PLC控制在加熱爐中的應(yīng)用

程永啟

【摘 要】PLC在自動(dòng)化控制中使用越來(lái)越廣泛，在工業(yè)控制中得到大量應(yīng)用，日照鋼鐵2150熱軋帶鋼廠的加熱爐，使用西門(mén)子S7-400 plc進(jìn)行電控和儀表控制，采用ET200分布式I/O，Profibus-DP主站通信，實(shí)現(xiàn)了加熱爐的自動(dòng)裝、出鋼，步進(jìn)梁控制及燃燒控制等功能。

【關(guān)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(tái)蓄熱式步進(jìn)加熱爐，使用西門(mén)子S7-400系列中的6ES7416-2DP控制器，該型號(hào)PLC有運(yùn)行速度高，擴(kuò)展功能強(qiáng)等特點(diǎn)。加熱爐控制由電控系統(tǒng)和儀控系統(tǒng)組成，分別由各自S7-400控制。電控系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)裝、出料爐門(mén)，步進(jìn)梁，裝、出鋼機(jī)控制；儀控系統(tǒng)主要對(duì)檢測(cè)儀表信號(hào)采集，風(fēng)機(jī)及各燃燒段的閥門(mén)進(jìn)行控制。

二、PLC硬件組態(tài)

（一）電控PLC硬件組態(tài)：

電控系統(tǒng)的CPU 416-2DP作為主站，ET200作為從站，需要注意的是，裝出鋼機(jī)的絕對(duì)值編碼器也是作為從站連接，這種連接方式確保了高速數(shù)據(jù)傳輸，保證現(xiàn)場(chǎng)傳感器信號(hào)能夠及時(shí)反饋到處理器，通過(guò)程序進(jìn)行處理。

（二）儀控PLC硬件組態(tài)：

儀表控制PLC 的遠(yuǎn)程ET200共有14個(gè)站，采集了大量的數(shù)字量輸入輸出信號(hào)和模擬量的輸入輸出信號(hào)，數(shù)字量輸入和輸出主要是燃燒閥組的開(kāi)關(guān)限位，氣動(dòng)閥的換向動(dòng)作信號(hào)；模擬量的信號(hào)主要是現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表信號(hào)和各個(gè)燃燒段的調(diào)節(jié)閥信號(hào)。

三、PLC程序

（一）電控PLC程序采用典型的梯形圖和語(yǔ)句表進(jìn)行編寫(xiě)，梯形圖結(jié)構(gòu)直觀，便于維護(hù)人員操作和處理。程序通過(guò)循環(huán)中斷，電源故障、診斷中斷、插入拔出模塊中斷、CPU硬件故障、優(yōu)先級(jí)錯(cuò)誤、擴(kuò)展機(jī)架、DP主站系統(tǒng)或分布式I/O站故障、通信故障、過(guò)程中斷等對(duì)程序進(jìn)行處理。

（二）儀控程序采用siemens公司step7集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下的CFC開(kāi)發(fā)包編寫(xiě)。CFC編寫(xiě)的應(yīng)用程序具有模塊化強(qiáng)，層次結(jié)構(gòu)清晰，在線參數(shù)調(diào)試修改方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。儀控燃燒控制的8段采用串級(jí)PID雙交叉限幅控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，如下圖：

四、PLC在加熱爐出現(xiàn)的故障及解決方法

（一）Profibus-Dp網(wǎng)絡(luò)故障

故障現(xiàn)象：PLC在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)丟失，現(xiàn)場(chǎng)檢查傳感器信號(hào)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(tài)中的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，當(dāng)點(diǎn)擊在線硬件監(jiān)控時(shí)，未連接到主站的ET200就可以從在線硬件組態(tài)中看到。從上述信息可以分析，網(wǎng)絡(luò)連接中最近站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)故障率最大。

解決方法：更換ET200最近故障站點(diǎn)的終端連接器，如果故障未能消失，則更換下個(gè)站點(diǎn)的終端連接器，以此類推，故障站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)故障消失，若此時(shí)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(jī)故障后不能遠(yuǎn)程復(fù)位

故障現(xiàn)象：裝鋼機(jī)在裝鋼過(guò)程中，出現(xiàn)機(jī)械卡阻，裝鋼機(jī)報(bào)過(guò)流故障，就地柜可以復(fù)位，遠(yuǎn)程畫(huà)面不能復(fù)位。

分析：畫(huà)面復(fù)位程序是靠程序中的裝鋼機(jī)控制字來(lái)實(shí)現(xiàn)的，檢查控制位沒(méi)有異常，但復(fù)位控制的變量在不同的程序網(wǎng)絡(luò)段都有使用，復(fù)位變量在中間網(wǎng)絡(luò)段。

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

【參考文獻(xiàn)】

[1]S7-300/400 PLC應(yīng)用技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，廖常初主編.endprint