110吨交流电弧炉自动化系统控制概述_EAF_PLC

110吨交流电弧炉自动化系统控制概述

2007/1/30 9:01:00

一、电炉自动化网络部分介绍 110吨EAF自动控制系统的主要功能就是优化电能和化学能源的使用，加速废钢的溶化调整钢水成分。同时提供控制设备的自动准确运行, 数据存档，报表等功能。该自动控制系统由4套PLC, 2个HMI和1个炉报数据采集服务器组成。所有的PLC都选用Allen Bradley的设备和软件，HMI使用的是Proficy HMI/SCADA – iFIX3.5软件，炉报数据采集数据库选用SQL Server 2000。应用程序使用Visual Basic语言用于炉报数据的采集和查询。 EAF 电弧调节是电炉的核心设备。电弧的调节是通过DigitArc 系统控制电极的升降来实现的。DigitArc 系统由DigitArc PLC和ArcMeter两个部件组成。其功能是通过把炉内电弧的近似长度调整到一个精确的设定值（通常是短、中、常）实现EAF 阻抗或者电流的精确控制。在不损坏炉体本体设备和冶炼变压器允许的范围尽量快速使废钢融化。其网络拓朴结构如下图。

通讯方式 PLC与plc之间的数据交换通过Ethernet网络进行数据交换，PLC与上位之间也采用以太网通讯方式。使用iFix软件基于RSLinx AB系列PLC的驱动，ABR和OPC两种通讯方式进行上位机与PLC之间的数据交换，其通讯原理如下图：

其在整个电炉起的作用如下： 1、工程师站，操作系统安装windows 2003 server,该机装有PLC5，controllogix 5000编程软件，IFIX 3.5，SQL server 2000、rslinx和 smartArc 软件，主要用于现场工程技术人员监控和调试电炉程序，同时装有SMART软件，用于收集每炉的生产维护信息，并生成固定格式文件保存在电脑中供生产和维护系统分析和优化炉子操作。安装SQL软件主要用于收集生产所需数据，生成炉报的相关信息。IFIX软件主要用于显示电炉生产控制画面。 2、1#工作站，安装有IFXI3.5软件及Rslinx软件，用于炉前一助手的操作、炉子烧嘴、炉壁碳氧枪的控制和显示化验室传回的钢样化学成分。 3、2#工作站安装软件同1#工作站，主要用于电炉的基本操作和生产维护信息画面的显示和操作。 4、PLC1 主要作用于电炉系统的炉体倾动、炉盖旋转、液压油站钢包车、吹氩控制和炉体温度、压力、流量报警信息和控制； 5、PLC2 主要用于电炉电极调节系统的控制； 6、PLC3 主要用于电炉的合金加料系统和散装料控制； 7、PLC4 主要用于氧燃烧嘴和炉壁碳氧枪的控制； 8、ARCMERER 主要用于电炉的弧流和弧压的信号高速采集和处理，便于精确调节电极的升降控制。三、电炉上位软件iFix软件实现的功能及特点介绍 1、iFix软件简介 iFix美国Intellution公司于2000年推出了工业界第一套完全集成组件对象的自动化软件Intellution Dynamics TM,该软件的推出使工业控制领域的自动化软件水平进入了崭新的时代。Intellution Dynamics的核心技术被称为iCare,是基于开放式、集成和组件化结构的技术，提供对网络和因特网上的第三方应用程序的无缝集成，可实现真正的分布式客户/服务器网络体系。iFix软件是Intellution Dynamics软件家族中的主要成员之一，可作为一个“进入过程的窗口”，并提供实时数据给操作员及软件应用。为追求系统的稳定性以及易扩展性，iFix软件只支持Windows NT/2000/XP操作系统。 iFix软件是以SCADA(supervisory control and data acquisition)组件为核心。SCADA的基本功能是数据采集和数据管理，保证数据的完整性，并且提供完整的分布式网络功能。数据采集就是从现场下位机获取数据并将它们加工可利用的形式。iFix也可以向现场下位机写数据，这样就建立了控制软件所需要的双向连接。IFIX通过OPC（OLE for process control）方式来获得和利用现场数据，OPC是一个具有公用接口的客户/服务器模块，它允许iFix与标准的对象、方式和属性通信。IFIX不需要用特别的硬件来获得数据，而是通过一个I/O驱动器的软件接口同已经存在的I/O设备直接通讯。在大多数情况下，iFix可以使用现场已经装配的I/O硬件来工作，即使在现场的同一网络上使用不同厂家的I/O设备，I/O驱动器都可以兼容它们，这在现场应用中显得尤为重要。基于以上考虑和便于软件的升级维护因此选用该软件作为上位组态。 2、 iFix软件实现的监视与控制电炉除了电极手动升降、炉体倾动、钢车控制、炉盖旋转等相关重要控制在操作台上控制外，其余部分均采用上位机iFix画面进行操作控制。采用iFix上位控制有利于减少硬件投资和控制元件的故障率，对提高作业率有一定好处。基于IFIX的控制对于电炉操作系统来说主要的是如何制定合理的供电制度及合理的烧嘴使用和碳氧枪的操作。因此，在iFix上制作了相应控制选择画面，并根据炉况相应设置参数，然后将数据传递给PLC，如下图：（1）、供电制度；（2）、烧嘴设定；（3）、碳氧枪操作设定基于iFix的监视电炉的很多重要参数要提供给操作和维护人员进行炉子运行情况的监控，故其画面可以分为供操作人员参考的炉体运行情况，如水温、流量监控；炉体的动作情况，如电极动作、炉体倾动状态等；另一部分供维护人员判断如合分闸条件、故障报警等。