衡钢高炉基础自动化控制系统简介
1. 系统概述
衡钢高炉主工艺三电控制系统的基础自动化级采用了美国罗克韦尔公司生产的ControlLogix5000系列PLC控制系统,主工艺监控画面炉顶系统、煤气净化系统、本体系统及出铁场系统、热风炉系统采用FactoryTalk View SE服务器版和槽下及上料系统、水处理系统、喷吹及制粉系统、水渣系统采用FactoryTalk View SE单机版。PLC与监控画面之间采用美国公司生产的Ft2500系列容错服务器进行连接,容错服务器的高可靠性保证了基础自动化控制系统的可靠性和稳定性。
2. 网络构成
衡钢高炉基础自动化控制系统的网络结构共计有3种网络,PLC与监控画面、二级系统的网络采用标准的以太网,易于与厂级网络相连,便于维护等。主工艺采PLC控制系统采用ControlNet网络与远程I/O机架采集的数据进行交换,网络数据交换速度固定5M,具有较高的数据交换速度,可保证控制系统数据采集的实时性要求。与炉顶的探尺编码器采用DeviceNet网络,其网络交换数据最高速度为500K,实际交换数据的速度视网络长度和现场的实际情况来进行确定,因与编码器的数据交换量有限,且实时性要求不是要求很高,可以满足无料钟炉顶的控制要求。
3. 基础自动化级
衡钢高炉主工艺三电控制系统的基础自动化级采用了美国罗克韦尔公司生产的ControlLogix5000系列控制器,槽下及上料系统、炉顶及本体系统、热风炉及出铁场系统、喷吹及制粉系统、水处理系统CPU采用冗余配置(I/O接口模件不采用冗余配置),提高了关键系统的安全性和可靠性。其它系统采用单CPU不冗余的配置,主工艺控制系统之间的数据通信采用生产者/消费者的方式进行数据通信。
控制系统采用三种网络结构,HMI容错服务器与控制站之间采用冗余的Ethernet网络结构,HMI操作员站与容错服务器之间采用不冗余的Ethernet网络结构。控制站与本地及远程I/O模件之间通信采用冗余ControlNet网络进行数据交换,通信数据速率为5M。控制网与炉顶编码器之间采用DeviceNet网络进行数据交换,通信数据最大速率为500K。根据控制系统的特点采用不同的网络结构,在保证安全性的条件下,选用合适的网络类型
4. 人机接口HMI操作站
主工艺系统(炉顶系统、煤气净化系统、本体系统及出铁场系统、热风炉系统)的电气及仪表系统的画面操作及监视系统采用的罗克韦尔公司的FactoryTalk View SE服务器版进行监控,共计4套。这4套HMI上的画面可以共享,即这4套HMI可以操作与显示相同的内容。槽下及上料系统有2套HMI操作站,为FactoryTalk View SE单机版进行监控,这2套HMI上的画面可以共享,即这2套HMI可以操作与显示相同的内容;水处理系统有2套HMI操作站,为FactoryTalk View SE单机版进行监控,这2套HMI上的画面可以共享,即这2套HMI可以操作与显示相同的内容;喷吹系统有3套HMI操作站,为FactoryTalk View SE单机版进行监控,即3套HMI上的画面可以共享,即这3套HMI可以操作与显示相同的内容;水渣系统有1套HMI操作站,为Rsview32单机版进行监控。
FactoryTalk View SE具有良好的监视、操作功能,是用于工艺设备运转的人机接口装置,把设备状态和操作信息统一显示到一个画面窗口上,以高分辨率和多彩的画面向操作员显示工艺设备的状态,操作员通过鼠标或操作键盘的简单操作就可以实现工艺设备的运转控制。
5. 电气控制系统
主工艺的电气及仪表控制系统采用罗克韦尔公司的ControlLogix PLC控制系统,共计7套,其中槽下及上料系统、炉顶及本体系统、热风炉及出铁场系统、喷吹及制粉系统、水处理系统CPU采用冗余配置,煤气净化系统、水渣系统采用单CPU控制,CPU与HMI容错服务器采用冗余Ethernet网络, CPU与I/O模件之间通信采用冗余ControlNet网络,同时PLC供电采用冗余电源,控制系统的具体配置参见各系统配置图。
主工艺控制系统的监控画面、PLC程序的开发和维护在工程师站来实现。