1 系統介紹 該項目位于山東省萊蕪市，為山東泰鋼鋼鐵集團1#高爐技改項目，是對高爐產出的煤氣進行凈化處理。 以前泰鋼的煤氣凈化自動控制系統點數都比較少，都采用S7-400的CPU與模塊組成，而這次泰鋼580m³高爐煤氣凈化系統自動控制系統點數比較多，為了保證系統的穩定運行和減少投資，所以設計采用西門子CPU414-2DP帶ET200站組成。 2 自動控制系統構成 煤氣凈化自動控制系統主要分為二部分：自動反吹系統、自動卸灰系統。系統采用了一套CPU帶7個ET200M站組成，實現對高爐煤氣凈化系統生產的連鎖控制，實時數據的采集與分析，過程設備的監控與報警，過程趨勢數據的采集與處理，畫面顯示。完成了生產設備的基礎自動化及過程計算機控制，并使用環形網絡技術，實現與高爐上料計算機系統、高爐本體計算機系統、高爐熱風計算機系統之間的數據傳輸，構成高爐生產的綜合監控網絡。 圖1系統配置圖及網絡布置圖1 煤氣凈化系統由兩1套西門子PLC進行控制，2個工程師站（生產中工程師站作為監控站使用），基礎控制層采用西門子S7 414-2 系列CPU帶ET200M分站，采用西門子公司PROFIBUS-DP網連接I/O站，通過PLC上工業以太網接口模板（CP443）與工程師站或監控站的網卡進行通訊，再以工業以太網交換機用百兆光纖組成環形網絡結構展。系統具強大的數字量、模擬量及回路處理功能，具備模板化、體系結構可擴展的特點，包括CPU、I/O模板、I/O接口、通訊模板、電源和底板等。監控系統采用西門子公司的WinCC 6.0監控軟件，實現生產過程工藝流程及各參數的采集顯示、報警、回路控制畫面，歷史數據存儲及趨勢圖，報表等監控功能。WinCC 6.0支持其于因特網的遠程在線組態，嵌入式VBS動作和C動作。操作系統為Windows XP，編程軟件采用STEP7 V5.4編程軟件，它支持５種IEC標準語言，系統提供了許多功能和功能塊，可以在OB塊中循環調用，如果一些特定的算法或邏輯控制需要改變，只需修改FC功能或FB功能塊即可。 3 系統功能 3.1 自動反吹控制 根據工藝要求和現場實際情況，反吹電氣控制采用巨陣式設計，用25個繼電器控制150個反吹電磁閥的開閉，由于反吹操作量大，所以系統在整體設計上沒有手動控制，全部由計算機連鎖控制。計算機控制又分為手動、半自動、全自動操作模式，操作人員只要選擇好了半自動和全自動方式操作，設置好參數，計算機就會自動對箱體蝶閥的開關進行操作，進行自動反吹。 3.2 自動卸灰控制 根據工藝要求和現場實際情況，卸灰系統從整體上分為機旁操作和計算機聯鎖操作。機旁操作是指操作人員在現場操作箱上進行設備的啟動、停止及設備運行情況的監視。當一臺設備于機旁操作狀態時，PLC不再參與系統的聯鎖與操作，確保了重復操作與誤操作的出現。 計算機聯鎖運行是指處于自動運行的所有設備每一刻都參入各自聯鎖條件，如運行安全聯鎖、工藝參數聯鎖、啟動或停止順序聯鎖等，有效地防止前后設備在聯鎖過程中出現問題導致設備的損壞。 4 系統特點 （1） 安全可靠性。整個系統機柜內控制電路都采用UPS電源供電，供給220V交流電源和24V直流電源，在外部出現電源故障斷電后，可維持30分鐘持續供電，不會對自動控制系統產生影響。 （2） 實現了三電一體化。該系統現場所有設備信號都進入PLC控制，電氣去掉了中間聯鎖。操作方式分為自動和機旁控制，取消了控制室操作臺、模擬屏和顯示儀表，改為CRT監控，所有數據全部在上位機顯示，操作員可以直接用鼠標和鍵盤進行操作。 （3） 控制靈活性。當系統出現故障時，監控畫面將以報警形式提醒用戶，同時可以在線查詢報警情況，還可以通過歷史數據記錄來查詢故障情況。 （4） 便捷的系統操作與監視管理。該系統提供良好的人機界面，實現分布處理與集中管理一體化，而且系統故障率低，可靠性高，操作簡便，控制功能和精度滿足生產工藝的要求。 （5） 易維護性。西門子PLC模塊都支持在線插拔，當系統模塊出現問題的時候，可以直接更換損壞模塊，簡單方便，不對控制系統產生任何影響。 5 結束語 該項目于2007年9月份調試完畢投入使用至今，PLC控制系統運行良好。從生產到現在實踐證明自動化控制程度的大大提高，使生產操作更加簡便，為高爐的節能降耗、安全生產、環境保護等方面發揮了重要作用。