GE FANUC烧结、球团生产自动化应用--控制网



GE FANUC烧结、球团生产自动化应用
企业： 日期：2009-06-04
领域：仪器仪表 点击数：689
　　一、烧结和球团过程中的自动化：

　　烧结生产自动化控制

　　[1] 配料的控制

　　[2] 混合料添加水控制系统

　　[3] 矿槽料位的自动控制

　　[4] 布料厚度的控制

　　[5] 机速的控制

　　[6] 点火炉燃烧控制系统

　　[7] 烧结终点（BTP）控制系统

　　球团生产过程自动化控制润

　　[1] 磨配料自动控制

　　[2] 磨矿粒度自动控制

　　[3] 造球原料水分和造球机自动控制

　　[4] 干燥自动控制

　　[5] 链篦机—— 回转窑自动控制

　　[6] 冷却机自动控制

　　二、解决方案
　　
　　GE Fanuc 在烧结和球团应用上有丰富的经验。在这些应用中，工艺设备繁多、分布较广并有复杂的控制逻辑和大量的数据采集。GE Fanuc 的自动化平台作为控制系统的核心，有卓越的可靠性和稳定性，并且编程简单、维护容易。同时，GE Fanuc 开放的多层次网络保证了现场灵活的分布控制。GE Fanuc 自动化产品同时也大量参与过程控制，如：原料接受准备系统、原料配混系统、烧冷系统、成品筛分系统、主抽风机系统、全厂物料及能源介质计量、除尘器系统（主电除尘器、机尾电除尘器、配料电除尘器、整粒电除尘器、熔剂电除尘器）、余热利用系统及其它辅助设施的过程检测与自动控制。

　　三、烧结工艺流程图


　　四、客户需求

　　集中监测和控制所有电控设备；并且通过画面对烧结工艺有关仪倥信号（如压力、流量、温度等）进行操作和监控,有多种工作方式（如远程手动、PID手动方式、PID自动方式、串级双交叉控制等）可以选择，系统对点火温度、风箱负压进行控制；并显示主站PLC 是否运行、有无故障、从站通讯是否正常等信息；预留厂级局域网站点登录访问功能。


　　五、解决方案

　　基于GE FANUC 公司过程控制系统集成、统一、灵活和开放的控制设计思想，并结合3# 烧结机基础自动化控制系统的特点和要求，设计了基础自动化控制系统配置，详见基础自动化控制系统配置示意图。PLC可编程序控制器选用系列90-30 型产品，采用分布式I /O结构。以系列90-30 为中心，向上，通过工业以太网与HMI 人机接口系统通讯；向下，采用GENUIS 网与VersaMax I/O站进行状态监控和数据交换。HMI 人机接口系统采用CIMPLICITYHMI 软件编制，并通过WebView选件实现厂级局域网站点登录访问功能。
 
　　六、系统构成

　　[1] PLC的配置

　　本控制系统选用的是系列90-30 PLC 的可编程序控制器。该产品不仅质量高、而且性能可靠。系统已在国内外诸多工业现场长期、稳定运行。系统组件的设计符合真正的工业等级，满足国内、国际的安全标准。

　　系统易配置、易接线、易维护、隔离性好，结构坚固，抗腐蚀，可适应恶劣的工业环境。所有部件均可带电插拔、更换。提供了先进的功能特性，易于组态便于安装。

　　本控制系统的分布式I /O 选用GE Fanuc 的VersaMaxI /O 产品。该产品在局部水平建立控制，真正实现了用分散的处理器就地实时控制，同时保留主处理器的资源，用于数据管理和监控。分布式控制是一种有效的，节省资金的解决方案，可减少现场总线网络的开销，增加主机的应用性能。

　　由于烧结机的控制设备比较分散，而且彼此间的距离较远，因此从站是根据所控制的设备所在依据地域来划分的；由于电磁站从站所控制的设备较多，一个机架不能满足需求时，根据经济实用原则，添加两块扩展机架。

　　[2] HMI人机接口系统

　　本控制系统的HMI 由两台操作员工作站（P933/128M/40G/19寸纯平彩显/逻辑球鼠标）构成，各自独立地对整个系统进行监控。两台操作员工作站均可独立完成正常生产所需的监控及操作，以便于任意一台出现故障时，不影响生产。

　　HMI 系统采用基于Microsoft Windows NT 和Windows98 的CIMPLICIT Y HMI 软件编制。CIMPLICIT 运行在Windows NT/98的平台上，通过各种串行的、网络的通讯方式采集控制器中的资料，并利用计算机的强大图形功能动态地显示生产资料。采用CIMPL ICI T Y HMI 软件的WebView 选件实现厂级局域网站点登录访问功能。

　　[3] 通讯网络

　　采用快速工业以太网和GENUIS 总线构成了3#烧结机基础自动化控制系统的通讯网络。操作员工作站和PLC主站之间的通讯采用快速工业以太网。VersaMax I /O通过Genius 现场总线与90-30 建立通讯链路。采用屏蔽双绞线，通过多点连接将每个从站接入，构成总线型网络拓补结构。因此一个站设备出现故障，并不影响整个总线的通讯。

　　系统功能

　　[1] 电控部分

　　电控部分为顺序控制，采用VersaPro软件用梯形图进行编程。实现以下功能：

　　单机控制：在机旁操作箱上对单台设备进行操作，并在HMI 上进行监控。只完成单台设备单独启动，不进行联动控制。

　　单系统集中控制：在HMI 上对某个系统进行操作，只完成单个系统的联动控制。

　　全系统集中控制：在HMI 上对整个系统进行操作，实现整个系统的自动控制。

　　联动功能：从画面按启动按钮，所有设备的起动顺序起动。按停止按钮，所有设备的停止顺序和起动顺序相反。一旦联动的设备有故障，从这设备开始按起动的方向一直停到圆盘给料机电子称小皮带机。中间停机延时一秒。

　　实际的工艺要求：正常生产时一般要求6、7系统连锁，而5系统因有大矿槽，在正常生产时如有故障，6、7系统连锁停，而5系统可以正常运行。

　　[2] 仪控部分

　　仪控部分主要实时显示与烧结工艺有关仪倥信号（如压力、流量、温度等），并且通过画面操作对点火温度、风箱负压进行控制。

　　点火温度控制：点火温度控制是通过控制煤气和空气的流量来实现的。采用串级双交叉控制和非串级双交叉控制的控制方法。串级双交叉控制是一种非常先进的控制方法，是以维持合适的空气，煤气比值为手段，达到燃烧时始终维持低过剩空气系数，从而保证了较高的热效率，同时减少了排烟对环境的污染。串级双交叉控制以点火温度调节为主回路，以煤气流量和空气流量为副回路的串级调节回路。串级双交叉控制分为自动控制和手动控制；非串级双交叉控制分为PID手动、PID自动和远程手动控制。

　　煤气切断阀控制：当煤气或空气的压力低时自动关阀。分手动控制和自动控制。

　　风箱负压控制：1#、2#、13#、14#风箱有调节阀，需要调节风箱负压。分为PID手动、PID自动和远程手动控制。

　　上位机画面

　　上位机画面是在HMI 中完成的。到达任何一幅画面的按键操作不超过两次，画面弹出的时间不超过1 秒。主要包括工艺流程，趋势曲线，参数报表，棒图显示，报警，设备状态，回路调节等窗口。
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