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1 引言
本著技術(shù)先進(jìn)、配置合理、操作維護(hù)簡單、節(jié)約投資的原則，基礎(chǔ)自動化采用電儀一體化的可編程序控制器（PLC）進(jìn)行控制，鑄機(jī)本體設(shè)置操作站和操作臺。三電（電氣、儀表和計算機(jī)）自動化控制系統(tǒng)設(shè)計擬采用網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，其基礎(chǔ)自動化級設(shè)計方案，是集自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)為一體的控制方案。
2、 方案的研究和確定
基礎(chǔ)自動化級采用以 PLC 控制裝置為核心（電控和儀控），根據(jù)控制功能區(qū)域劃分為分散式的控制單元，采用典型的遠(yuǎn)程I/O，這樣可以大量節(jié)省控制電纜和施工費用。每流儀表柜、閥柜、控制操作臺（主操作臺、拉矯切割操作臺、出坯操作臺）分別設(shè)置遠(yuǎn)程I/O站，實現(xiàn)分散遠(yuǎn)程控制，系統(tǒng)簡單可靠。儀表檢測和控制亦采用 PLC 控制裝置，完成過程參數(shù)設(shè)定、采集、監(jiān)視及回路調(diào)節(jié)。通過軟件組態(tài)編程實現(xiàn)過程控制所必要的全部監(jiān)控功能。從而滿足工藝模型自動控制、工況監(jiān)測、安全生產(chǎn)、介質(zhì)消耗計量等要求。從而滿足工藝模型自動控制、工況監(jiān)測、安全生產(chǎn)、介質(zhì)消耗計量等要求。
整體自動化信息系統(tǒng)由四級構(gòu)成：4級，公司生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)；3級，生產(chǎn)控制計算機(jī)系統(tǒng)；2級，過程控制計算機(jī)系統(tǒng)；1級，基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)。L4包括生產(chǎn)管理、物流管理、質(zhì)量管理、技術(shù)管理、成本管理、銷售管理和發(fā)貨管理等功能。L3負(fù)責(zé)對各生產(chǎn)機(jī)組的生產(chǎn)組織和協(xié)調(diào)，是信息系統(tǒng)的樞紐。它接受L4的生產(chǎn)計劃，下達(dá)生產(chǎn)指令。L2的功能包括鑄機(jī)的物料跟蹤、模型計算、參數(shù)設(shè)定、質(zhì)量跟蹤和班報表/日報表等。L1（基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)）由電氣和儀表等控制系統(tǒng)組成，控制上主要包括邏輯/順序控制、傳動控制、回路控制，人機(jī)接口和數(shù)據(jù)通信等。過程控制計算機(jī)（L2）和HMI人機(jī)接口（含L1級）過程控制計算機(jī)系統(tǒng)，上連生產(chǎn)控制計算機(jī)系統(tǒng)，下接基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)。主要完成生產(chǎn)計劃的接受、跟蹤，生產(chǎn)節(jié)奏控制，生產(chǎn)實績上傳，模型計算，生產(chǎn)報表等功能。設(shè)置過程控制計算機(jī)的主要目的是實現(xiàn)快速有效的模型控制和信息管理。本著先進(jìn)、適用、經(jīng)濟(jì)、易操作管理和可擴(kuò)充的原則對二級計算機(jī)進(jìn)行配置。HMI計算機(jī)監(jiān)視操作站和PLC在開放的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和過程監(jiān)控。操作站采用臺式計算機(jī)，配置：。L2級和L1級操作站只是在功能上進(jìn)行劃分，而在物理連接上沒有分別。
3、 技術(shù)方案的特點
1. 運轉(zhuǎn)模式
運轉(zhuǎn)模式分為：送引錠準(zhǔn)備模式，送引錠模式 ，澆鑄準(zhǔn)備模式，澆鑄模式，尾坯模式,檢測模式.
(1) 送引錠準(zhǔn)備模式
送引錠準(zhǔn)備模式，亦稱準(zhǔn)備模式。
用于線上設(shè)備的維修與調(diào)整，以達(dá)到澆鑄前各設(shè)備處于待運轉(zhuǎn)狀態(tài)。此模式只能從尾坯模式后選擇。
(2) 送引錠模式
送引錠模式鑄機(jī)中有關(guān)操作的模式。此模式可以從送引錠準(zhǔn)備模式后選擇。
(3) 澆鑄準(zhǔn)備模式
澆鑄準(zhǔn)備模式，亦稱保持模式。是引錠頭進(jìn)入結(jié)晶器后等待鑄造的模式。從送引錠模式完成開始到開澆為止。此模式開始后，為了防止引錠下滑，1#~4#扇形段內(nèi)弧驅(qū)動輥處于制動狀態(tài)。
(4) 澆鑄模式
用于正常澆鑄。此模式只能從澆鑄準(zhǔn)備模式后選擇。
(5) 尾坯模式
拉尾坯模式，用于澆鑄末期對結(jié)晶器中鋼液面進(jìn)行封頂處理后進(jìn)行的操作。只能從澆鑄模式后開始。此模式包括重拉坯，即各種原因致使正常澆鑄操作中斷時的拉坯。
(6) 檢測模式
有三種功能:a.輥縫測量 b.輥子旋轉(zhuǎn)測量 c.外弧對弧測量
硬件采用AB公司產(chǎn)品，主要包括PLC模塊、控制單元、通訊接口、HMI。每臺操作站具體配置如下：
(1)工控機(jī)P4，主頻2.8 GHZ，內(nèi)存512MB，硬盤80GB,采用19"液晶顯示器
(2)軟件系統(tǒng)組成：編程軟件RSLOGIX5000、過程畫面編輯軟件RSView32。
(3)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
整個基礎(chǔ)自動化采用可編程序控制器（PLC）進(jìn)行控制，連鑄機(jī)設(shè)置三套PLC和三套HMI操作站。PLC公用系統(tǒng)一臺，鑄流系統(tǒng)一臺，儀控系統(tǒng)一臺。PLC計算機(jī)之間將通過光纖收發(fā)器轉(zhuǎn)換為100Mbps工業(yè)Ethernet網(wǎng)相連。PLC的主機(jī)與遠(yuǎn)程站之間連接采用ControlNet網(wǎng)絡(luò)連接，變頻器傳動裝置之間采用DeviceNet網(wǎng)絡(luò)連接。
4、軟件特點
1756-L55 ControlLogix5555 Controller，具有以下特點：①無縫連接，易于和現(xiàn)有的PLC系統(tǒng)集成；現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的用戶可以與其它網(wǎng)絡(luò)上的程序控制器透明的收發(fā)信息；②快速性，它是通過背板提供了高速數(shù)據(jù)傳輸，而且它提供了一個高速的控制平臺，提供了一個模塊化的控制方法；③可升級，可根據(jù)需要，增加或減少控制器和通訊模塊的個數(shù)，可在一個機(jī)架內(nèi)使用多個控制器；④工業(yè)化，它提供了一個硬件平臺，可耐受振動、高溫和各種工業(yè)環(huán)境的電氣干擾；⑤集成化，它建立了一個集成了多種技術(shù)的系統(tǒng)平臺，包括順序控制、運動控制、傳動控制和過程應(yīng)用；⑥結(jié)構(gòu)緊湊，它適用于控制高度分散并且配電盤空間有限的應(yīng)用場合。無論在控制速度上還是控制精度、抗干擾性、靈活性各方面都處于PLC產(chǎn)品的領(lǐng)先地位。
工業(yè)自動化控制系統(tǒng)所使用的軟件平臺，必須保證性能穩(wěn)定，功能強(qiáng)大，Windows2000 professional 操作系統(tǒng)穩(wěn)定，它成為工業(yè)自動化控制系統(tǒng)軟件平臺的******。編程軟件RSLOGIX5000能完成龐大的邏輯控制，采用結(jié)構(gòu)和數(shù)組的符號化編程，以及專用于順序控制、運動控制、過程控制和傳動控制場合的指令集，可以隨心所欲的實現(xiàn)各種控制要求。Controller tags中可以輸入中文方便的進(jìn)行程序注釋。上位監(jiān)控軟件Rsview32，不但可以畫出逼真的圖形，它還將數(shù)據(jù)顯示、模擬操作，數(shù)據(jù)庫，實時趨勢，歷史趨勢，報警，打印等功能緊密結(jié)合，完美的實現(xiàn)了生產(chǎn)的自動化操作控制；它能將數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)按時間存放在數(shù)據(jù)文件里供歷史趨勢文件調(diào)用顯示，這樣就能把幾個小時、幾天，甚至幾個月前的數(shù)據(jù)用數(shù)據(jù)曲線和具體數(shù)據(jù)的形式展示給工程師們，以便分析事故和改進(jìn)工藝。因此，Windows2000 professional, RSLOGIX5000, Rsview32成為本次自動化控制系統(tǒng)的開發(fā)工具。
5、PLC控制功能
數(shù)據(jù)采集；
大包回轉(zhuǎn)控制；
中間罐車控制；
抽蒸汽風(fēng)機(jī)控制；
連鑄機(jī)液壓系統(tǒng)控制；
電動(氣動)閥門控制；
結(jié)晶器機(jī)械振動控制（與機(jī)械設(shè)備成套提供）；
結(jié)晶器液面控制；
拉矯機(jī)傳動控制；
引錠桿控制；
鑄坯跟蹤控制；
切割控制；
鑄流輥道傳動控制；
故障報警.
6、軟件調(diào)試及運行
在軟件設(shè)計開發(fā)階段，實際受控的設(shè)備，自動化儀表等都是與PLC沒有連接的情況下完成的。到了調(diào)試階段就可以對編寫的程序?qū)嵤┰诰€測試，并結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況，調(diào)試程序使控制效果達(dá)到******化。
在調(diào)試過程中，我們分別對公用PLC、鑄流PLC和儀控PLC所屬設(shè)備進(jìn)行了單點和聯(lián)動調(diào)試，自動和手動情況下的調(diào)試，事故緊急狀態(tài)下的調(diào)試等。在調(diào)試前我們作了全面的考慮，制定了周密的設(shè)計方案。對現(xiàn)場調(diào)試可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行了迅速處理，采取了有效的解決措施，經(jīng)過20多天的現(xiàn)場調(diào)試使整個自動控制系統(tǒng)一次投運成功。
7、結(jié)束語
邯鋼新大板坯自動控制系統(tǒng)自投產(chǎn)以來一直運行良好，系統(tǒng)可靠穩(wěn)定，維護(hù)工作量小，完全滿足工藝要求，達(dá)到了國內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)水平。
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