满足要求,于是在基于控制的基础上对其进行扩容改造、升级,建立高性能的自动配料系统。

1 组成原理

配料车间现有9条拖料电子皮带秤(1撑一9撑),1撑、3撑、7撑、8撑、9撑的旋转电动机额定功率为2.2kW,额定电流为5.0A,2撑、4撑、5撑、6撑的电动机额定功率为3.0kW,额定电流为6.8A,电动机带动称量皮带转动,料层均匀,电动机转动速度越快,料流量越大,所占配比越高,反之,电动机转动速度越慢,料流量越小,所占配比越低。每台电动机由一台驱动,而的频率通过现场总线由PLC来控制,PLC根据自动采集的每种物料的荷重、瞬时流量,计算每种物料的实际流量,与设定值相比较,完成闭环调节。系统原理如图1所示。

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根据现场经验电子皮带秤只保留称重一次仪表,取消二次仪表,由PLC进行换算;取消测速传感器,由变频调速频率换算。称重电阻桥信号经隔离、放大、线性化处理后输入PLC模板。本次扩容改造增加了2撑、3撑、9撑成套电子皮带秤及变频器。其中9撑为双向转动,双向计量,双向变频调速,双向控制。

2 系统构成

本套控制系统采用分布式结构,由设备控制级和过程监控级组成。选用性价比高的SIEMENS PLC作为主控制站,通过现场总线与分布的现场设备连成系统,过程监控操作站采用组态软件对系统进行实时监控,其系统构成如图2所示。

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设备控制级包括主控制站、1撑一9撑电子皮带秤变频器、嘲站。其中嘲站、2撑、3撑、9撑变频器为这次改造所增加。根据工艺需要,主控制站数字量输入模板选用16路AC220V,32路DC24V两种类型,数字量输出模板选用32路DC24V;低压电器设备选用性能可靠的OMRON继电器;7台变频器采用SIEMENS公司的MMV 440,配置PROFIBUS— DP接口板选件。包括主控制站在内的所有PLC及变频器直接与现场的各类装置(如传感器、电动机、电气装置等)相连,实现9条拖料皮带称的模拟信号检测及电动机的变频控制,E'IP.00站实现对扩容后的两条匀煤和外滚煤滚筒的电气控制、2撑、3撑、9撑皮带秤实物流量控制,特别是9撑皮带秤的双向计量与双向变频控制,另外,还实现了多条共用皮带和高压电机的启停、联锁等信号的采集和控制。

过程控制级(即过程监控操作站)因以前的设备速度慢,不能满足控制后的快速通讯要求,故这次改造进行了整套设备升级,由一台P4研华工控机组成,研华工控制机通过C_$5611通讯卡与CPU315的MPI接口进行点到点的通讯。考虑可靠性与人机界面的友好性,工控机采用Windows 2OOO软件平台,上位机采用Fameview组态软件,负责监控和人机对话,具有工艺流程监控、报警记录、实时趋势、历史趋势、报表打印等功能,操作人员通过监控操作输入配料配方、修改配方、查阅工艺参数、监控生产过程。编程应用软件采用STEP V5.2,完成硬件组态及下位机软件编程,实现所有的过程控制、数据采集、自动调节、事故处理及报警等工作。

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