AOD投料PLC控制(1)
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[摘要]論述AOD投料系統(tǒng)的PLC控制，結(jié)合HMI操作畫(huà)而重點(diǎn)分析PLC控制的核心部分：料批的處理，同時(shí)還介紹了一些操作模式、一個(gè)爐攻內(nèi)所用到的各種批次以及與上位機(jī)的通信等內(nèi)容。
[關(guān)鍵詞]料批;稱(chēng)重;加料順序
前言
AOD投料系統(tǒng)采用西門(mén)子PCS7控制系統(tǒng)，通過(guò)一臺(tái)單獨(dú)的S7—400來(lái)控制各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行。整個(gè)投料系統(tǒng)的控制分自動(dòng)模式和計(jì)算機(jī)模式，在自動(dòng)模式下操作人員只需在HMI畫(huà)面上輸入各種設(shè)定值并確認(rèn)，程序?qū)⒆詣?dòng)控制設(shè)備的運(yùn)行。在計(jì)算機(jī)模式下，各種設(shè)定值將直接通過(guò)上位機(jī)也下傳到L1并顯示在L1的料批表畫(huà)面上，操作人員確認(rèn)后程序?qū)⒆詣?dòng)控制設(shè)備的運(yùn)行。
整個(gè)AOD投料系統(tǒng)的控制設(shè)備主要包括1臺(tái)兩門(mén)子S7-400 PLC、8個(gè)ET200、6個(gè)Simocode及用于通信網(wǎng)絡(luò)連接的OSM、OLM等，如圖1所示?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備主要包括：(1)20個(gè)高位料倉(cāng)(SH)及22個(gè)振動(dòng)給料器，(2)6個(gè)稱(chēng)重料倉(cāng)(WH)及振動(dòng)給料器，(3)3條可逆皮帶機(jī)，(4)2個(gè)到轉(zhuǎn)爐的匯總料倉(cāng)(CH)及振動(dòng)給料器，(5)1個(gè)到AOD鋼包去的匯總料倉(cāng)(CHL)及蛤殼門(mén)等，如圖2所示。
2 控制模式
對(duì)于AOD投料控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，根據(jù)控制對(duì)象的不同可以分為兩種，一種為單體設(shè)備的控制模式，也叫驅(qū)動(dòng)模式(Drive mode)，另一種為整個(gè)投料系統(tǒng)的控制模式，也叫系統(tǒng)模式(System mode)。單體設(shè)備的驅(qū)動(dòng)模式分為：現(xiàn)場(chǎng)模式、手動(dòng)模式、自動(dòng)模式。系統(tǒng)模式分為：自動(dòng)模式和計(jì)算機(jī)模式。單體設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)模式是通過(guò)安裝在設(shè)備邊上的操作盤(pán)進(jìn)行控制，手動(dòng)模式是在I-IMI畫(huà)面上通過(guò)faceplate將設(shè)備選擇為手動(dòng)模式井在畫(huà)而上進(jìn)行操作，自動(dòng)模式也是在HMI畫(huà)面上通過(guò)faceplate將設(shè)備選擇為自動(dòng)模式，但設(shè)備動(dòng)作由程序來(lái)自動(dòng)控制。下而主要介紹兩種系統(tǒng)模式。
2.1自動(dòng)模式
在自動(dòng)模式下，操作工需要手動(dòng)將各種設(shè)定值如物料的重量、加料順序等輸入到料批表中或調(diào)用已經(jīng)存儲(chǔ)在L1上的料批表設(shè)定值并進(jìn)行使能，根據(jù)這些設(shè)定值程序自動(dòng)將各種原料從高位料倉(cāng)通過(guò)振動(dòng)給料器傳送到稱(chēng)重料倉(cāng)進(jìn)行稱(chēng)重，
并通過(guò)皮帶機(jī)傳輸?shù)絽R總料倉(cāng)中。操作人員既可以對(duì)料批進(jìn)行投料操作也可以對(duì)運(yùn)行中的料批進(jìn)行中斷、重啟或齊料操作。在這種模式下，HMI畫(huà)面上還提供了一組按鈕供操作人員對(duì)料批表進(jìn)行處理，如料批表的保存(最多可以保存十張表)，調(diào)用保存的料批表數(shù)據(jù)(有十張表供選擇)。
2.2 計(jì)算機(jī)模式
在計(jì)算機(jī)模式下，所有的設(shè)定值都來(lái)自上位機(jī)(L2)，這些數(shù)據(jù)被保存在程序單獨(dú)為12開(kāi)的一塊內(nèi)存中，并顯示在自動(dòng)模式下的同一張料批表和單獨(dú)的一張12料批表中，其它如料批的啟動(dòng)、處理、卸料等都和自動(dòng)模式一樣。對(duì)于上位機(jī)的
各種設(shè)定值信息，即使在自動(dòng)模式下也會(huì)傳送給Ll，因此操作工在自動(dòng)模式下也可以查看L2模型計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)以供參考。
3 料批處理
3.1 綜述
AOD投料系統(tǒng)的核心是料批的處理，通過(guò)對(duì)各個(gè)料批的處理來(lái)自動(dòng)控制各種設(shè)備的運(yùn)行，跟蹤每個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及物料狀態(tài)，并顯示在HMI畫(huà)面上供操作工監(jiān)視和操作之用。
所謂一個(gè)料批，就是指根據(jù)工藝的要求，在特定的冶煉階段所需要加入的各種物料的重量和順序，根據(jù)這些重量和順序分別將存放于高位料倉(cāng)中的對(duì)應(yīng)物料進(jìn)行單獨(dú)稱(chēng)重并通過(guò)皮帶機(jī)卸料至匯總料倉(cāng)中。而整個(gè)料批就是由好幾個(gè)單獨(dú)的料批按順序排列組成的。
在HMI上有單獨(dú)的料批處理操作畫(huà)面(如圖3所示)供操作員人員設(shè)定每個(gè)料
批的每個(gè)物料的重量設(shè)定值及加料順序設(shè)定值以及每個(gè)料批的控制按鈕及狀態(tài)指示。當(dāng)操作人員按下“START OF HEAT”(爐次啟動(dòng))后每個(gè)料批的狀態(tài)做復(fù)位為“DISABLED”，這時(shí)操作人員可以在前一個(gè)爐次的設(shè)定值上重新進(jìn)行新的數(shù)據(jù)輸入，輸入完成后可以按“ENABLE”按鈕進(jìn)行料批的使能，使能后的料批根據(jù)先后順序自動(dòng)將數(shù)據(jù)存人中間料批緩沖區(qū)內(nèi)。
對(duì)于2—6號(hào)稱(chēng)重料倉(cāng)，是加料稱(chēng)量，即從高位料倉(cāng)中放料至稱(chēng)重料倉(cāng)稱(chēng)重開(kāi)始，當(dāng)重量達(dá)到設(shè)定值后高位料倉(cāng)停止放料。對(duì)于1號(hào)稱(chēng)重料倉(cāng)，是卸料稱(chēng)重，即稱(chēng)重料倉(cāng)中的物料重量是一個(gè)固定值，這個(gè)固定值操作員可以在畫(huà)面上進(jìn)行修改，當(dāng)從1號(hào)稱(chēng)重料倉(cāng)中放料至皮帶機(jī)時(shí)開(kāi)始稱(chēng)重，當(dāng)放掉的物料重量等于設(shè)定值時(shí)停止放料，稱(chēng)重也即結(jié)束。當(dāng)這個(gè)稱(chēng)重料倉(cāng)的物料重量少于設(shè)定值時(shí)，如果沒(méi)有其他操作請(qǐng)求，則可以進(jìn)行重新添料，即從高位料倉(cāng)放料至1號(hào)稱(chēng)重料倉(cāng)，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值后停止放料。
料批使能后根據(jù)加料順序值程序自動(dòng)控制對(duì)應(yīng)高傳料倉(cāng)的振動(dòng)給料器振動(dòng)將物料從高位料倉(cāng)放到稱(chēng)重料倉(cāng)。如果正在被處理的批次其中有一個(gè)或多個(gè)稱(chēng)重料倉(cāng)沒(méi)有被用到，而在緩沖區(qū)內(nèi)的下一個(gè)批次用到了這幾個(gè)稱(chēng)重料倉(cāng)，那么這個(gè)批次也被啟動(dòng)，即分別根據(jù)加料設(shè)定值和順序號(hào)進(jìn)行稱(chēng)量。
在一個(gè)批次中順序號(hào)排在最前的物料稱(chēng)重完成后如果相對(duì)應(yīng)的稱(chēng)重料倉(cāng)沒(méi)有其他物料要求或其他物料的順序號(hào)與完成稱(chēng)重的物料順序號(hào)不是相連的，則開(kāi)始對(duì)這個(gè)稱(chēng)重完成的物料進(jìn)行放科處理，即皮帶機(jī)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，稱(chēng)重料倉(cāng)的振動(dòng)給料器開(kāi)始振動(dòng)，將物料從稱(chēng)重料倉(cāng)通過(guò)3根可逆皮帶機(jī)傳送到匯總料倉(cāng)中。兩個(gè)到轉(zhuǎn)爐的匯總料倉(cāng)是交替使用的，即前一批料如果放到1號(hào)，則下一批放副2號(hào)，再下一批放到l號(hào)。
對(duì)于AOD投料系統(tǒng)，在一個(gè)爐次內(nèi)正常的批次分為：0 8arch(0批)、Mainblow 1(主吹煉1批)、Mainblow 2(主吹煉2批)、Mainblow 3(主吹煉3批)、Reduction(還原批)、Desulffurize(脫硫批)、Alloying(加合金批)、Tapping(出鋼批)。
0批次是在爐次啟動(dòng)后吹煉開(kāi)始前加入的，主吹煉1批次、主吹煉2批次、主吹煉3批次是在AOD吹煉過(guò)程中加入的，它有三個(gè)來(lái)自AOD吹煉系統(tǒng)加料時(shí)的氧氣總量值和投料速率值，用于在自動(dòng)力計(jì)算機(jī)模式下自動(dòng)投料。還原批次、脫硫批
次和加合金批次用于在AOD處理階段時(shí)進(jìn)行投料。出鋼批次是在AOD出鋼后將物料從CHL加入鋼包中的。
對(duì)于每一個(gè)料倉(cāng)中的物料，都有4個(gè)總量累計(jì)值，分別為：Tot.Enabled SP(總的使能設(shè)定值)、Tot.Weighed se(總的稱(chēng)重實(shí)際值)、Tot.Discharged SP(總的加料實(shí)際值)、Tot.Diseared SP(總的棄料實(shí)際值)，如圖4所示。這4個(gè)總量累計(jì)值只針對(duì)于—個(gè)爐次，在爐次啟動(dòng)時(shí)這些值都會(huì)被清零，隨后在這個(gè)爐次內(nèi)根據(jù)不同的操作，這些值會(huì)被不停的累加起來(lái)，直到這個(gè)爐次結(jié)束。在AOD物料處理批次畫(huà)而上，有一個(gè)“VIEW SELECT”按鈕，點(diǎn)擊會(huì)彈出對(duì)話框，操作員可以選擇查看4個(gè)里而的任意一個(gè)總量值。對(duì)于不同的選擇，在“VIEW SELECT”，按鈕下面有一個(gè)狀態(tài)指示框，顯示現(xiàn)在是哪一種總量值。
3.3 高優(yōu)先批次
高優(yōu)先批次是用于在正常冶煉的批次內(nèi)插入一個(gè)批次，且這個(gè)批次的優(yōu)先級(jí)別高于其他正常的批次。即當(dāng)有一個(gè)或幾個(gè)正常批次使能后，這些批次在料批緩沖區(qū)內(nèi)按使能順序被依次排列并等待處理，但是當(dāng)有一個(gè)高優(yōu)先批次被使能后，高優(yōu)先批次即被排列到所有已經(jīng)被使能但還沒(méi)有處理的批次前面.一旦當(dāng)前正在處理的批次處理結(jié)束后投料系統(tǒng)將首先處理高優(yōu)先批次，而非正常排列在緩沖區(qū)內(nèi)的批次。當(dāng)高優(yōu)先批次處理結(jié)束后.投料系統(tǒng)又回到正常批次的處理。
高優(yōu)先批次只能有一個(gè)，即高優(yōu)先批次被使能后，只有當(dāng)它處理結(jié)束后才能再一次使能高優(yōu)先批次。
3.4 重吹煉重處理批次
重吹煉重處理批次是一個(gè)批次，在重吹煉階段叫重吹煉批次，在重處理階段叫重處理批次。在所有設(shè)定值被輸入并經(jīng)過(guò)使能后，它的物料處理過(guò)程和單個(gè)批次的處理過(guò)程相同。重吹煉重處理批次和高優(yōu)先批次一樣，它也能被霞復(fù)使能，但是，只有當(dāng)它投料結(jié)束后才能再一次被使能。
3.5 下一妒批次
下一爐批次(如圖5所示)包括3個(gè)批次，既下一個(gè)爐次的前三批料，在當(dāng)前爐次還沒(méi)有結(jié)束之前即可以對(duì)下一爐次的前三批料進(jìn)行使能并處理，這是為了節(jié)省冶煉周期，保證在電爐出鋼后，鋼水進(jìn)入AOD就能馬上進(jìn)行處理。它的料批功能與正常料批一樣，提供了料批的保存、調(diào)用等功能。但是這些料批只有在當(dāng)前爐次出鋼后才能被使能。
3.6 手動(dòng)投料
對(duì)于有些特殊鋼種，對(duì)于物料的要求特別高，比如只能在平臺(tái)上進(jìn)行投料或者它所需的物料重量很小，那么手動(dòng)進(jìn)行投料顯得更有優(yōu)勢(shì)，因此在AOD投料系統(tǒng)中增加了手動(dòng)投料這一功能。對(duì)于這些物料，需要手動(dòng)進(jìn)行選擇，物料名稱(chēng)和物料代碼在選擇后自動(dòng)顯示，重量則要操作員手動(dòng)輸入并按“Charged”按鈕。程序會(huì)將這些物料名稱(chēng)、物料代碼、物料重量輸入值傳送給上位機(jī)模型進(jìn)行計(jì)算之用。手動(dòng)投料表如圖6所示。
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