GE FANUC 90-30 Versamax在烧结机控制系统应用

一、客户需求

       监测和集中控制所有电控设备；监测与烧结工艺有关仪倥信号（ 如压力、流量、温度等），并且通过画面操作可以选择多种工作方式（如远程手动、PID手动方式、PID自动方式、串级双交叉控制等），对点火温度、风箱负压进行控制；显示主站PLC是否运行有无故障，从站通讯是否正常有无故障；预留厂级局域网站点登录访问功能。

二、解决方案

       基于GE FANUC公司过程控制系统集成、统一、灵活和开放的控制设计思想，并结合3#烧结机基础自动化控制系统的特点和要求，设计了基础自动化控制系统配置，详见基础自动化控制系统配置示意图（附图1）。PLC可编程序控制器选用系列90-30型产品，采用分布式I/O结构。以系列90-30为中心，向上，通过工业以太网与HMI人机接口系统通讯；向下，采用GENUIS网与VersaMax I/O站进行状态监控和数据交换。HMI人机接口系统采用CIMPLICITY HMI 软件编制，并通过WebView选件实现厂级局域网站点登录访问功能。

三、系统构成

● PLC的配置        本控制系统选用的是系列90-30 PLC 的可编程序控制器。该产品不仅质量高、而且性能可靠。系统已在国内外诸多工业现场长期、稳定运行。系统组件的设计符合真正的工业等级， 满足国内、国际的安全标准。系统易配置、易接线、易维护、隔离性好，结构坚固，抗腐蚀，可适应恶劣的工业环境。所有部件均可带电插拔、更换。提供了先进的功能特性，易于组态便于安装。        本控制系统的分布式I /O选用GE Fanuc 的VersaMax I/O产品。该产品在局部水平建立控制，真正实现了用分散的处理器就地实时控制，同时保留主处理器的资源，用于数据管理和监控。分布式控制是一种有效的，节省资金的解决方案，可减少现场总线网络的开销，增加主机的应用性能。        由于烧结机的控制设备比较分散，而且彼此间的距离较远，因此从站是根据所控制的设备所在依据地域来划分的；由于电磁站从站所控制的设备较多，一个机架不能满足需求时，根据经济实用原则，添加两块扩展机架。 ● HMI人机接口系统        本控制系统的HMI 由两台操作员工作站（P933/128M/40G/19寸纯平彩显/逻辑球鼠标）构成，各自独立地对整个系统进行监控。两台操作员工作站均可独立完成正常生产所需的监控及操作，以便于任意一台出现故障时，不影响生产。        HMI 系统采用基于Microsoft Windows NT 和Windows 98的CIMPLICITY HMI软件编制。CIMPLICIT 运行在WindowsNT/98 的平台上，通过各种串行的、网络的通讯方式采集控制器中的资料，并利用计算机的强大图形功能动态地显示生产资料。 采用CIMPLICITY HMI 软件的WebView选件实现厂级局域网站点登录访问功能。 ● 通讯网络         采用快速工业以太网和GENUIS 总线构成了3#烧结机基础自动化控制系统的通讯网络。操作员工作站和PLC主站之间的通讯采用快速工业以太网。        VersaMax I/O通过Genius现场总线与系列90-30建立通讯链路。采用屏蔽双绞线，通过多点连接将每个从站接入，构成总线型网络拓补结构。因此一个站设备出现故障，并不影响整个总线的通讯。

三、系统功能

● 电控部分 电控部分为顺序控制，采用VersaPro软件用梯形图进行编程。实现以下功能： [1] 单机控制：在机旁操作箱上对单台设备进行操作，并在HMI上进行监控。只完成单台设备单独启动，不进行联动控制。 [2] 单系统集中控制：在HMI上对某个系统进行操作，只完成单个系统的联动控制。 [3]全系统集中控制：在HMI上对整个系统进行操作，实现整个系统的自动控制。 [4] 联动功能：从画面按启动按钮，所有设备的起动顺序起动。按停止按钮，所有设备的停止顺序和起动顺序相反。一旦联动的设备有故障，从这设备开始按起动的方向一直停到圆盘给料机电子称小皮带机。中间停机延时一秒。 [5] 实际的工艺要求：正常生产时一般要求6、7系统连锁，而5系统因有大矿槽，在正常生产时如有故障，6、7系统连锁停，而5系统可以正常运行。

● 仪控部分 仪控部分主要实时显示与烧结工艺有关仪倥信号（如压力、流量、温度等），并且通过画面操作对点火温度、风箱负压进行控制。 [1] 点火温度控制：点火温度控制是通过控制煤气和空气的流量来实现的。采用串级双交叉控制和非串级双交叉控制的控制方法。串级双交叉控制是一种非常先进的控制方法，是以维持合适的空气，煤气比值为手段，达到燃烧时始终维持低过剩空气系数，从而保证了较高的热效率，同时减少了排烟对环境的污染。串级双交叉控制以点火温度调节为主回路，以煤气流量和空气流量为副回路的串级调节回路。串级双交叉控制分为自动控制和手动控制；非串级双交叉控制分为PID手动、PID自动和远程手动控制。 [2] 煤气切断阀控制：当煤气或空气的压力低时自动关阀。分手动控制和自动控制。 [3] 风箱负压控制：1#、2#、13#、14# 风箱有调节阀，需要调节风箱负压。分为PID手动、PID自动和远程手动控制。 ● 上位机画面       上位机画面是在HMI 中完成的。到达任何一幅画面的按键操作不超过两次，画面弹出的时间不超过1秒。主要包括工艺流程、趋势曲线、参数报表、棒图显示、报警、设备状态、回路调节等窗口。