PLC控制在加熱爐中的應用

程永啟

【摘 要】PLC在自動化控制中使用越來越廣泛，在工業控制中得到大量應用，日照鋼鐵2150熱軋帶鋼廠的加熱爐，使用西門子S7-400 plc進行電控和儀表控制，采用ET200分布式I/O，Profibus-DP主站通信，實現了加熱爐的自動裝、出鋼，步進梁控制及燃燒控制等功能。

【關鍵詞】PLC；ET200；PROFIBUS-DP

【Abstract】PLC is widely used in automation control，it is widely used in industrial control，the heating furnace of rizhao steel 2150 hot rolling steel mill，use Siemens S7-400 PLC electronic control and instrument control，use ET200 distributed I/O，Profibus-DP main station communication，the antomatic steel of the heating furnace，the control of the step beam and the combustion control are realized.

一、概述

2150帶鋼廠有3臺蓄熱式步進加熱爐，使用西門子S7-400系列中的6ES7416-2DP控制器，該型號PLC有運行速度高，擴展功能強等特點。加熱爐控制由電控系統和儀控系統組成，分別由各自S7-400控制。電控系統主要負責裝、出料爐門，步進梁，裝、出鋼機控制；儀控系統主要對檢測儀表信號采集，風機及各燃燒段的閥門進行控制。

二、PLC硬件組態

（一）電控PLC硬件組態：

電控系統的CPU 416-2DP作為主站，ET200作為從站，需要注意的是，裝出鋼機的絕對值編碼器也是作為從站連接，這種連接方式確保了高速數據傳輸，保證現場傳感器信號能夠及時反饋到處理器，通過程序進行處理。

（二）儀控PLC硬件組態：

儀表控制PLC 的遠程ET200共有14個站，采集了大量的數字量輸入輸出信號和模擬量的輸入輸出信號，數字量輸入和輸出主要是燃燒閥組的開關限位，氣動閥的換向動作信號；模擬量的信號主要是現場檢測儀表信號和各個燃燒段的調節閥信號。

三、PLC程序

（一）電控PLC程序采用典型的梯形圖和語句表進行編寫，梯形圖結構直觀，便于維護人員操作和處理。程序通過循環中斷，電源故障、診斷中斷、插入拔出模塊中斷、CPU硬件故障、優先級錯誤、擴展機架、DP主站系統或分布式I/O站故障、通信故障、過程中斷等對程序進行處理。

（二）儀控程序采用siemens公司step7集成開發環境下的CFC開發包編寫。CFC編寫的應用程序具有模塊化強，層次結構清晰，在線參數調試修改方便等諸多優點。儀控燃燒控制的8段采用串級PID雙交叉限幅控制來實現，如下圖：

四、PLC在加熱爐出現的故障及解決方法

（一）Profibus-Dp網絡故障

故障現象：PLC在運行過程中出現現場信號丟失，現場檢查傳感器信號正常，ET200接口模塊IM153-1上的DP故障燈亮。

分析：從PLC的CPU故障診斷中查看故障，顯示I/O故障信息；查看硬件組態中的網絡組態，當點擊在線硬件監控時，未連接到主站的ET200就可以從在線硬件組態中看到。從上述信息可以分析，網絡連接中最近站點的網絡故障率最大。

解決方法：更換ET200最近故障站點的終端連接器，如果故障未能消失，則更換下個站點的終端連接器，以此類推，故障站點的網絡故障消失，若此時故障仍未消失，則檢查ET200的接口模塊153-1，更換后正常。

（二）裝出鋼機故障后不能遠程復位

故障現象：裝鋼機在裝鋼過程中，出現機械卡阻，裝鋼機報過流故障，就地柜可以復位，遠程畫面不能復位。

分析：畫面復位程序是靠程序中的裝鋼機控制字來實現的，檢查控制位沒有異常，但復位控制的變量在不同的程序網絡段都有使用，復位變量在中間網絡段。

解決方法：PLC程序的掃描是自上而下，順序執行的，因此將執行復位變量的網段移到使用該變量網段最下邊即可解決。

【參考文獻】

[1]S7-300/400 PLC應用技術，機械工業出版社，廖常初主編.endprint