PLC控制系统在中大型高炉上的应用
西门子PLC在高炉上料自动控制系统中的应用
第八 ，空焦装 入方 式及运 转控 制 。
关 。当选 择 二 次均 压 时 ，二 次均 压设 备 才 投入 运 行 。其
第 九 ，上 料操 作 参数 的设 定 、实 际装 入 操作 的数 据 开 启 条件 为 选择 高 压及 二 次均 压 操作 ，放散 阀 已闭 ，一
收集 、处理 。
次均 压 完毕 且 一次 均 压 阀 已关 。关 闭条 件 为称 量 料罐 内
第八 ，上料主胶 带机向炉顶固定料罐装料 ：当上料
４ 结语
高 炉 上 料 自动 控 制 系 统 自生 产 以来 ，其 控 制 精 度 高 、布 料 效果 好 ，监 控 系 统直 观 明 了、数 据 准确 、操作 简 单方 便 ，丰 富 了高炉 上 部 的调 节手 段 ，改 变 了煤 气 的 分布 ，从而 有效地提 高 了高炉 煤气利 用率 ，降低 了焦 比， 减 少 了焦 炭消 耗 ， 既节 约 了 资源 ，又 减少 了对环 境 的污 染 ，同时入炉焦 比下 降，提高 了高炉利 用系数 ，实现 了高 炉稳定 、顺行 、高产 、低耗 ，有利于提 高企业经济 效益 。
第 四 ，炉顶料 罐 的均压 、称 量及 压力补 偿控 制 。
到 固定 料 罐料 空 信 号后 延 时３ｓ再 关 闭 。固定 料罐 料 空信
第五 ，炉顶 料 罐 压力 、 装料 设 备温 度 、冷 却系 统温 号 由 丫射 线料位 仪来 发 出。
度 、流量 、水位 的监 测及控 制 。
第十 二 ，一 次 均压 阀 的运转 ：开 启条 件 为选 择 高 压
中Ｃ Ｉ Ｏ。１ ０ ｌ为 预 留 装 料 制 度 。炉 项 装 料 设 备 和 装 入 的差值 ＞０．２。或 ＜一０．２。时 ，溜槽将 据 此判 断相应 地 自
基于PLC控制的高炉自动化上料系统的应用与分析
基于PLC控制的高炉自动化上料系统的应用与分析随着工业的发展，高炉已经成为钢铁企业不可或缺的设备之一。
钢铁行业是国家经济的重要支柱产业，高炉的运行对于钢铁生产起着至关重要的作用。
传统的高炉上料方式存在一些问题，如运行效率低、操作风险大、能耗较高等。
如何实现高炉自动化上料成为了一个热门话题。
基于PLC控制的高炉自动化上料系统应运而生，它可以提高高炉上料的效率、降低操作风险、减少能源消耗，受到了广泛的关注和应用。
1. 高炉自动化上料系统的应用高炉自动化上料系统是基于PLC控制技术的一种新型自动化系统，它通过精确控制上料过程中的各个参数，实现了自动计量、自动送料、自动维护等功能。
在实际应用中，高炉自动化上料系统可以分为以下几个部分：1.1 PLC控制系统PLC控制系统是整个高炉自动化上料系统的核心部分，它可以通过编程实现对系统的自动控制。
PLC控制系统不仅具有高稳定性和可靠性，而且具有很强的抗干扰能力和自适应能力。
通过对PLC控制系统的良好设计和参数调整，可以使高炉自动化上料系统实现高效稳定的运行。
1.2 送料装置送料装置是高炉自动化上料系统中的一个重要组成部分，它通常由送料机、皮带输送机、料仓等设备组成。
送料机通过PLC控制系统实现对上料速度、连续送料、料流稳定等精确控制，实现对高炉的自动上料。
计量装置是保证高炉上料质量的关键部分，它通过PLC控制系统实现对上料的精确计量。
计量装置可以根据高炉的实际情况进行调整，确保上料量达到要求，并且可以实现对不同原料的准确计量，从而保证了高炉的正常运行。
监测装置是对高炉自动化上料系统进行实时监测和数据采集的装置。
通过PLC控制系统实现对设备的工作状态、上料量、物料变化等参数的实时监测，并将监测数据传输给上位机进行处理和分析，能够对高炉的运行状态进行实时监控，以及进行远程故障诊断和维护，保证了高炉自动化上料系统的安全稳定运行。
相比传统的高炉上料方式，基于PLC控制的高炉自动化上料系统具有以下几个优势： 2.1 提高了高炉的上料效率传统的高炉上料方式通常需要人工操作，操作繁琐、效率低下，而且容易出现误差。
西门子冗余PLC系统在高炉中的应用
西门子冗余PLC系统在高炉中的应用摘要：本文以具体实例讲解了西门子冗余PLC系统在高炉中的应用，讲述了西门子冗余PLC的系统构成、特性、软硬件组态、故障处理等，同时详细叙述了高炉的数据通讯和故障处理过程。
关键词：冗余PLC；高炉；软硬件组态该高炉工程包括两套独立的高炉系统、热风炉系统、布袋除尘系统各以及共用的原料运输、综合水泵房等。
控制系统采用西门子冗余S7-400H PLC系统，整个系统通过光纤将PLC、操作站、交换机、适配器等串联起一个大的控制环网，各系统之间相互配合，实现高炉的生产工艺控制。
1.冗余PLC系统简介S7-400H是容错式可编程控制器，是西门子最新一代的具有容错技术的PLC。
使用容错式S7-400H可编程控制器时，其用户程序设计和模块的使用方法的各种规则与标准型S7-400 系统的规则一致。
1.1 冗余PLC构成一套S7-400H PLC包括1个安装机架、2个电源模板、2 个容错CPU 、4个同步化子模板、2根光缆等组件构成。
1.1.1中央处理单元：S7-400H 的核心是两个中央处理单元CPU 。
须将同步化子模板插到CPU 内，对其进行设置，并决定机架的号码，我们常常把机架0中的CPU 定义为CPU0，机架1中的CPU定义为CPU1；使用CPU后面板上的选择器开关来设置机架号。
开关有两个位置：1（上）和0（下），给一个CPU 分配机架号0，给另一个CPU分配机架号1。
两个CPU的缺省设置都是机架号0。
1.1.2 S7-400H 的安装机架：使用UR2-H机架安装S7-400H，此机架可以安装2个独立的子系统，每个系统含有9个插槽，适合安装到19 英寸宽的机柜中。
1.1.3电源：可以从S7-400 标准系列单元中选择电源模板，S7-400H系统中的每个子系统都需要一个电源模板。
电源模板的额定输入电压可以是24V DC ，也可以是120/230V AC ，输出电流常为10A和20A。
浅谈PLC技术在高炉热风炉中的应用
闭溢 流 阀 。 如果 主 油 泵 启 动 ５ ｓ 后 系统 压 力 仍 低 于设 定值 ， 停止 ２ 台 主 油泵 ，
并发 出报警信号 。当系统 工作压力达 到最高 工作压力 时， 延 时３ ｓ ， 打 开 工 作 主 油 泵 对 应 的溢 流 阀， 主油 泵 卸荷 ， 直 到 工作 压 力低 于设 定 的 最 高 压 力 。 电加 热 器 可 以依 油 温 低 报 警 自动 启动 加 热 ，达 到工 作 温
２ ． ７ 液压 润 滑 系 统 热风 炉 的液 压 润 滑 系 统 的 主要 设备 包括 ２ 台 主 油泵 电动 机 、 ｌ 台
的Ｐ Ｌ ｃ￣ ｔ 术 加 以 阐述 ，分析 了该技 术 在 高 炉 冶炼 工 艺 中所起 到
西门子PLC在高炉上料自动控制系统中的应用
西 门子 Ｐ Ｌ Ｃ在 高 炉 上料 自动控 制 系 统 中 的应 用
樊 建 国
（ 新 疆 昆玉钢 铁有 限公 司 ， 新疆 伊犁 ８ ３ ３ ２ ０ ０ ） 摘 要： 新 疆 昆玉 钢铁 三座 高炉 自动控 制 系统均 由西 门子公 司 Ｓ ７ — ４ ０ ０ 可 编程控 制 器 和工 业微 机 组成 ， 现 对该 系 统进 行简 单 介绍 。该
度、 流量 ， 防止料流阻 塞， 电机振动 使物料 连续不 断流 动 ， 达到
均 匀 输 送 物 料 的 目的 ； 用振动筛对烧结 矿、 球 团矿、 块 矿 等 人 炉 含铁原料及焦炭 、 焦 丁、 熔 剂 等进 行 筛 分 ， 筛 分后 合 格 的原 料 进
１ 高 炉 上 料 系统 工 艺 流 程
下交替工作 。槽下备料系统有 两个熔剂仓 、 两 个球 团焦炭混
合仓 、 四个 烧 结 矿 仓 、 四个 焦 炭 仓 和 一 个 焦 丁 仓 ， 烧 结 矿仓 、 球 团矿仓经振动筛 ， 熔剂 仓经 给料机 后 ， 按 配料料 单规 定送 称量 料斗称量 ， 然后 放料 ， 由槽下 主皮带 送到 地坑 称量 漏斗 。地坑
系统 为集 中控 制 系统 ， 上位 机 与 Ｐ Ｌ Ｃ之 间采 用 串行通 讯完 成数 据交 换 ， 通讯协 议 为 Ｔ Ｃ Ｐ ／ Ｉ Ｐ以太 网协议 。各 系统 之间互 相通讯 、 多 座 高炉 联 网， 为 实现 高炉 生产 过程 控制 和 生产 管理 自动 化提 供 了有 力 的支持 。 关键 词 ： 西 门子 Ｐ Ｌ Ｃ ； 自动 控制 ； 通讯
一
基于PLC控制的高炉自动化上料系统的应用与分析
基于PLC控制的高炉自动化上料系统的应用与分析基于PLC控制的高炉自动化上料系统是目前高炉智能化运行的重要组成部分之一。
本文将对此系统的应用和分析进行讨论。
高炉自动化上料系统是指通过PLC控制，将原料从储料仓或搬运设备中自动输送到高炉前的料仓，并控制上料速度和流量，以实现精确的上料操作。
这种自动化系统可以提高生产效率和运行稳定性，减少人力操作和运行成本，同时还能保证产品质量和安全。
在高炉自动化上料系统的应用中，PLC控制器是核心设备。
PLC控制器具有可编程功能，可根据上料需要编写程序并实现自动控制。
它可以监控原料储存仓库的库存情况，根据需要控制原料搬运设备的操作，实现自动化上料。
PLC控制器还可以通过与其他设备的通信，获取和传输相关数据，实现对上料过程的监控和调整。
高炉自动化上料系统的优势主要体现在以下几个方面。
它可以提高生产效率和运行稳定性。
自动化上料系统可以根据生产计划实现精确的上料速度和流量控制，避免了人工操作过程中的误差，提高了生产效率。
系统可以实现对上料过程的实时监控和调整，保证了运行的稳定性。
高炉自动化上料系统可以减少人力操作和运行成本。
传统的上料操作需要大量的人力投入，而且操作过程中容易出现误操作和事故。
采用自动化上料系统可以减少人力操作，提高工作效率，减少运行成本。
系统还可以通过监控和调整上料过程，减少原料损耗和能源消耗，进一步降低成本。
高炉自动化上料系统还可以提高产品质量和安全性。
传统的上料操作可能存在人工误差和操作不规范的问题，容易导致产品质量下降和安全事故发生。
自动化上料系统可以实现精确的上料控制，避免了人工误差和操作不规范，保证了产品质量和安全性。
西门子PLC在1800m3高炉控制系统中的应用
链路模块 ， 用于Ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｂ ｕ ｓ － Ｄ Ｐ 网络光 电信号的转换。 例如 ， 该高炉槽 上系统为 了减少 电气设 备的 电缆敷设量 ， 其Ｐ Ｌ Ｃ的主站与７ 个远程
Ｉ ／ Ｏ 从 站分 别被配置在 了槽 前转运站控 制室、 原料除尘 电气室和矿
焦槽值班 室三处地点。 此三处地 点间的距离均在百米 以上。 其中， 槽 前转运站控制 室至原料 除尘 电气室线缆敷设 长度超过２ ３ ０ 米。 电缆 路 由主要位于环境恶劣 的现场 ， 所受干扰 比较强 。 如若三处地点 的 Ｉ ／ Ｏ从站仍用Ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｂ ｕ ｓ － Ｄ Ｐ 网络 电缆连接 ， 不仅站点间的通讯速率会 因距离较远造成信号衰减而显著降低 ， 且通讯质量还会受到环境干 扰信号 的严重 影响 。 于是 ， 在三处各配置 了一 台Ｏ Ｌ Ｍ Ｇ１ ２ 模块 ， 用 光纤将 三个节点互 联成为一 个Ｐｒ ｏ ｆ ｉ ｂｕ ｓ － ＤＰ 环 网（ 如 图ｌ 所示 ） 。 Ｏ Ｌ Ｍ ＧＩ ２ 模块支持Ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｂ ｕ ｓ － － Ｄ Ｐ 光纤环网冗余——即使某一根光纤
ｌ 眦
１ ￣ １ ／ ０ 站 站
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一
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。 。 ｌ 原料除尘 ｌ
响， 保证Ｐ Ｌ Ｃ 系统 稳定 可靠 。 Ｐ ｒ ｏ ｉ ｆ ｂ ｕ ｓ － Ｄ Ｐ网络介质采用光纤时 ， 须 在每个通 讯节点处配备 西门子ＯＬ Ｍ（ Ｏｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｌ ｉ ｎ ｋ Ｍｏ ｄ ｕ ｌ ｅ ） 光 纤
成的 自动化控制系统在某钢铁厂１ ８ ０ ０ １ ０ ３ 高炉 的应用 。 同时结合实例 压 电源支持双 电源并联输出。 Ｐ Ｌ Ｃ 柜内两 台Ｓ ｉ ｔ ｏ ｐ 稳压 电源的直 流输 ／ Ｏ从站上 ， 就实现 了Ｉ ／ ０从站供 电的冗余。 相 详细说 明了该控制 系统为 实现分散 控制、 集 中监控 的设计 目标 ， 并 出并联后再接到远程Ｉ 保证系统高 稳定性和可靠性所 采用的多种解决方 案 。
基于PLC控制的高炉自动化上料系统的应用与分析
129管理及其他M anagement and other基于PLC 控制的高炉自动化上料系统的应用与分析李思远（承德钢铁集团有限公司，河北 承德 067000）摘 要：在高炉的上料控制系统当中，通过对PLC 的实际应用，可以更好地对上料系统进行控制，主要是操作参数、灌料的压强以及装料设备的温度等，整个上料系统当中的所有设备都需要进行监视，这样才能够让高炉的上料系统具备的功能性得到发挥。
只有通过这样的应用操作，高炉使用的效率以及安全性才能够得到推动，企业的实际生产能力和产品品质才会得到不断的提升，在市场的份额就会增加更多。
本文主要是对PLC 控制的高炉自动化上料系统实际应用过程做出分析。
关键词：PLC ；高炉上料系统；自动控制；系统设计中图分类号：TF542.2 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）18-0129-2收稿日期：2020-09作者简介：李思远，生于1978年，满族，河北秦皇岛人，专科，助理工程师，研究方向：电气工程及其自动化。
在高炉的日常生产过程当中，最重要的一个部分就是上料系统，主要是对供料的补充，筛分以及运送等工作。
而筛选部分当中，最主要的就是对高炉需要的矿料做出筛选，将合适的部分通过运送送到高炉中进行炼制。
使用单片机可以改变高炉料单相关物料参数设定，有效数据能够清晰显示出来。
1 工艺流程图1 高炉上料系统示意图高炉冶炼工艺流程中将预先准备好的物料，投放到设备中，高炉上料机内部结构如图1所示：概括来讲，高炉自动化上料系统包括了烧结矿仓、球团矿仓构成，这两个部分通过振动作用经过杂矿仓的给料机之后，按照事先所配备好的料单，比如说焦炭和烧结矿等物料送入道称量的料斗中，然后再进行放料，通过传送皮带，将这些物料全部送到称量漏斗中。
除此之外，焦炭仓的下面都有一台振动筛，但是中间没有放置称量漏斗，它是通过振动筛的辅助作用，送到专门设置的焦炭称量漏斗之中。
大多数的情况下，地坑一个有四个称量斗，分别是左右两个矿焦。
PLC控制系统在高炉喷煤中的应用
PLC控制系统在高炉喷煤中的应用本文主要介绍了PLC控制系统在某钢厂高炉喷煤系统中的应用，介绍了高炉喷煤系统的工艺流程以及部分电气、仪表设备的控制内容和要求，望给相关工作者借鉴。
标签：高炉喷煤；PLC；自动控制系统高炉喷煤系统由于工作原理复杂、专业性较强等特点，同时对降低高炉冶炼成本有着积极的作用，因此在高炉系统中具有非常重要的地位，因而对整个高炉喷煤系统各环节灵敏性、精确性以及设备连锁的可靠性等均有很高的要求。
高炉喷煤系统整体工艺较为复杂，电气、仪表设备相互间的连锁条件较为复杂，对部分过程量的控制要求较高，因此可以使用PLC系统进行控制，发挥PLC控制系统强大的逻辑、数据处理与过程控制能力。
一、喷煤工艺流程高炉喷煤系统主要包括原煤储运系统、烟气炉系统、制粉系统和喷吹系统4个部分。
（一）原煤储运系统原煤经皮带输送至烟煤仓、无烟煤仓，在制粉车间按照总给煤量和无烟煤、烟煤的比例设定实现配煤。
（二）烟气炉系统烟气炉系统的作用主要是为煤粉提供干燥剂，去除原煤中的水分，使其达到磨煤机的使用要求。
干燥剂为热风炉烟气废气、烟气炉烟气、或者两者的混合气。
（三）制粉系统图1为主排风机控制框图。
干燥剂由主排风机运行形成的负压吸人磨煤机，原煤通过称重给煤机均匀加入到磨煤机，经过干燥和粉碎后，合格煤粉沿煤粉管道进入布袋收粉器，收集后贮存在煤粉仓。
制粉系统主要工艺控制要求：通过变频器实现对主排风机风量进行调节；实现磨煤机磨辊的抬升、降落、加压三个过程中的控制；磨煤机磨辊温度的连锁控制；减速机轴瓦温度的连锁控制；磨煤机入口干燥剂温度的控制[1]；磨煤机入口、布袋出口和煤粉仓的CO和O2监测。
（四）喷吹系统喷吹系统的作用是将喷吹罐内的煤粉向高炉输送，输送介质为压缩空气，压力为1.0MPa左右。
喷吹系统工艺控制要求主要是根据高炉需要的煤粉量进行喷吹。
主要控制的过程量有喷吹罐压力、喷吹介质流量；在加煤过程中，高压、低压泄压阀、加煤阀和补压阀等气动切断阀的连锁控制；在倒罐过程中，喷吹阀、下煤阀、補气阀等气动切断阀的连锁控制；流化气阀的点动控制。
PLC在高炉自动监控系统中应用论文
PLC在高炉自动监控系统中的应用【摘要】近年来，市场经济的发展促进了科学技术的快速进步，计算机网络技术的应用范围也日渐广泛，由于其自身所具有的开放性，使得计算机系统在现代工业生产中获得了广泛的应用。
当前，我国工业生产自动化趋势不断增强，尤其是钢铁企业的生产工艺，本身具有较为复杂的加工工艺，使用的设备也较为分散，因此对于加工现场的有效监控就显得十分重要。
plc现场总线技术的运用，实现了对加工工艺的实时监控，不仅有效的保证生产过程的顺利实现，同时也有效的提升了工业生产的效率。
本文就主要针对plc在高炉自动监控系统中的运用进行简单的探讨。
【关键词】plc 高炉自动监控系统;工业生产;西门子plc以及现场总线技术在高炉自动监控系统中的运用，是当前工业生产中一种典型的运用方式，其能够对设备的全部参数以及生产工艺的各个环节实施全程的监控，同时将数据传输到计算机进行显示，以此来实现对整个高炉生产过程的全程监控。
山东莱钢永锋钢铁有限公司是进行以钢铁加工为主要工艺的企业，其中拥有三座1080m3高炉，全都采用了西门子s7-400 plc系统来实现高炉生产中现场数据的采集、通信和处理。
我公司高炉plc系统分为：高炉本体系统、槽下上料系统、热风炉系统、除尘系统、喷煤系统、循环水系统。
所有系统利用光缆连网，实现数据的实时共享，共同组成整个高炉plc系统。
1.系统硬件组成本公司使用的下位机plc为西门子s7-400 系列cpu的主控系统，远程站采用et200m配s7-300模块。
与此同时，使用wincc6.0实现上位监控，操作系统主要是windows xp微软操作平台。
为了使该操作系统的稳定性不断的提升，上位机使用的是双缆上位机为双机双缆热备冗余，下位机均为双机双缆半热备冗余。
系统配备西门子s7-400系列双cpu半热备冗余主机系统。
在系统正常运行中，主cpu属于带电运行模式，这时备用cpu不带电。
如果在系统运行过程中主cpu出现故障，则需要手动对备用cpu进行通电后才能进行使用，以此保证整个plc控制程序的正常运转，在该系统中，两台上位机处于并列工作的状态，在plc系统的主机电源与上位机之间的主机电源之间形成一个网络通信系统，在该系统中，设置有多个远程站柜，分别处在不同的控制室，同时保证主站系统与远程站柜之间的网络通信为pr0fibus—dp现场总线网络，在不同的上位机和下位机之间使用的光缆通信。
施耐德PLC在高炉炉顶系统中的应用
高 炉 炉顶 采 用 串 罐无 料 钟 炉 顶 。 上料 罐 、 由 下料 罐 、 上密 封 、 下密封 、 料闸 、 下 溜槽 、 压 、 散 等 主要 设 备 组 成 ， 料 罐 装 有 均 放 下 料 罐 称 ， 来 称 量下 料 罐 的实 时 称 重 ， 现 重 量 法 布 料 。整 个 工 用 实 艺 控 制 过 程是 ， 炉顶 发 出要 料 信 号 ， 当 由放 矿 指 针 和 放 焦 指 针 给 出 放 矿 或 放焦 指 令 ，选 中的 矿仓 或焦 仓 开始 按 设 定 的次 序 依 次 放料 ， 当第 一 个 被 选 中 的料 仓 开始 放 料 时 ， 序 发 出 料 头 信 号 ， 程 当最 后 一 个被 选 中 的料 仓 放 空料 时 ， 程序 发 出料 尾 信 号 。 当料 头 和 料 尾 在 供 矿 皮带 或 供 焦 皮 带 上 的 延 时走 完 时 ，发 出料 头 和 料 尾 在 主 皮 带 上 的信 号 。 当料 头 和料 尾 在 主皮 带 上 的延 时走 完 时 ， 发 出料 头 和 料 尾在 上 料 罐 的 信 号 ， 时 发 出上 料 罐 有 料 信号 。 此 当 下 料 罐 放 完 一 批 料 发 出料 空 信 号 时 ，打 开 均 压 放散 阀对 料 罐 卸 压 ，随后 开 启 上 密 封 阀及 上 料 闸 ，将 上 料 罐 中 的 炉 料装 入下 料 罐 。 料 完 毕 ， 闭上 料 闸 、 密 封 阀 和 均压 放 散 阀 ， 向下 料 罐 装 关 上 并 均压 。探 尺 探 料 降 至规 定 料 线 深 度 ， 升 到位 后 ， 开 下 密 封 阀 提 打
施 耐 德 Ｐ Ｃ 在 高 炉炉 顶 系 统 中 的 应 用 Ｌ
施耐德 Ｐ Ｃ在高炉炉顶系统中的应用 Ｌ
高炉自动控制系统中的PLC应用研究
2018.2高炉自动控制系统中的PLC应用研究白江涛(河北普阳钢铁有限公司，河北邯郸，056305 )摘要：基于高炉自动控制系统的设计需求分析，文章明确了系统的各功能模块，并对P L C在系统中的配置与使用以及PROFIBUS总线的构成进行探讨。
经运行，系统应用效果良好，可实现高炉的快捷、稳定与准确生产。
关键词：高炉；自动控制系统；PLC ; WinCC ; PROFIBUSApplication of PLC in automatic control system of blast furnaceBai Jiangtao(Hebei Puyang Iron and Steel Group,Handan Heibei,056305) Absrtact: Based on the design requirement analysis of blast furnace automatic control system,this papermakes clear the function modules of the system,and discusses the configuration and application of PLC in the system and the composition of Profibus bus.After operation,the system has good application effect, which can realize fast,stable and accurate production of blast furnace.Keywords: Blast furnace;automatic control system;PLC;WinCC;PROFIBUS〇引言高炉自动化控制在很大程度上决定着高炉工作的稳定性以 及炼钢过程中供应合格铁水的能力,高效的高炉自动控制系统可 发挥降低能耗、保证高炉炼铁工艺连续性、软硬件方式实现前后 工序相互连锁等功能，为后续炼钢供应优质原料。
PLC实现高炉上料系统的自动控制
高炉上料装置是生产中的重要环节，提高其自动化水平，可以大大减轻工人劳动强度，提高生产效率，同时通过原料的精确配比，又可提升产品的品质和质量。
本文简要介绍了PLC系统在高炉上料自动控制中的应用。
该系统用PLC完成所有的过程控制、数据采集、自动调节、事故处理及报警等工作。
工控机负责监控和人机对话，PLC和工控机通过动态数据交换，实现点对点通讯,控制与监控分开，可靠性高。
该系统于2008年1月在建源钢铁公司450m3高炉正式投入使用以来,运行良好，稳定可靠,以低成本、完善的功能赢得了高炉操作人员的好评。
1 工艺流程高炉上料系统是指从槽下供料到炉顶的设备将物料（烧结矿、焦炭等）装入炉内的全过程。
该系统有4个杂矿仓、4个球团矿仓和6个烧结矿仓，烧结矿仓、球团矿仓经振动筛，杂矿仓经给料机后，按配料料单规定送称量料斗称量以后放料，由相应的皮带送到地坑称量漏斗。
1#-4#四个焦炭仓下各有一台振动筛，焦炭没有中间称量漏斗，经振动筛直接送地坑的焦炭称量漏斗。
地坑有左焦、左矿、右焦、右矿4个称量斗。
料车到料坑后，坑斗把料放入料车，坑斗闸门关到位并且炉顶备好后，料车启动。
两台料车按生产要求将槽下各种物料，由料车卷扬机提升到炉顶。
经炉顶受料斗阀、上密封阀、节流调节阀、下密封阀，再经布料槽将物料均匀地布到炉内。
2 系统硬件设计及仪表设备由于该450m3高炉基础自动化部分含有13个模拟量输入，115个数字量输入和72个数字量输出，且为了满足生产系统的设备控制及工艺参数的采集，系统拟采用西门子公司的S7-400主机架、S7-300卡件和PLC系统对生产过程进行控制和监视。
同时选择西门子的Wincc组态软件作为上位机的监控软件。
PLC由一个中央机架带I/O扩展机架和相应模板（PS、CPU、CP、DI、DO、AI、AO）组成，控制相应系统。
原料系统的各个矿石漏斗及坑斗和焦碳坑斗分别设有称量装置。
信号进入计算机系统。
上料系统采用2台西门子矢量变频器进行控制[1]，采用两套变频装置供电，变频器一用一备；料车卷扬电机轴上设有测速发电机一台，旋转编码器一台，主令控制台一个。
西门子PLC在高炉上料系统的应用
步进 电机有 步 距角 及 到相数 ） 、 静转 矩 、 及 电流三大 要素 组成 一但 三大 要素确 定 ， 步 进 电机 的型号 便确 定 下来 了 。 （ １ ） 步 距角 的选 择 电机 的 步距角取 决于 负载精 度的 要求 ， 将 负载的最 小分辨 率（ 当量 腆 算到 电机轴上 ， 每 个当量 电机应 走多少 角度（ 包括 减速） 。 电机的步距 角应 等于或小 于 此 角度 。 目前 市场 上步 进 电机的 步距 角一 般有 Ｏ． ３ ６ 度／ Ｏ ． ７ ２ 度（ 五相 电机 ） 、 ０ ． ９ 度／ １ ． ８ 度（ 二、 四相 电机 ） 、 １ ． ５ 度／ ３ 度（ 三相 电机 ） 等。 （ ２ ） 静力矩 的选 择 步进 电机的动 态力 矩一 下子很 难确 定 ， 我们往 往先 确定 电机 的静力 矩 。 静 力矩选择的依据是电机工作的负载， 而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种 单一 的惯性 负载 和单 一的摩 擦负 载是不 存在 的 。 直接起 动 时（ 一般 由低 速） 时二
工 业 技 术
ｌ ■
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｓ Ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
西 门子
（ 唐 钢 中厚 板有 限公 司 河北 唐山 ０ ６ ３ ０ ０ ０ ）
［ 摘 要］ 本文 对 西 门子Ｐ Ｌ ｃ ４ ０ ０ ｃ Ｐ ｕ３ ０ ０ 模块 系列 可 编程 序控 制器 应用 于 高炉 上料 电气控 制 系统 的设 计思 想 作 了介绍 ， 对 系 统 的硬 件组 成 和软 件设 计 作 了
较为详细的阐述， 设计出的可编程程序控制装置基本上完成了高炉供料 电气控制系统的硬件设计 实现了布料（ 槽上） 和槽下卷扬的实时控制和生产过程 自 动化
PLC在高炉上料系统中的设计与应用
PLC在高炉上料系统中的设计与应用摘要:介绍了PLC技术在江苏淮钢6#高炉上料系统的设计与应用，该系统采用SIEMENS公司S7-400 PLC作为控制器，Wincc作为监控软件。
生产实践证明，该系统完全满足工艺要求，大大降低了工人的劳动强度，提高了设备的利用率和生产效率。
关键词：PLC；计算机控制；高炉；上料系统前言高炉生产工艺对控制系统的可靠性和容错性要求较高，而上料系统在整个冶炼工序中是核心，出现差错将导致高炉休风停产，影响到生产安全和经济效益。
淮钢6#高炉计算机系统是由炉顶和槽下系统二部分组成，采用传统的控制方式可以实现对该装置的控制，但是体积大，故障率高，抗干扰能力差，控制不精确，使用寿命较短。
将PLC技术引人高炉上料系统，可以克服传统的继电控制系统的不足之处，使控制更精确，工作效率更高，可靠性更好，故障率更低，也进一步提高了高炉的生产能力。
1上料系统的控制方案淮钢6#高炉上料系统为料车上料，炉顶为并罐无料钟，槽下矿槽为单列左右对称布置。
高炉料车卷扬机采用两套变频传动装置，互为备用，通过切换开关选择。
溜槽倾动为交流变频装置传动，溜槽旋转采用交流双速电动机，两个探尺采用两套变频传动装置，炉顶其它设备主要为液压传动。
溜槽、探尺、料流调节阀的位置检测装置采用绝对值位置编码器。
上料系统的槽下设一台可编程序控制器(PLC)控制。
其操作方式有机旁手动(检修、调试用)、操作台手动、PLC自动控制三种。
槽下系统设一个操作台，操作台主要作为设备控制或系统的操作方式选择。
上料系统的炉顶采用一台可编程序控制器(PLC)控制。
其操作方式有机旁手动(检修、调试用)、手动带必要连锁、PLC 控制三种。
前二种工作方式均不通过PLC。
炉顶设一个操作台，主要用作炉顶的紧急手动操作和系统的操作方式选择。
高炉上料系统的电气室、操作室在原槽下操作室新建，其电控设备分别装在此电气室内，操作室放置槽下和炉顶操作台以及监控屏,控制和监视高炉上料。
基于PLC控制的高炉自动化上料系统的应用与分析
基于PLC控制的高炉自动化上料系统的应用与分析高炉是冶金工业中的重要设备，其主要作用是将矿石和焦炭进行还原反应，产生高温下的金属铁。
由于高炉操作过程复杂，需要准确控制各种参数，采用自动化控制技术可以提高生产效率、降低能耗、改善工作环境等。
本文中将介绍基于可编程逻辑控制器（PLC）的高炉自动化上料系统的应用与分析。
高炉自动化上料系统主要包括物料搬运传送装置、PLC控制系统和人机界面等组成部分。
物料搬运传送装置用于将矿石和焦炭等原料从仓库中运输到高炉上料口，其中包括输送带、卸料口等设备。
PLC控制系统负责对物料搬运传送装置进行自动控制，实现物料的准确投料。
人机界面提供操作人员与系统进行交互的界面，实现对系统参数的调节与监控。
高炉自动化上料系统的应用主要有以下几个方面。
自动化上料系统可以提高装料效率。
传统的人工上料存在人为因素，操作难度大、容易出错，而自动化系统可以准确计算物料的需求量，并且可以实时调整投料的速度和量，确保物料的及时补给。
自动化系统可以降低能耗。
根据高炉情况和生产要求，自动化系统可以调整物料配比，减少不必要的能量消耗。
自动化系统还可以提高工作环境。
高炉作业环境恶劣，有大量的粉尘、高温、高压等，采用自动化系统可以减少操作人员的暴露在有害环境中的时间，提高工作安全性。
基于PLC控制的高炉自动化上料系统具有以下特点。
PLC具有较强的实时性和可靠性。
高炉生产过程对控制系统的响应速度要求高，而PLC具有高速执行能力和强大的抗干扰能力，可以满足高炉自动化控制的要求。
PLC具有良好的可编程性。
通过对PLC进行编程，可以实现各种复杂的控制逻辑，例如调节错配、限制传送带速度等，从而提高高炉的控制精度。
PLC还可以实现与其他设备的联动控制，例如与高炉温度控制系统、测量仪表等进行数据交换。
在实际应用中，基于PLC控制的高炉自动化上料系统可以实现较高效率和稳定性。
通过监控高炉的运行状态和参数，可以实时调整物料的投料量和配比，保证高炉的正常运行。
基于PLC控制的高炉自动化上料系统的应用与分析
基于PLC控制的高炉自动化上料系统的应用与分析高炉是冶金工业中的重要设备，其自动化上料系统对于提高高炉生产效率、降低能耗具有重要意义。
基于PLC控制的高炉自动化上料系统能够实现连续、稳定的原料供给，有效提高了高炉的运行效率和安全性。
本文将对基于PLC控制的高炉自动化上料系统的应用与分析进行深入探讨。
一、高炉自动化上料系统的工作原理高炉自动化上料系统通过PLC控制实现对原料的连续、精确的供给。
系统主要包括原料储存仓、输送设备、称重装置、PLC控制系统等组成。
系统最主要的工作原理就是通过PLC控制系统对输送设备的运行进行调控，以实现对原料的精确供给和计量。
具体工作流程包括：1. 原料存储：原料从外部输送到原料储存仓，通过输送设备将原料装载到储存仓中，以备用。
2. 原料输送：当高炉需要原料时，PLC控制系统通过传感器检测到高炉内的原料需求情况，然后对输送设备进行控制，将储存仓中的原料输送到高炉的上料口。
3. 称重计量：输送设备将原料输送到高炉上料口前，会经过称重装置的计量，以确保原料的供给量符合高炉的需求。
4. PLC控制：整个系统的工作过程由PLC控制系统进行监控和调控，保证了系统的稳定运行和原料供给的精准度。
二、基于PLC控制的高炉自动化上料系统的优势1. 精准计量：传统的手动上料方式容易产生原料供给的误差，而基于PLC控制的高炉自动化上料系统能够实现对原料的精准计量，避免了原料供给量不足或过多的情况，确保了高炉生产的稳定性。
2. 连续供给：由于系统能够根据高炉的需求实时调整原料的供给量，因此能够实现原料的连续供给，使高炉生产更加连续和稳定。
3. 降低人工成本：传统的手动上料需要大量的人工操作，而自动化上料系统能够减少人工参与，降低了人工成本，并且减少了人为因素对生产工艺的干扰，提高了生产效率和安全性。
4. 实时监控：PLC控制系统能够实时监控原料的供给情况和高炉的状态，对于系统的运行状况进行实时监控和调整，确保了高炉生产的安全性和稳定性。
PLC在高炉上料系统中的设计与应用
高 ，可靠性 更好 ，故 障率更 低 ，也进 一 步提 高 了 高炉 的生产 能力 。
上料 系 统 的 槽 下 设 一 台 可 编 程 序 控 制 器 （ Ｌ 控制 。其操 作 方 式 有 机 旁 手 动 （ 修 、调 Ｐ Ｃ） 检 试用） 、操 作 台手 动 、Ｐ Ｃ 自动 控 制 三种 。槽 下 Ｌ
统二 部分 组成 ，采用 传统 的控 制 方式 可以实 现对
２ 上 料 系统 的控 制 方 案 科 杀Ｚ 允明 利 刀 莱
邢 钢 ３ 高 炉 上 料 系 统 为 料 车 上 料 ，炉 顶 为
并 罐无 料钟 ，槽 下矿槽 为 单列左 右 对称 布置 。高 炉 料车 卷 扬 机 采 用 两 套 变 频 传 动 装 置 ，互 为 备
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｐ ｌｃ ｔｏ ｏ ｓｇ ｎｄ ａ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｆＰＬＣ ｅ ｈｎ ｌ ｇ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒ ｆ ｅ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｔ ｃ ｏ ｏ ｙ ｉ ｈ ｏ ｖ ｒ ｅ ｅ ｄ ｎ ｙ ｔ ｍ
ＴＡＯ ｅ ｇ ｒ ｎ Ｚｈ ｎ —ｏ ｇ
用 ，通 过切换 开关 选择 。溜槽倾 动 为交流 变 频装
置传 动 ，溜槽 旋转 采用 交 流双速 电动机 ，两 个探
尺采 用两 套变 频传 动装 置 ，炉顶 其 它设备 主 要 为 液压 传 动 。溜 槽 、探尺 、料 流调 节 阀的位 置 检测 装置 采用 绝对 值位 置编 码器 。 根 据 高炉 上 料 系 统 的工 艺 要 求 ，综 合 考 虑
该装 置 的控 制 ，但是 体积 大 ，故 障率高 ，抗 干扰 能力 差 ，控 制 不 精 确 ，使 用 寿 命 较 短 。将 Ｐ Ｃ Ｌ
技术 引入 高炉上 料 系统 ，可 以克服传 统 的继 电控 制系 统 的不 足之 处 ，使控 制更精 确 ，工作 效率 更
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PLC控制系统在中大型高炉上的应用
1 概述
国内某网铁集团公司第二炼铁厂现有1260m3两座，根据该公司的改扩建规划方案，需将其改建成2560m3高炉两座，分两期进行，一其工程先改建一座高炉。
该高炉系统配备有：贮矿、贮焦槽，带式输送机上料，双罐并罐式无料钟装料，炉体为软水密闭循环冷却系统（采用板壁结合型炉体冷却设备），矩型方式出场，3座改进型内燃式热风炉（用高炉煤气作燃料，空气助燃），全底滤式炉前冲渣工艺，富氧鼓风喷煤技术（喷煤系统采用双系列双罐串联总管喷吹炉前分配系统），以及一套完整的自动化系统。
改建后，使该高炉系统整体水平达到国内同类型高炉的装备水平且投资最少。
2 自动化系统构成
从改扩建总体规划方案考虑，该高炉自动化系统按其总体结构划分为三级。
第一级为检测驱动级，由热电偶、热电阻、变送器、电子称、按钮、行程开关、限位开关、电磁阀、调节阀、电动机、信号灯等组成。
该级完成地生产过程中各流体、物料和设备的检测与驱动。
第二级为设备控制级，由7个控制站（每个控制站由2台PLC构成）、5个操作站（每个操作站由2台IPC构成）、1个工程师站、2个通讯网组成。
该级完成对生产过程中各流体、物料和设备状态的显示、操作（台闭环控制）。
第三级为过程控制级，由1台服务器、3台客户机、1台网络打印机、1个通讯网组成。
该级完成对生产过程中生产计划的制定和协调，收集生产过程中各数据，并按一定的方法加以处理后进行数学模型计算，并向设备控制级发出控制指令（即设定值），实现对生产过程的管理与控制。
该高炉系统按其工艺设备又划分为6个子系统，分别为：
（1）原料称量（配料）与上料设备；
（2）炉顶装料设备；
（3）炉体设备（砌砖体和炉体冷却设备）；
（4）热风炉；
（5）煤粉制备；
（6）煤粉喷吹。
但由于资金限制，过程控制级仅对生产过程中的各种数据进行收集、加工处理和制作报表。
其中富氧鼓风喷吹煤粉技术（煤粉制备和喷吹）暂缓设计。
3 PLC控制系统的配置特点及控制功能
在该高炉自动化系统中设备控制级采用了美国A&B公司生产的PLC控制系统。
该PLC控制系统由操作站（工业PC机）、控制站（PLC-5/1771）和通讯网3部分构成。
操作站由6台工业PC机组成3套互备系统，控制站由10台PLC-5/1771处理器组成5套热备系统，通讯网络分为3层，自下而上分别为设备层——设备网DeviceNet网、控制层——控制网ControlNet网、DH+网（DH+网为工业LAN网）和远程I/O网及信息层——以太网EtherNet/IP网。
该设备控制级的通讯网络采用了控制层中的控制网、DH+网和远程I/O网，信息层中的以太网。
其中控制网（CONTROLNET网）为冗余网络，该网完成操作站之间和操作站与控制站之间的数据通讯。
DH+网完成控制站之间的数据通讯。
设备控制级与过程控制级之间的数据通讯通过以太网（ETHERNET/IP）网完成设备控制级中操作站与过程控制级中服务器之间的数据通讯。
主要特点有：
*设备控制级与过程级控制级之间信息交换采用了带碰撞检测的载波侦听多路访问传输协议的以太网；
*在设备控制级中操作站与控制站之间信息交换采用的是基于开放网络技术的生产者/客户模式的控制网，可组成多主、主/从或对等通讯结构模式，数据发送具有确定性和可重复性，在一条链路上信息类型（预定信息和示预定信息）的任一混合；
*控制站采用双PLC处理器热备方式：
*操作站采用双机互备。
PLC控制系统的控制功能有：
*槽下供、配料（物料配方、称量自动补偿）；
*无料钟炉顶控制，即受料漏斗控制、贮料罐均压控制、阀门箱控制（排料流槽、料流调节阀、下密封阀）、驱动装置控制（旋转溜槽布料器、探尺）、气密箱温度控制；
*炉顶温度控制；
*炉顶压力控制；
*炉体料柱差（静压法）、透气性指数、鼓风动能、冷却设备的热负荷及检漏的计算；
*热风温度控制；
*冷风湿度控制；
*热风炉拱顶温度控制；
*烟气含O2量控制；
*助燃风总管压力控制；
*热风炉换炉及送风控制；
*膨胀罐控制。
4 PLC控制系统应用
该控制系统于1997年9月完成控制系统招标书，同年11月确定控制系统集成商并完成系统硬件配置，12月初开始软件培训，应用软件功能规格书于12月完成，应用软件程序于1998年4月初编制完成并进行裸机调试。
调试中时有出现个别控制站死机现象，经与设备集成商负责工程技术支持人员和用户三方共同分析研究并与用户过去的老系统（DCS作为设备控制级）进行比较，最后得出共识为：控制系统硬件配置和系统软件平台的选择不尽合理。
其原因有如下几个方面：
（1）系统集成商在做系统投标时，仅将招标书中的输入、输出点数除以相应I/O模板点数，得到I/O模板数，得到I/O模板数与约15%的总（输入、输出）点数所对应的模板数之和为I/O模板总数，再由I/O模板总数确定PLC处理器的型号和数量。
而未考虑到系统通讯时，模拟量与数字量的区别和物理工位数量（实际输入、输出数量）与逻辑工位数量（除物理工位数量之外还应包括计算过程中的中间变量和结果、模拟量的相关参数等）的区别。
（2）当PLC处理器采用热备方式时，I/O模板只能置于其扩展I/O机架或
远程I/O机架中。
（3）由于系统软件在Win95平台下工作，所以无法保证应用软件运行环境100%的可靠。
（4）未考虑模拟量信号有数字滤波和实时采样对时间的要求。
上述这些原因都影响系统通讯速率和通讯量。
为了不使通讯堵塞而造成死机，我们进行了必要的补救措施。
由于上述（1）、（2）和（3）属于系统硬件配置和系统软件平台问题已无法改变，仅能从应用软件中采取一些弥补措施。
该措施有两方面，其一为降低显示调节系统的性能，即延长实时采样时间，模拟测量信号由原标准采样时间1.0s分别改为湿度2.5s，压力（或差压）1.5s，流量2.0s，液位1.5s，模拟调节信号由原标准采样时间200ms改为800ms；其二为降低系统抑制干扰能力，即取消模拟信号中数字滤波。
修改后系统于5月到现场就位，调试中仍有死机现象，但出现的次数已明显地减少。
死机仅出现在模拟量信号较集中的炉体设备控制站。
该站模拟信号占总信号的98%以上，并且含有大量的模拟计算，这些是高炉系统本身所固有的，无法改变，最后只好又编制一个系统复位程序，用于死机后重新启机。
5 结束语
在大中型高炉自动化系统中基本上都采用三级控制，其中设备控制级可采用DCS或PLC或二者混合的系统。
三种方案从理论上讲，只要系统硬件配置合理，系统软件选择合适，系统都应具备满足高炉系统对控制的要求，即系统是可行的。
而在实际应用中，由于PLC系统在其价格方面远优于DCS系统，所以在方案设计阶段，PLC系统往往成为用户的首选方案。
从目前资料来看：在大中型高炉自动化系统中，设备控制级完全采用PLC 控制系统，在国内、外尚无成功的先例（即没有任何一家PLC设备供货商能给出在高炉上成功的应用范例），采用全PLC系统方案尚处于试验摸索中。
而评价一个系统的好坏，不能只看其价格一具方面，应从以下几个方面全面考虑：
（1）从应用对象的物理空间位置来看，所配置的控制系统硬件结构（可减
少不必要的数据交换）是否合理；
（2）按应用对象对可靠性、时间性的要求看选择的系统软件是否合适；
（3）再看系统集成商对所选系统在某个领域中的应用对象是否有使用经验（至少也要有成功的事例）；
（4）最后看系统价格是否合理（即用户是否能接受）。
依作者的观点：现阶段高炉自动化系统中设备控制级最合理的系统方案为DCS与PLC的组合。
其优点是操作站和通讯网采用一家统一的产品，在控制站上对不同的过程视其模拟量和数字量所占不同比例，分别采用DCS和PLC（即以模拟量为主的采用DCS，以数字量为主的采用PLC）。
这样的组合系统既克服了全DCS控制系统价格昂贵的缺点，又克服了全PLC控制系统在目前的应用中出现的问题，集两种控制系统的优点于一身。
随着PLC控制系统在应用中不断地完善，其低成本投资的特点就越显著，其应用前景取决于其完善程度。
另外一点需要说明的是近年来现场总线在各个领域中已经开始应用。
由于在高炉系统中有大量的模拟量和数字量需要检测和控制，而采用现场总线的形式可大大地降低工程造价，其经济效益非常可观，应用前景十分乐观。