1 引言
隨著工業(yè)控制技術(shù)的快速發(fā)展，生產(chǎn)過程控制越來越依賴于網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用從分布式總線到工業(yè)以太網(wǎng)，以及更快的內(nèi)存映像網(wǎng)等，應(yīng)用種類越來越多，速度也越來越快。怎樣合理搭配網(wǎng)絡(luò)資源，做到既能使網(wǎng)絡(luò)控制快速高效，又要合理利用網(wǎng)絡(luò)資源，不盲目求快求大，就成了現(xiàn)場工程師們研究的主要課題。近幾年來，隨著國家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的深入貫徹，冶金生產(chǎn)中對燒結(jié)礦的產(chǎn)量和品質(zhì)提出了更高的要求。某單位燒結(jié)機(jī)改造項目中，在原有2×120平方米燒結(jié)機(jī)的基礎(chǔ)上，增設(shè)了3#燒冷機(jī)組，擴(kuò)容原有配料、混料、成品等系統(tǒng)，利用這次機(jī)會，有關(guān)單位和現(xiàn)場技術(shù)人員，在多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)同控制方面進(jìn)行了有針對性地研究和應(yīng)用，取得了很好的效果和效益。
2 工藝系統(tǒng)簡述
120平方米燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)包括：配料、混料、燒冷、成品、除塵、公輔等系統(tǒng)。工藝系統(tǒng)如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)工藝圖
2.1 混料系統(tǒng)
混料系統(tǒng)的作用是將配料系統(tǒng)輸送的原料，按照一定的比例添加污泥和水，并進(jìn)行充分的攪拌，為原料進(jìn)入燒結(jié)機(jī)做好準(zhǔn)備。
該廠原有2套配料混料系統(tǒng)，分別為ⅰ系統(tǒng)配料系統(tǒng)、混料系統(tǒng)，ⅱ系列配料系統(tǒng)、混料系統(tǒng)。改造以后的ⅱ系列混料系統(tǒng)采用2次混合工藝，經(jīng)由配-2皮帶機(jī)將原料送入2#圓筒混合機(jī)，加入水和污泥進(jìn)行攪拌，在2#圓筒混合機(jī)出口處經(jīng)混-2皮帶機(jī)、混-4皮帶機(jī)進(jìn)入4#圓筒混合機(jī)，再次加水?dāng)嚢?，?#圓筒混合機(jī)出口處經(jīng)由混-6皮帶機(jī)、混-8皮帶機(jī)、混-10皮帶機(jī)、混-12皮帶機(jī)、混-14皮帶機(jī)將混合好的原料送到梭式布料器，分別供1#、2#120平方米燒結(jié)機(jī)使用。ⅰ系列混料系統(tǒng)改造部分為在5#圓筒混合機(jī)和3#燒結(jié)機(jī)梭式布料器之間增加混-15皮帶機(jī)、混-16皮帶機(jī)，其它系統(tǒng)保持不變。ⅰ系列混料系統(tǒng)改造后供應(yīng)3#120平方米燒結(jié)機(jī)使用。
2.2 配料系統(tǒng)
燒結(jié)改造工程中配料系統(tǒng)分ⅰ系列和ⅱ系列配料系統(tǒng)，ⅰ系列配料系統(tǒng)保持不變，給3#燒結(jié)機(jī)配料。ⅱ系列配料系統(tǒng)在這次改造中要進(jìn)行增容，給1＃、2＃燒結(jié)機(jī)配料。
2.3 燒冷系統(tǒng)
燒冷系統(tǒng)為燒結(jié)機(jī)的本體系統(tǒng)，屬于全新設(shè)備，其作用是將混合好的原料經(jīng)過點(diǎn)火燃燒，生成燒結(jié)礦的過程。該系統(tǒng)的主要設(shè)備有：燒結(jié)機(jī)、帶冷機(jī)、給料機(jī)、破碎機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)、主風(fēng)機(jī)。燒結(jié)機(jī)是燒結(jié)生產(chǎn)的主要機(jī)械設(shè)備，它由臺車、臺車驅(qū)動裝置、原料給料裝置、鋪底料給料裝置、點(diǎn)火裝置、風(fēng)箱裝置、風(fēng)量控制系統(tǒng)、除塵裝置、密封裝備等部分組成。首先，燒結(jié)機(jī)臺車由驅(qū)動裝置從頭部向尾部移動，在移動的過程中，經(jīng)過給料裝置進(jìn)行鋪底、布料，然后經(jīng)過點(diǎn)火和燒結(jié)后，臺車到達(dá)尾部，燒結(jié)完畢，然后對生成的燒結(jié)礦進(jìn)行破碎、冷卻，送到成品系統(tǒng)。
1 引言
隨著工業(yè)控制技術(shù)的快速發(fā)展，生產(chǎn)過程控制越來越依賴于網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用從分布式總線到工業(yè)以太網(wǎng)，以及更快的內(nèi)存映像網(wǎng)等，應(yīng)用種類越來越多，速度也越來越快。怎樣合理搭配網(wǎng)絡(luò)資源，做到既能使網(wǎng)絡(luò)控制快速高效，又要合理利用網(wǎng)絡(luò)資源，不盲目求快求大，就成了現(xiàn)場工程師們研究的主要課題。近幾年來，隨著國家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的深入貫徹，冶金生產(chǎn)中對燒結(jié)礦的產(chǎn)量和品質(zhì)提出了更高的要求。某單位燒結(jié)機(jī)改造項目中，在原有2×120平方米燒結(jié)機(jī)的基礎(chǔ)上，增設(shè)了3#燒冷機(jī)組，擴(kuò)容原有配料、混料、成品等系統(tǒng)，利用這次機(jī)會，有關(guān)單位和現(xiàn)場技術(shù)人員，在多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)同控制方面進(jìn)行了有針對性地研究和應(yīng)用，取得了很好的效果和效益。
2 工藝系統(tǒng)簡述
120平方米燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)包括：配料、混料、燒冷、成品、除塵、公輔等系統(tǒng)。工藝系統(tǒng)如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)工藝圖
2.1 混料系統(tǒng)
混料系統(tǒng)的作用是將配料系統(tǒng)輸送的原料，按照一定的比例添加污泥和水，并進(jìn)行充分的攪拌，為原料進(jìn)入燒結(jié)機(jī)做好準(zhǔn)備。
該廠原有2套配料混料系統(tǒng)，分別為ⅰ系統(tǒng)配料系統(tǒng)、混料系統(tǒng)，ⅱ系列配料系統(tǒng)、混料系統(tǒng)。改造以后的ⅱ系列混料系統(tǒng)采用2次混合工藝，經(jīng)由配-2皮帶機(jī)將原料送入2#圓筒混合機(jī)，加入水和污泥進(jìn)行攪拌，在2#圓筒混合機(jī)出口處經(jīng)混-2皮帶機(jī)、混-4皮帶機(jī)進(jìn)入4#圓筒混合機(jī)，再次加水?dāng)嚢?，?#圓筒混合機(jī)出口處經(jīng)由混-6皮帶機(jī)、混-8皮帶機(jī)、混-10皮帶機(jī)、混-12皮帶機(jī)、混-14皮帶機(jī)將混合好的原料送到梭式布料器，分別供1#、2#120平方米燒結(jié)機(jī)使用。ⅰ系列混料系統(tǒng)改造部分為在5#圓筒混合機(jī)和3#燒結(jié)機(jī)梭式布料器之間增加混-15皮帶機(jī)、混-16皮帶機(jī)，其它系統(tǒng)保持不變。ⅰ系列混料系統(tǒng)改造后供應(yīng)3#120平方米燒結(jié)機(jī)使用。
2.2 配料系統(tǒng)
燒結(jié)改造工程中配料系統(tǒng)分ⅰ系列和ⅱ系列配料系統(tǒng)，ⅰ系列配料系統(tǒng)保持不變，給3#燒結(jié)機(jī)配料。ⅱ系列配料系統(tǒng)在這次改造中要進(jìn)行增容，給1＃、2＃燒結(jié)機(jī)配料。
2.3 燒冷系統(tǒng)
燒冷系統(tǒng)為燒結(jié)機(jī)的本體系統(tǒng)，屬于全新設(shè)備，其作用是將混合好的原料經(jīng)過點(diǎn)火燃燒，生成燒結(jié)礦的過程。該系統(tǒng)的主要設(shè)備有：燒結(jié)機(jī)、帶冷機(jī)、給料機(jī)、破碎機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)、主風(fēng)機(jī)。燒結(jié)機(jī)是燒結(jié)生產(chǎn)的主要機(jī)械設(shè)備，它由臺車、臺車驅(qū)動裝置、原料給料裝置、鋪底料給料裝置、點(diǎn)火裝置、風(fēng)箱裝置、風(fēng)量控制系統(tǒng)、除塵裝置、密封裝備等部分組成。首先，燒結(jié)機(jī)臺車由驅(qū)動裝置從頭部向尾部移動，在移動的過程中，經(jīng)過給料裝置進(jìn)行鋪底、布料，然后經(jīng)過點(diǎn)火和燒結(jié)后，臺車到達(dá)尾部，燒結(jié)完畢，然后對生成的燒結(jié)礦進(jìn)行破碎、冷卻，送到成品系統(tǒng)。
2.4 成品系統(tǒng)
成品系統(tǒng)的作用是將燒結(jié)機(jī)燒成的燒結(jié)礦，經(jīng)過冷篩篩分、皮帶運(yùn)輸，分別做為高爐原料、燒結(jié)返礦或燒結(jié)機(jī)鋪底料使用。
成品系統(tǒng)改造主要是增加第三組冷篩即7#冷篩、8#冷篩和9#冷篩，增加成-1a皮帶機(jī)、成-1b皮帶機(jī)和成-2a皮帶機(jī)。在鋪底料系統(tǒng)增加鋪-6皮帶機(jī)、鋪-7皮帶機(jī)、鋪-8皮帶機(jī)。鋪-1皮帶機(jī)通過鋪-2皮帶機(jī)、鋪-3皮帶機(jī)、鋪-4皮帶機(jī)、鋪-5皮帶機(jī)供應(yīng)1#120平方米燒結(jié)機(jī)、2#120平方米燒結(jié)機(jī)鋪底料，通過鋪-2皮帶機(jī)、鋪-3皮帶機(jī)、鋪-6皮帶機(jī)、鋪-7皮帶機(jī)、鋪-8皮帶機(jī)供應(yīng)3#120平方米燒結(jié)機(jī)鋪底料。改造后3臺燒結(jié)機(jī)帶冷機(jī)對應(yīng)3組冷篩要求每兩臺帶冷機(jī)都具備２走１的能力。
3 電控系統(tǒng)升級改造
3#120平方米燒結(jié)機(jī)工程，上位機(jī)監(jiān)控軟件采用了施耐德公司的mp7.2組態(tài)軟件包和sql2000數(shù)據(jù)庫軟件包；服務(wù)器的操作系統(tǒng)為windows 2000 server版，客戶端的操作系統(tǒng)為windows 2000 professional版；plc編程軟件采用施耐德公司的concept2.6軟件包。本次工程，在原有2×120燒結(jié)機(jī)電控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，新增加兩套quantumplc主站7pc、8pc。7pc下掛5個遠(yuǎn)程站，分別控制燒冷系統(tǒng)的儀表系統(tǒng)、布料液壓系統(tǒng)、干油潤滑系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)儀控系統(tǒng)。8pc下掛6個遠(yuǎn)程站，分別控制燒冷系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)、帶冷潤滑系統(tǒng)。機(jī)頭、機(jī)尾除塵plc系統(tǒng)、余熱鍋爐plc系統(tǒng)由設(shè)備廠家配套?；炝?、配料、成品電控系統(tǒng)的擴(kuò)容升級改造，在原有plc系統(tǒng)1－6pc里進(jìn)行，需編程控制的開關(guān)量點(diǎn)數(shù)為2728點(diǎn)，模擬量為352路。1pc主機(jī)升級為quantum，1－4pc增加以太網(wǎng)通訊模塊，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更換和新增共7臺moxa交換機(jī)，利用新型智能化的moxa交換機(jī)，把重要站點(diǎn)組成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，冗余技術(shù)的應(yīng)用提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性。1、2#系統(tǒng)plc全部升級為quantum系列，使1～8pc均可采用以太網(wǎng)通訊方式，全生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)傳遞更加靈活、可靠，編程維護(hù)更加便捷。1～8pc同時也組建了modbus plus網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，利用mb+網(wǎng)有針對性地承擔(dān)了部分通訊任務(wù)，合理分配了以太網(wǎng)和mb+網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，提高了整個生產(chǎn)線的穩(wěn)定性。上位操作系統(tǒng)增設(shè)了一臺hp服務(wù)器，增加11臺操作站，原上位監(jiān)控系統(tǒng)mp7.0成功升級為mp7.2，并且把原有上位監(jiān)控系統(tǒng)與新3#120平方米燒結(jié)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)整合在一起。上位機(jī)系統(tǒng)雙服務(wù)器運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的安全系數(shù)，完全滿足全生產(chǎn)線三臺120平方米燒結(jié)機(jī)的生產(chǎn)控制要求。電控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖如圖2所示。
圖2 電控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖
4 主要網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)
為了更好的實施多網(wǎng)絡(luò)協(xié)同控制，制定了詳細(xì)的實施方案，主要實施步驟如下：
4.1 自愈環(huán)網(wǎng)
采用新型moxa智能交換機(jī)，主要plc站和主控制操作站，包括4大主要系統(tǒng)(配料、混料、燒成、成品)的上位通訊和數(shù)據(jù)交換，與原1#、2#燒結(jié)機(jī)模型控制系統(tǒng)的通訊等等，組成自愈環(huán)網(wǎng)，提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性；利用交換機(jī)的管理功能，每個通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)置ip地址和mac地址許可驗證，屏蔽多余端口，綁定在線設(shè)備ip地址，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。
4.2 多種通訊方式
根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備具體情況，分別選擇以太網(wǎng)通訊功能塊、mb+通訊功能塊、peercop通訊等方式，降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷率，提高plc通訊的穩(wěn)定性。既能夠滿足系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換速率，又不會影響hmi和mp7服務(wù)器以及控制模型和plc間的數(shù)據(jù)交換速度。
4.3 冗余遠(yuǎn)程i/o
每套plc的各遠(yuǎn)程站之間采用冗余遠(yuǎn)程i/o總線，實現(xiàn)各遠(yuǎn)程站到cpu之間的數(shù)據(jù)實時交換。
4.4 上位監(jiān)控系統(tǒng)
原來的1#、2#120燒結(jié)機(jī)的上位控制服務(wù)器系統(tǒng)平臺由mp7.0升級到mp7.2，并且和新上的3#120燒結(jié)機(jī)的上位服務(wù)器成功平臺整合到一起，可以在任一個操作員終端監(jiān)控三臺燒結(jié)機(jī)的生產(chǎn)，提高了系統(tǒng)的完整性和易維護(hù)性。并且將原系統(tǒng)中的服務(wù)器標(biāo)簽進(jìn)行了優(yōu)化，去除了未使用的多余標(biāo)簽，提高了服務(wù)器效率，才用雙服務(wù)器運(yùn)行，提高了上位系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
5 結(jié)束語
該項目在2006年11月份至2007年4月份進(jìn)行了現(xiàn)場施工、調(diào)試，在多方合作下，順利完成了自動化系統(tǒng)設(shè)備的升級改造，成功開發(fā)、利用了多種先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，確保了全生產(chǎn)線自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行。