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S7-400在太鋼熱連軋步進式加熱爐中的應用案例

發布時間:2019-08-02 16:23:49來源:

1.       項目實施地及行業背景
本項目的使用方為太原鋼鐵有限公司熱連軋廠,太原鋼鐵有限公司位于山西省太原市尖草坪區,是我國比較大的特種鋼生產基地,其主營的不銹鋼、硅鋼等產品的市場占有率目前在國內居于領先地位。
2.     項目簡要工藝
本項目應用于太鋼熱連軋步進式加熱爐。項目實施后,實現了傳動控制、燃燒控制的全自動化操作。傳動控制的功能是:實現機械電氣設備的自動化操作、包括裝出料輥道、裝出鋼設備、步進機械等。燃燒控制的功能是:實現溫度的精確控制、改善了爐膛氣氛、溫度場的分布。達到了從溫度、流量、壓力控制的整體系統的穩定,適應了太鋼生產節奏快、鋼種多、加熱制度復雜的要求。
3.     新舊系統的對比,及項目中使用的西門子自動化產品的型號、數量、類型、控制對象。
舊項目使用西屋(WESTHOUSE)公司的WDPF控制系統,此系統分為DPU及MAC兩部分,其中DPU用于加熱爐的燃燒控制、MAC系統用于加熱爐的機械電氣設備的控制。舊項目控制系統使用近十年之久,由于硬件老化、軟件升級困難,使得故障率增加,影響了生產的正常運行。隨著近幾年加熱理論的不斷發展、新的燃燒技術已經大規模地應用,生產全自動化操作理念已日益深入人心。由于受到舊有系統在硬件、軟件方面的限制,新的技術、理念無法實施。
本項目中,有三座加熱爐屬改造、一座新建。共使用了共9套S7-400型PLC。型號為:6ES7416-2XK02-0AB0。每座加熱爐使用兩套PLC分別作為傳動控制、及燃燒控制,另有一套作為公用輔助設備的傳動控制,取代原有的DPU及MAC系統。
本項目實施前,舊系統共用20面控制柜。項目實施后,在沒有減少輸入輸出點的情況下,新系統只使用8面控制柜。新硬件的使用,使得控制的精度、及處理的速度有了進一步的提升。西門子軟件開發系統的支持,也使得一些新技術實現成為現實。
4.     以下為已經投產的照片。其中圖A中所示為正在將冷坯裝入爐內的情形,圖B中所示為正在將加熱后的鋼坯出爐時情形:
  圖A
                               圖A
 圖B
                               圖B
二、  控制系統構成
1.       在本項目中每座加熱爐由于控制對象、實現功能的劃分、各配置兩套PLC分別用于傳動控制、燃燒控制。每套PLC均由主機架部分與遠程ET200分站組成。主機架均配置以太網卡與二級計算機及HMI服務器進行通訊。各傳動PLC與公共PLC間有大量的信號進行交換,為了減少以太網的通訊負擔,保證信號的實時性,所以各傳動PLC與公共PLC采用MPI網絡進行通訊。由于遠程設備多、且有些遠程設備在地理位置上比較集中,采用CPU通過PROFIBUS與遠程ET200通訊的結構既能保證了系統整體快速響應,又能大大降低布線成本,是一個性價比極為合理的解決方案。
2.       以公共PLC的硬件配置圖為例,其它的硬件配置不在此贅述:
    公共PLC硬件配置圖如圖1:
 
  圖1
                                                     圖1

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