可編程序控制器在銅冶煉生產(chǎn)過程中應(yīng)用
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PLC主要對一些給液泵、循環(huán)泵、泥漿泵等一些泵的啟、停進(jìn)行聯(lián)鎖控制和監(jiān)視，對風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，對短路器進(jìn)行監(jiān)控。
由于采用了PLC，取消了大量的二次儀表，所有的儀表指示值都可以在監(jiān)控站的屏幕上顯示，統(tǒng)計(jì)報(bào)表、歷史趨勢曲線都可以很方便地打印出來。參數(shù)的修改和設(shè)備的操作都可以用鼠標(biāo)在屏幕上完成。
三、網(wǎng)絡(luò)化方案及其實(shí)現(xiàn)
PLC-5處理器不僅具有非常強(qiáng)的控制功能，還具有非常強(qiáng)的通信能力。因此，它不但適用于各種控制應(yīng)用環(huán)境中，特別適用于計(jì)算機(jī)集成生產(chǎn)系統(tǒng)（CIMS）的生產(chǎn)方式，與計(jì)算機(jī)等來形成一個(gè)高度全面化的分布式多級控制系統(tǒng)。生產(chǎn)的過程十分復(fù)雜，因此實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的全面高度自動化比較困難，同時(shí)，由于市場需求和技術(shù)發(fā)展的更新速度日益加快，以往傳統(tǒng)的、相對穩(wěn)定的生產(chǎn)過程也變得越來越不適應(yīng)要求，這就對自動化生產(chǎn)的方式提出了一個(gè)動態(tài)的開放要求。因此，管理和控制一體化成為現(xiàn)代化企業(yè)越來越迫切的需要，而在此過程中，網(wǎng)絡(luò)化的實(shí)現(xiàn)又成為一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。
金隆公司的生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)就是這樣一個(gè)集控制和管理于一體的廠級分布式控制系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如下圖所示。
1. PLC與管理網(wǎng)的聯(lián)接
由網(wǎng)絡(luò)圖可以看出，全廠的PLC共構(gòu)成兩條數(shù)據(jù)高速通道（DH+）鏈，一條是電解、凈液的PLC通過ROCKWELL公司的以太網(wǎng)接口模塊 5/20E與以太網(wǎng)相連，一條是陽極精煉爐、轉(zhuǎn)爐的PLC通過DCS與上位以太網(wǎng)相連。采用這種聯(lián)結(jié)方案主要是受各PLC物理位置的限制。PLC的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳到以太網(wǎng)后，由美國DEC公司的阿爾法小型計(jì)算機(jī)接受并轉(zhuǎn)換成個(gè)人電腦可以識別的數(shù)據(jù)信號后，再發(fā)往各管理終端。這樣，各管理終端通過相應(yīng)的軟件就可以隨時(shí)調(diào)出工藝流程畫面和實(shí)時(shí)工藝參數(shù)，管理者就可以隨時(shí)了解到現(xiàn)場工藝情況和各類數(shù)據(jù)報(bào)表，從而為管理帶來極大的便利。
2. DH+網(wǎng)
DH+是一個(gè)公共總線形成的對等的工業(yè)局域網(wǎng)，其網(wǎng)上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)無主次之分，網(wǎng)絡(luò)的存取方式為令牌傳遞方式，傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線，最大傳輸距離為3044m，通信波特率為57.6K（57.6K位/s=1字節(jié)/0.14ms）,最大節(jié)點(diǎn)數(shù)為64個(gè)。
屏蔽雙絞線相對比較便宜，并有比較好的抗噪性，能保證傳輸信號不失真，不失為一種理想的傳輸介質(zhì)。令牌傳遞方式可以消除那些試圖獲得網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)的 PLC站點(diǎn)之間的競爭，哪個(gè)站點(diǎn)得到令牌，它就成為主站，從而有權(quán)向其他站點(diǎn)發(fā)送信息，用完相應(yīng)的時(shí)間片后，即將令牌傳遞到下一個(gè)站點(diǎn)，這樣可以避免因某個(gè)站點(diǎn)故障而影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)PLC-5/40處理器有四個(gè)通信口，可用軟件設(shè)置成遠(yuǎn)程I/O通信鏈與輸入輸出機(jī)架相連或設(shè)置成DH+網(wǎng)絡(luò)通信口。在轉(zhuǎn)爐調(diào)試時(shí)，由于各站點(diǎn)之間需要傳遞的數(shù)據(jù)量太大，引起監(jiān)控站屏幕頻繁出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)超時(shí)報(bào)警信息，我們就用處理器空閑的通信口，專門設(shè)置了一條DH+通信鏈，專門用于處理器之間的數(shù)據(jù)傳遞，解決了網(wǎng)絡(luò)擁擠的問題。
由于DH+網(wǎng)絡(luò)優(yōu)越的網(wǎng)絡(luò)性能，使得數(shù)據(jù)在站點(diǎn)之間傳遞變得極為便利，行車稱重?cái)?shù)據(jù)本來發(fā)往陽極精煉爐，可是因?yàn)橛辛薉H+網(wǎng)絡(luò)，在轉(zhuǎn)爐也可以看到這些數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)爐的作業(yè)方式是交替作業(yè)，加上很多設(shè)備是三臺轉(zhuǎn)爐共用，因而需要相互傳遞的信息量非常大，因?yàn)橛辛薉H+網(wǎng)絡(luò)，一切問題迎刃而解。
四、調(diào)試中遇到的難點(diǎn)及解決辦法
投產(chǎn)前，網(wǎng)絡(luò)安裝測試好之后，開始進(jìn)行系統(tǒng)的總調(diào)試，發(fā)現(xiàn)由于三臺轉(zhuǎn)爐的很多輔助設(shè)備是共用的，因而各PLC之間需通過網(wǎng)絡(luò)交換的數(shù)據(jù)量特別大，引起網(wǎng)絡(luò)繁忙，網(wǎng)絡(luò)超時(shí)報(bào)警頻頻出現(xiàn)，影響調(diào)試和正常操作。起初試圖通過增大監(jiān)控站的內(nèi)存、擴(kuò)大緩沖區(qū)、精簡操作畫面等方法解決這個(gè)問題，但效果均不理想。后來想到利用處理器的其他空閑的通信口，專門開設(shè)一條網(wǎng)絡(luò)專供轉(zhuǎn)爐的四個(gè)PLC之間傳遞數(shù)據(jù)用，結(jié)果十分令人滿意，很好地解決了這個(gè)問題。
五、投產(chǎn)后的增設(shè)及改進(jìn)項(xiàng)目
由于工藝狀況和設(shè)備狀況的要求，投產(chǎn)后在轉(zhuǎn)爐進(jìn)行了一系列的改造和增設(shè)項(xiàng)目，主要包括以下幾個(gè)方面。
1. 轉(zhuǎn)爐事故傾轉(zhuǎn)的改造
在原設(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)爐的事故傾轉(zhuǎn)是蓄電池帶動直流電機(jī)驅(qū)動的，由于蓄電池只能供電10min，而充電時(shí)間需10多個(gè)小時(shí)，且有傾轉(zhuǎn)速度慢、性能欠可靠等缺點(diǎn)，容易引起堵風(fēng)眼事故。針對這種情況，我們在軟件上進(jìn)行了修改，使得只有交流失壓時(shí)，才由直流電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)爐移動，在其他條件下，均由交流電機(jī)帶動爐子做事故傾轉(zhuǎn)，大大減少了事故的發(fā)生，具有很好的效果。
2. 增設(shè)富氧改造調(diào)節(jié)回路
投產(chǎn)一段時(shí)間后，為了增加固破和冷銅的處理量，根據(jù)工藝要求，我們在轉(zhuǎn)爐增加了富氧錘煉自動調(diào)節(jié)回路?；芈吠队煤螅僮魅藛T只要在操作畫面上設(shè)定所需的用氧濃度，調(diào)節(jié)回爐即可根據(jù)送風(fēng)流量和設(shè)定氧濃自動調(diào)節(jié)氧氣的流量，操作十分方便。至今，使用效果一直很好。
3. 增加純水槽自動補(bǔ)水回路
純水槽的水是用于轉(zhuǎn)爐冷卻水套的，一旦斷水，就會對設(shè)備造成損壞。未改造之前轉(zhuǎn)爐純水槽補(bǔ)水需用電話與純水站聯(lián)系，這就要求操作人員經(jīng)常監(jiān)視純水槽的水位，很不方便，改造之后，低水位自動補(bǔ)水，高水位自動停水，且有高、低水位報(bào)警，既方便又安全，得到操作人員的好評。
4. 增加報(bào)警點(diǎn)和歷史趨勢記錄
轉(zhuǎn)爐投產(chǎn)后，我們在轉(zhuǎn)爐增加了PLC系統(tǒng)不間斷電源（UPS）掉電報(bào)警、煙罩?jǐn)嗔鲌?bào)警、純水槽水位報(bào)警等，提高了生產(chǎn)的安全性。增加了排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出給定值的歷史趨勢記錄，給設(shè)備監(jiān)護(hù)和故障判斷分析提供了依據(jù)。
總之，可編程序控制器因其可靠的性能、卓越的控制功能和強(qiáng)大的通信功能在金隆公司的生產(chǎn)和管理中發(fā)揮了很大的作用，創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。隨著其性能價(jià)格比的提高，相信會在工業(yè)企業(yè)中得到更加廣泛的應(yīng)用。
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