高爐運礦系統升級與資源優化

連世偉

摘要：帶自愈功能的雙光纖冗余環網，是目前國內工控領域常用的光纖網絡構建方式，其運行穩定，通過增改硬件，實現現場總線設備的末端通訊冗余，構建通訊監視圖。這種軟、硬件相結合的方法與現流行的數據、設備集中管理相結合，可以形成一套設備管控網絡。

關鍵詞：光纖環網；運礦系統；冗余系統

運礦系統中的42條皮帶均使用連鎖控制，只要其中一條皮帶出現故障停止運行，就會從來料方向對所連鎖的皮帶進行順序停車，所以在整合系統時，對光纖網絡的通訊質量提出了很高的要求，原單路光纖環網已經不能滿足整合后的系統要求，需要將其升級為雙光纖冗余環網，與三套系統的冗余控制器共同形成雙光纖環網的冗余；而在設備的集中控制方面，三套系統中很多冗余設備的運行狀態沒有實現實時的監控，冗余設備出現故障，需要靠點檢才能發現，而點檢路線遠，點檢周期長，會導致冗余設備停止工作后無法第一時間發現并解決，為設備正常運行埋下隱患，所有構建一套實時監測系統，是十分必要的。

一、通訊網絡系統的升級

（1）在原赫斯曼交換機組成的光纖環網的基礎上，布置第二條光纖環網，同樣使用赫斯曼交換機，與其組成雙光纖冗余環網。通過配置赫斯曼交換機上的DIP開關設置，并在P5主控室將兩個交換機使用網線連接，實現了雙光纖環網的冗余：將2#高爐槽上的兩臺赫斯曼交換機DIP開關中的RM選擇為ON，使其成為環網管理機，它的功能是在光纖環網中自動阻斷其中一路光纖通訊，避免其成環，影響通訊，當在檢測到另外一路光纖斷路后，自動開放阻斷的那一路，重新形成通訊通路， 當檢測到環網內有斷路時，自動開放阻斷的一路。然后在P5主控室通過交換機上的DIP開關設置：STAND BY選擇ON，將此交換機設置為兩路光纖的聯接點，通過網線將其聯通。之后將三個控制系統中的主、從控制器以及操作電腦分別接入到兩路光纖環網中，使其形成雙光纖環網與控制器、操作電腦的冗余。

（2）P5運礦系統中現場總線箱使用光纖與DP線相結合，組成設備通訊網，在光纖連接的設備末端，均使用DP線對各現場總線箱進行連接通訊，末端的數據通訊模塊使用的是單路通訊的CI801模件，當此模件出現故障后，會導致整個現場總線箱“離線”，引起本站控制的皮帶及其連鎖皮帶的停車，參考高爐系統的雙路通訊RLM01和CI840的組合方法后，對其重新設計并進行了改造，增加末端冗余通訊設備，使其在通訊設備上做到了一備一用，互為冗余。

二、優化系統畫面

（1）在原系統操作畫面中，由于分開2地進行不同設備的操作，所以在每個站內有對應的設備操作畫面和趨勢，并且為了防止設備的誤動作，2個操作站之間的設備只能看到其運行狀態，不能操作。而在設備同一管理和操作后，需要優化系統畫面，所有操作站均可以操作，我們利用編程軟件中公共畫面中的節點功能，將所有畫面根據所在控制系統分為三個節點，在節點中對應加入各站需要的畫面資源，各操作員站直接讀取公共畫面各節點中的數據和趨勢，使設備的集中操作更方便，同時在分配畫面資源后，由原來的5個操作員站，減少到4各，節省了大量系統資源。

（2）在運礦系統中，構建網絡通訊監視圖，是實現設備統一管理必要手段，它可以實時監測系統中各類設備的運行狀態，備用設備的情況等。運礦系統所構建的通訊監視圖分為2級，第一級為雙光纖環網內的交換機、24V電源、RLM01、冗余控制器、CI840及下掛模件。其中光纖環網內的赫斯曼交換機將其6針端子排上2、5腳FAULT報警輸出用線纜連接至所屬系統的模件中，通過程序和畫面形成報警顯示，當沒有故障時，為常閉點，當出現故障，即輸出故障信號。

三、程序優化

（1）皮帶的拉繩開關，會因其誤信號，或現場人員的誤碰，造成皮帶停車，拉繩開關在自動控制程序和電氣中均有停車連鎖，如果出現誤信號時間很短，而電腦趨勢中掃描周期長，無法及時采集，會使工作人員無法及時排查設備故障，為設備的正常運行埋下隱患，在程序中增加了一段拉繩開關信號保留程序，當出現拉繩開關信號后，會將此信號保留一段時間，使電腦趨勢中可以正常采集，方便查找設備故障。

（2）在皮帶運行過程中，皮帶的跑偏開關，是衡量皮帶運行狀況的一個重要標準，當皮帶出現二級跑偏時，程序中會延時停皮帶，而在實際生產中我們發現，因跑偏開關的本身故障、線路原因形成的誤信號而造成皮帶停車的現象很多，為此設計了如下程序：當兩個以上跑偏開關出現二級跑偏時，才確認該皮帶實際跑偏；在一些較短的皮帶上，只在頭尾有跑偏開關，當這些跑偏開關在出現二級跑偏前，肯定會先有一級跑偏，利用此方法，設計了只有在一級、二級跑偏同時出現時，才確認為皮帶實際跑偏。同時還在程序中做了跑偏開關切除，當確認此跑偏開關損壞，或需要更換，調試時，可在畫面中將此跑偏開關從程序控制中“移除”，此跑偏開關的任何信號將不影響皮帶的運行。

在跑偏信號判斷程序后，還加入了是否使用此兩種跑偏判斷程序的選擇塊，使崗位操作人員可以根據現場皮帶、跑偏開關的實際狀態來靈活決定是否同時使用以上兩種跑偏信號判斷程序，或單獨使用一種，來控制皮帶的停止。

四、結語

雙光纖環網的升級、總線設備末端冗余的實現、通訊監視圖的構建，以及設備硬件、軟件的優化大大提高了工業網絡的可靠性、穩定性和安全性，并降低了供料系統的停車率，保證了高爐供料系統的正常運行。同時大大節省了人力資源。