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  • GE FANUC 90-30 Versamax在燒結機控制系統應用———GE FANUC 90-30 Versamax在燒結機控制系統應用

    一、客戶需求


           監測和集中控制所有電控設備;監測與燒結工藝有關儀倥信號( 如壓力、流量、溫度等),并且通過畫面操作可以選擇多種工作方式(如遠程手動、PID手動方式、PID自動方式、串級雙交叉控制等),對點火溫度、風箱負壓進行控制;顯示主站PLC是否運行有無故障,從站通訊是否正常有無故障;預留廠級局域網站點登錄訪問功能。


    二、解決方案


           基于GE FANUC公司過程控制系統集成、統一、靈活和開放的控制設計思想,并結合3#燒結機基礎自動化控制系統的特點和要求,設計了基礎自動化控制系統配置,詳見基礎自動化控制系統配置示意圖(附圖1)。PLC可編程序控制器選用系列90-30型產品,采用分布式I/O結構。以系列90-30為中心,向上,通過工業以太網與HMI人機接口系統通訊;向下,采用GENUIS網與VersaMax I/O站進行狀態監控和數據交換。HMI人機接口系統采用CIMPLICITY HMI 軟件編制,并通過WebView選件實現廠級局域網站點登錄訪問功能。

     

    三、系統構成


    ● PLC的配置
           本控制系統選用的是系列90-30 PLC 的可編程序控制器。該產品不僅質量高、而且性能可靠。系統已在國內外諸多工業現場長期、穩定運行。系統組件的設計符合真正的工業等級, 滿足國內、國際的安全標準。系統易配置、易接線、易維護、隔離性好,結構堅固,抗腐蝕,可適應惡劣的工業環境。所有部件均可帶電插拔、更換。提供了先進的功能特性,易于組態便于安裝。
           本控制系統的分布式I /O選用GE Fanuc 的VersaMax I/O產品。該產品在局部水平建立控制,真正實現了用分散的處理器就地實時控制,同時保留主處理器的資源,用于數據管理和監控。分布式控制是一種有效的,節省資金的解決方案,可減少現場總線網絡的開銷,增加主機的應用性能。
           由于燒結機的控制設備比較分散,而且彼此間的距離較遠,因此從站是根據所控制的設備所在依據地域來劃分的;由于電磁站從站所控制的設備較多,一個機架不能滿足需求時,根據經濟實用原則,添加兩塊擴展機架。
    ● HMI人機接口系統
           本控制系統的HMI 由兩臺操作員工作站(P933/128M/40G/19寸純平彩顯/邏輯球鼠標)構成,各自獨立地對整個系統進行監控。兩臺操作員工作站均可獨立完成正常生產所需的監控及操作,以便于任意一臺出現故障時,不影響生產。
           HMI 系統采用基于Microsoft Windows NT 和Windows 98的CIMPLICITY HMI軟件編制。CIMPLICIT 運行在WindowsNT/98 的平臺上,通過各種串行的、網絡的通訊方式采集控制器中的資料,并利用計算機的強大圖形功能動態地顯示生產資料。
    采用CIMPLICITY HMI 軟件的WebView選件實現廠級局域網站點登錄訪問功能。
    ● 通訊網絡
            采用快速工業以太網和GENUIS 總線構成了3#燒結機基礎自動化控制系統的通訊網絡。操作員工作站和PLC主站之間的通訊采用快速工業以太網。
           VersaMax I/O通過Genius現場總線與系列90-30建立通訊鏈路。采用屏蔽雙絞線,通過多點連接將每個從站接入,構成總線型網絡拓補結構。因此一個站設備出現故障,并不影響整個總線的通訊。

    三、系統功能


    ● 電控部分
    電控部分為順序控制,采用VersaPro軟件用梯形圖進行編程。實現以下功能:
    [1] 單機控制:在機旁操作箱上對單臺設備進行操作,并在HMI上進行監控。只完成單臺設備單獨啟動,不進行聯動控制。
    [2] 單系統集中控制:在HMI上對某個系統進行操作,只完成單個系統的聯動控制。
    [3]全系統集中控制:在HMI上對整個系統進行操作,實現整個系統的自動控制。
    [4] 聯動功能:從畫面按啟動按鈕,所有設備的起動順序起動。按停止按鈕,所有設備的停止順序和起動順序相反。一旦聯動的設備有故障,從這設備開始按起動的方向一直停到圓盤給料機電子稱小皮帶機。中間停機延時一秒。
    [5] 實際的工藝要求:正常生產時一般要求6、7系統連鎖,而5系統因有大礦槽,在正常生產時如有故障,6、7系統連鎖停,而5系統可以正常運行。

    ● 儀控部分
    儀控部分主要實時顯示與燒結工藝有關儀倥信號(如壓力、流量、溫度等),并且通過畫面操作對點火溫度、風箱負壓進行控制。
    [1] 點火溫度控制:點火溫度控制是通過控制煤氣和空氣的流量來實現的。采用串級雙交叉控制和非串級雙交叉控制的控制方法。串級雙交叉控制是一種非常先進的控制方法,是以維持合適的空氣,煤氣比值為手段,達到燃燒時始終維持低過剩空氣系數,從而保證了較高的熱效率,同時減少了排煙對環境的污染。串級雙交叉控制以點火溫度調節為主回路,以煤氣流量和空氣流量為副回路的串級調節回路。串級雙交叉控制分為自動控制和手動控制;非串級雙交叉控制分為PID手動、PID自動和遠程手動控制。
    [2] 煤氣切斷閥控制:當煤氣或空氣的壓力低時自動關閥。分手動控制和自動控制。
    [3] 風箱負壓控制:1#、2#、13#、14# 風箱有調節閥,需要調節風箱負壓。分為PID手動、PID自動和遠程手動控制。
    ● 上位機畫面
          上位機畫面是在HMI 中完成的。到達任何一幅畫面的按鍵操作不超過兩次,畫面彈出的時間不超過1秒。主要包括工藝流程、趨勢曲線、參數報表、棒圖顯示、報警、設備狀態、回路調節等窗口。

     

     

     

     

     
     
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