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利用比较指令来解决新兴铸管2#高炉上料中的摞料问题

【论文摘要】某2#高炉上料系统采用西门子PLC（可编程控制器）和西门子的监控组态软件WinCC(Windows Control Center)实现了上料系统的自动化和可监控化，解决了长期以来由人工手动操作所带来的各种弊端，但在生产实践过程中，也会暴露一些问题，比如摞料，本文介绍了通过增加一个比较指令来解决摞料问题，并通过WinCC监控软件进行报警。

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一 存在问题 1. 2#高炉卷扬上料系统过程简介 　　2#高炉卷扬上料系统主要过程是：各原料经过槽下配料后放入中间斗，料车到料坑后，中间斗打开，把料放入料车里，中间斗关到位并且炉顶准备好后，料车启动，经过加速－匀速－减速1－减速2，到达炉顶。 2.摞料原因 　　当槽下备料斗通过皮带机放入中间斗时，由于其它备料斗在备料时漏料，或中间斗信号的不准确，或备料斗重量变送器的不准确，或操作工的误操作等原因，放入中间斗的料超过料车的容积或卷扬能力，即工人常说的摞料，如果操作工不能及时的发现，当中间斗里的料放入料车后，往往导致料坑里撒料，或卷扬机拉不动，影响高炉的正常的生产。 二 解决问题 1. １＃中间斗和２＃中间斗的控制原理 　　图1是1#中间斗和2#中间斗门开的部分PLC程序，它们的控制原理相同，以1#中间斗自动放料为例进行说明：当满足1#中间斗计算机控制，1#中间斗自动（Ｍ880.8常开触点闭合，常闭触点短开），Ｍ80.7为１，左车底部延时0.5Ｓ，并且加１称量斗未开的条件，则１＃中间斗开。     ２.解决方法 　　知道了中间斗门开的控制原理，问题就迎刃而解了，可以为中间斗门开增加一个控制条件，这个条件要围绕摞料问题，前面已经知道摞料是由于各种原因放到中间斗的料超过了料车的容积或卷扬能力，所以我们可以通过中间斗重量变送器的采样值来控制中间斗门的开。即给1#、2#中间斗各增加一个比较指令，当中间斗的采样值大于某一设定值时，中间斗不自动放料，这个设定值是保证卷扬能力的前提下，料车最多能放下的料，根据经验料车最多能放下5500kg的烧结矿，而球团矿最多能放下8000kg，但卷扬能力不够，所以这个设定值取5500kg。具体的编程方法如下：                 三 摞料报警 　　2#高炉采用了西门子公司的监控组态软件WinCC, 它作为一种标准的人机界面(HMI)被用于监控高炉自动上料系统的动态过程，同样我们可以采用WinCC在PC机上来监控中间斗，当中间斗的采样值大于5500Kg时，发出报警信号来提醒操作者采取措施。具体的组态步骤如下： 1. 添加逻辑连接 　　若要使用WinCC来访问自动化系统（PLC）的当前过程值，则在WinCC与自动化系统间必须组态一个通讯连接。通讯将由称作通道的专门的通讯驱动程序来控制。在2672高炉画面的WinCC资源管理器的变量管理器中已经添加了一个通讯驱动程序SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE，单击所显示的驱动程序前面的“+”，将显示当前驱动程序所有的通道单元，单击TCP/IP通道单元前面的“+”，已经存在三个驱动程序连接，如图2所示   2. 建立过程变量 ● 双击“槽下配料PLC”，并在空白处右击，弹出快捷菜单，选择“新建变量”。 ● 在“变量属性”对话框中给变量命名，并选择数据类型。 ● 给过程变量分配一个在PLC中的对应地址，地址类型与通讯对象相关。单击地址域旁边的“选择”按钮，打开“地址属性”对话框。 ● 在过程变量的“地址属性”对话框中，选择数据列表框中过程变量所对应的存储区域。 ● 单击“确定”按钮，关闭“地址属性”对话框。单击“确定”按钮，关闭“变量属性”对话框。建立的“1#中间斗超重”和“2#中间斗超重”两个变量便存放到 “槽下配料PLC”通道单元下。如图3所示。     3. 创建报警画面 　　在组态期间，图形系统用于创建在运行系统中显示过程的画面，图形编辑器是图形系统的组态软件，是用于创建过程画面的编辑器，因此在画面名称“高炉总貌.pdl”中，画两个文本框，当出现摞料时，文本框及文本框的内容来发出报警信息。具体的步骤如下： ● 打开图形编辑器下的“高炉总貌.pdl”画面，在右边的对象选项板上单击标准对象下的静态文本，释放到1#中间斗和2#中间斗的上面，调整好大小，并在文本框中分别输入“1#超重”和“2#超重”，并保存画面。如图4所示。 ● 选择文本框“1#超重”并右击，从快捷菜单中选择“属性”菜单项。在“对象属性”窗口中选择“属性”选项卡，并单击窗口左边的其他，右击显示行上的白色灯泡，从快捷菜单中选择“动态对话框”菜单项。 ● 在出现的动态值范围对话框中，单击表达式/公式后面的按钮，选择“变量”菜单项，在出现的变量窗口中选择“1#中间斗超重”，单击确定 ● 在数据类型中选择布尔型，在表达式/公式的结果栏的显示列里编辑为有效范围“是/TRUE”对应“是”，“否/FALSE”对应“否”，如图5所示。2#中间斗组态方法与1#中间斗相同 ● 单击“应用”关闭动态范围对话框           四 结束语 　　利用PLC的比较指令能很好的解决高炉的上料过程中的摞料问题，并通过WinCC监控组态软件来发出摞料报警信号，提醒操作员采取适当的措施，防止往料坑撒料，减轻了工人的劳动强度，并给整个系统的稳定性带来较大的益处。 参考文献 1.宋玉德. 可编程控制器原理及应用系统设计技术. 冶金工业出版社, 1999 2.孙海维. SIMATIC可编程控制器及应用. 机械工业出版社, 2005 3.张万忠. 可编程控制器入门及应用实例. 中国电力出版社, 2005 4. 深入浅出西门子WinCC V6.0. 北京航空航天大学出版社，2004

作者单位：河北武安新兴铸管第一炼铁部100立工段 　 地址：河北武安新兴铸管第一炼铁部100立工段　056300　 Email：cihiqi@yahoo.com.cn

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