摘要：本文主要針對5#轉(zhuǎn)運站采用常規(guī)電氣控制，存在控制復(fù)雜，故障頻率高，嚴重影響高爐生產(chǎn)，而進行電器整改。講述了PLC控制系統(tǒng)在原料運輸設(shè)備改造中的成功應(yīng)用。并介紹了PLC控制系統(tǒng)的硬件組成和軟件控制功能，實施效果滿足了快節(jié)奏、嚴要求的生產(chǎn)要求。

1前言

5#轉(zhuǎn)運站電器控制原來采用常規(guī)繼電器聯(lián)鎖方式，處理故障時間長，加之使用周期長線路老化，嚴重影響高爐正常送料。曾因電器故障造成5#爐斷料，直接影響高爐的經(jīng)濟效益。為此，對5#轉(zhuǎn)運站提出電器整改，采用PLC控制，從而減少因電器故障影響高爐的供料。

2提出電器整改的原因

5#爐于2000年投產(chǎn)，其供料任務(wù)主要由5#轉(zhuǎn)運站完成。當(dāng)時PLC在韶鋼并未普及使用，故采用常規(guī)繼電器聯(lián)鎖方式。由于皮帶運輸?shù)墓に囈?，電器?lián)鎖點繁多，線路復(fù)雜。6#高爐2002年投產(chǎn)以后，5#轉(zhuǎn)移站成為高爐的中心供料站，處在運輸?shù)难屎砦恢?，需送料的時間也越來越長。與6#爐G-1轉(zhuǎn)運站信號對接點多，至今電器設(shè)備已相當(dāng)陳舊，再加上環(huán)境惡劣，更容易導(dǎo)致線路短路，以至故障頻率高。在這快節(jié)奏、嚴要求的生產(chǎn)當(dāng)中就必須保證原料皮帶輸送系統(tǒng)設(shè)備運行正常，出現(xiàn)故障必須準確、快速的排除。所以提出對5#轉(zhuǎn)運站的電器整改勢在必行。

3．系統(tǒng)的構(gòu)成

由于PLC系列已于2004年7月成功應(yīng)用于3#轉(zhuǎn)運站，所控制的各條皮帶從未因電器故障而影響高爐供料，所以決定對其進行改造，改造期間向5#、6#供料不中斷電器聯(lián)鎖通過臨時控制盤實現(xiàn)，并取消原5#轉(zhuǎn)運站操作臺，3#轉(zhuǎn)運站新增一臺工控機，5#轉(zhuǎn)運站增一臺PLC柜（采用ET200遠程分布式I/O）并通過光纜與3#轉(zhuǎn)運站主機通訊，3#5#轉(zhuǎn)運站所有設(shè)備由CRT控制。系統(tǒng)配置圖如圖1

3.1PLC的硬件配置

西門子ET200M系列的遠程I/O將數(shù)字傳感器和執(zhí)行元件與西門子相連接，機架由IM153接口模塊通過光纜連接構(gòu)成完整結(jié)構(gòu)，電源模塊PS30710A外接220V50HZ的交流電源，為CPU和信號模塊提供電源，中央處理器CPU315,信號模塊用于信號的采集，指令的發(fā)出均采用DC24V開關(guān)量。系統(tǒng)輸入點取自接觸器輔助點，熱繼電器輔助點，現(xiàn)場皮帶松繩開關(guān)，以及機旁操作箱的主令開關(guān)，輸出信號防止外部高電壓竄擾而燒壞模塊加中間繼電器隔離。

3.2PLC軟件設(shè)計

為了增強S7程序的可讀性，采用符號編程，由于模塊的每個輸入和輸出都由硬件組態(tài)時預(yù)定義了一個絕對地址，S7程序會自動尋找這些地址，如輸入I0.0，指定符號名為“電源合閘”，這些符號名會用在程序的所有部分。設(shè)計程序充分考慮系統(tǒng)的資源，盡量減少程序的掃描時間，提高控制的實時性。軟件設(shè)計也采取了必要的抗干擾和故障診斷程序，以保證在惡劣環(huán)境下的正常運行。

3．2．1系統(tǒng)的控制功能

系統(tǒng)為了增加靈活性，軟件設(shè)計了三種控制選擇分別為：CRT自動，CRT集中聯(lián)動，機旁單動。

（1）自動運行

根據(jù)工藝上的要求，在工控機的畫面上選擇自動，然后選擇送料路線，點擊自動運行，皮帶運輸系統(tǒng)開始工作。電氣聯(lián)鎖控制的方向與料流方向相反。故只有按料流正方向的后級設(shè)備運行，才允許本設(shè)備運行，停止時，只有按料流正方向前級設(shè)備停止，才允許本設(shè)備停止，為子防止皮帶完全停止后皮帶上還有剩料，避免下次帶料起動。各皮帶間的起停都設(shè)定相應(yīng)的延時時間，同時為了保證現(xiàn)場操作人員和維修人員的安全。在設(shè)備運行前設(shè)置預(yù)告信號提前15S打鈴，在每條皮帶頭上裝有電鈴，運行中如需急停則采用拉繩急停，按料流的方向的前級設(shè)備應(yīng)立即停機。

（2）集中聯(lián)動運行

集中聯(lián)動運行，在工控機的畫面上選擇手動，起動時按料流反方向在工控機畫面上依次點擊設(shè)備運行，同理停止時按料流正方向依次點擊停止。

（3）機旁單機運行

機旁單機運行主要用于設(shè)備的調(diào)試、檢修。與其他設(shè)備沒有聯(lián)鎖關(guān)系。機旁箱上裝有信號燈，顯示設(shè)備的運行情況。且機旁箱上裝有緊急開關(guān)，以保證檢修和緊急事故的停車。

3．2.2PLC的故障功能

PLC控制系統(tǒng)比常規(guī)電氣線路簡單，清晰明了，PLC還配有自檢和監(jiān)督功能，能檢查出自身的故障，并隨時顯示給操作人員，為現(xiàn)場調(diào)試和維護提供了方便。如果是故障造成某個設(shè)備停機,為了讓維修人員迅速判斷出故障原因，PLC把故障顯示明確分類，1。過負荷。2松繩動作。3電源故障。4熱繼電器故障。一旦故障出現(xiàn)，工控機的顯示屏上會出現(xiàn)不同顏色來區(qū)分，讓維修人員在第一時間發(fā)現(xiàn)故障所在，從而減少停機時間，提高生產(chǎn)效率。

3．3系統(tǒng)的調(diào)試

我們在調(diào)試過程中，外部輸入信號原來采用中間繼電器（220V）隔離，但由于感應(yīng)電強，各中間繼電器都在160V左右感應(yīng)動作，此時，對輸入模塊發(fā)出誤信號，為了解除這一干擾取消中間繼電器隔離，直接把控制柜的輔助點，機旁選擇，松繩動作作為輸入信號，輸出采用24V繼電器隔離。

4．效果對比：

從改造后，設(shè)備運行穩(wěn)定可靠，取得很好的效果，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

4．1PLC可靠性和可維護性

改造前皮帶電器聯(lián)鎖利用繼電器機械點的串聯(lián)或并聯(lián)開關(guān)，其接線多而復(fù)雜、體積大、功耗大。由于環(huán)境惡劣、粉塵大。觸點容易出現(xiàn)腐蝕、抖動、粘死等現(xiàn)象，故障率高，而且一旦系統(tǒng)構(gòu)成后改變或者增加功能較困難。而采用PLC控制屬存儲器邏輯,用軟程序控制代替機械式的硬系統(tǒng)控制，軟繼電器代替原來的硬繼電器，使外圍電路減少，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，聯(lián)鎖點在PLC內(nèi)部實現(xiàn)，大量的開動動作，由無觸點的半導(dǎo)電路來完成，可靠性高。外部接線簡單明了，如圖二所示：

4．2提高了經(jīng)濟效益

由于原繼電器控制時，因電器故障造成5#爐慢風(fēng)，5#爐班產(chǎn)400噸。鐵1500元/噸，400*1500=600000元，如慢風(fēng)50%，則直接造成經(jīng)濟損失達30萬元。PLC改造后，從未因PLC故障影響高爐生產(chǎn)，大大提高了經(jīng)濟效益。

4.3減少了勞動強度

在改造前設(shè)備陳舊，給維修人員的點檢、維護帶來不便，每星期都有因轉(zhuǎn)運站電氣故障而造成皮帶不動作，而且故障很難排除；PLC改造后，故障點明確，縮短了維修時間，既減少維修費用，也減輕了維修電工的工作量。

4．4操作靈活、方便

改造后，系統(tǒng)設(shè)計靈活，供三種方式選擇，可通過3#轉(zhuǎn)運站遠程控制，不需要工人去5#轉(zhuǎn)運站操作，且節(jié)約了4個操作工人，對操作工來說安全又方便。

5．結(jié)束語

該系統(tǒng)于2005年5月投入運行，設(shè)備運行穩(wěn)定、可靠，從未因PLC故障而影響高爐生產(chǎn)。實踐證明，PLC系統(tǒng)在原料運輸皮帶上的成功應(yīng)用，減少了設(shè)備故障率，為高爐生產(chǎn)提供了保障，同時也為今后PLC在原料運輸皮帶上的應(yīng)用積累了寶貴的經(jīng)驗。