基于QuantumPLC的RH精炼炉控制系统

　　1 概述

　　RH精炼全称为RH真空循环脱气精炼法。RH 精炼炉是介于炼钢与连铸之间的一个钢水精炼设备, 其作用是提高钢水质量, 满足大批量生产IF 钢等高难度、高附加值产品的需要。其主要功能有真空脱碳、吹氧脱碳、喷粉脱硫、温度补偿与调整、合金化成分调整等，具有处理周期短、生产能力大、精炼效果好、容易操作等一系列优点, RH炉在生产IF钢方面表现出了显著的优越性, 在炼钢生产中获得了广泛应用，是现代化钢厂中一种重要的炉外处理装置。

　　QuantumPLC是施耐德电气PLC家族中一款大型PLC。该系列产品以其支持带电插拔、简洁易用、功能强、组态方便、接线容易等诸多特点深受工控人的喜爱。RH精炼炉采用了Quantum系列PLC，上位组态软件选用了iFIX，下位编程软件选用了Concept，通讯协议采用以太网TCP/IP。

　　2 控制系统

　　2.1硬件组成

　　2.2软件组成

　　Windows XP +SP3         中文版操作系统

　　iFIX V5.1                  梯形逻辑控制程序编辑软件。

　　Concept V2.6            上位机组态软件

　　2.3 工艺控制要点

　　RH顶枪装置控制；

　　高效大抽气量蒸汽喷射真空泵控制；

　　钢包(真空室)液压顶升装置控制；

　　真空室本体控制；

　　提升气体流量控制。

　　3 调试经验

　　3.1 真空室真空度测量变送器是一块很关键的检测仪表。目前国内能够检定或校准真空度变送器的机构很少。但是真空度数值的准确与否与品种钢的冶炼至关重要。真空度变送器往检定机构送检来回至少需要10天的时间，这是快节奏的生产工艺不允许的。为此，一般在设备投产前，订购型号规格一样的备件，一旦怀疑真空度测量失准，往往用替换的方法解决，而把换下来的变送器送外检定，这样一来，既不影响生产正常进行，也能通过检定变送器找出影响生产的真正原因。

　　3.2关于配料秤的校准问题。RH炉配料秤比高炉、转炉配料秤的准确度要求高。因此，校秤方法和设备就很重要。以前我们用测力环校秤，但是误差较大。后又采用实物法校秤，即通过实际向料斗输入的物料再排放到汽车斗内，然后汽车卸料，用高精度台秤对卸下的料分批过秤。此方法准确度很高，但是劳动量太大，耗时较长，对正常生产节奏有影响。现在，我们改用称重测力仪对料斗秤进行校秤，此测力仪自带称重传感器，自带重量显示，检定方便。用它校秤，RH炉料斗秤的准确度完全能够满足生产品种钢的需要，克服了上述两种校秤方法的缺点。

　　3.3 Quantum 双机热备结构中采用的以太网模板是140NOE77101, 在进行热备切换时, 以太网通讯故障, 这是因为140NOE77101应用于双机热备结构中时, 要求它的Firmware版本号必须大于2.0,否则当发生热备切换时, 以太网通讯将出现异常, 但以太网模板140NOE77100却无此问题, 解决的办法是更新140NOE77101硬件 Firmware版本号。

　　3.4 安装中要注意，Quantum 的 RIO电缆系统中对分站电缆的长度是有要求的, 所允许的最小长度为2.5m , 如果小于2.5m 就会产生分支器反射, 会在 RIO 分站适配器中产生误差。

　　3.5 调试中我们曾尝试同时连接Quantum的140NOE771xx上的两个端口，想分别从中接收数据，但是没有成功。经咨询厂家技术支持，得知140NOE771xx是一个单通道的设备，两个端口不能在同一时刻都通信。但是在任一时刻，可以通过一个10/100BASE-T，或者一个100BASE-FX端口进行以太网通信。

　　3.6 一次检修后，恢复送电发现Quantum以太网模板140NOE771X0上Appl灯亮，采用了很多方法也不能使之熄灭。后经咨询工程师了解到，NOE模板如果发生过系统崩溃，就会在模板内部创建一个记录文件，并且NOE模板上的Appl灯亮。要想使之熄灭，需要通过IE浏览器进入NOE模板，进入NOE Diagnostics，再进入Crash Log File Diagnostics，查找到崩溃信息，点击“Clear Crash Log File”，就可以清除这些崩溃信息，Appl灯也会熄灭。

　　3.7 RH炉中涉及的气体有氮气、氩气、氧气、压缩空气等，对这些气体，要进行流量瞬时值的采集和累计值的计算。Concept编程软件为我们提供了很好的解决方案。MFLOW 是气体流量稳压补偿采集功能块，TOTALIZER是气体累加器功能块，等等，这些专用的功能块第一节约了编程时间，第二使我们的应用程序更加简洁，第三为不同的编程人员提供了统一的规范，克服了其它软件中各行其是，流量处理混乱的问题。另外PIDFF功能块为我们实现PID回路调节提供了很大便利。统计了一下，Concept软件提供了多达15个PI类的调节功能块，对实现各种各样复杂的回路调节提供了一切可能。

　　4 小结

　　Quantum自动化控制平台拥有工控领域领先的性能，支持5种IEC编程语言。在本地机架上安装SST第三方模块还可以连接Profibus-DP。该系列PLC属施耐德电气的一款旗舰产品，在国际自动化舞台占有重要的一席之地。该PLC在RH精炼炉运行10余年来，性能稳定，维护量小，功能丰富，很好地满足了生产工艺控制需求。