摘 要：本文介紹QUANTUM PLC在濟(jì)鋼1700mm連鑄連軋工程連鑄濁環(huán)水斜板除油沉淀池系統(tǒng)中的應(yīng)用。詳細(xì)描述了控制系統(tǒng)的硬件配置、軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)功能，滿足了生產(chǎn)的需要。 1.概述 濟(jì)鋼1700mm連鑄連軋工程水處理系統(tǒng)是1700mm連鑄、連軋的總供水系統(tǒng)。連鑄水處理系統(tǒng)主要分為連鑄污水污泥系統(tǒng)、連鑄循環(huán)泵站系統(tǒng)、連鑄濁環(huán)水斜板除油沉淀池系統(tǒng)。連鑄濁環(huán)水斜板除油沉淀池系統(tǒng)主要用電設(shè)備包括：刮油機(jī)、進(jìn)水池?cái)嚢铏C(jī)、加藥設(shè)備攪拌機(jī)、加藥設(shè)備計(jì)量泵、泥漿泵、氣動(dòng)漿液閥等。低壓設(shè)備采用常規(guī)的自動(dòng)開關(guān)-接觸器-熱繼電器的恒速交流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，均置于斜板除油沉淀池低壓配電室內(nèi)的GGD2型開關(guān)柜上。 2.系統(tǒng)配置 2.1控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 斜板除油沉淀池電氣、儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)分為基礎(chǔ)自動(dòng)化（L1級(jí)）和過程自動(dòng)化（L2級(jí)），并預(yù)留管理自動(dòng)化（L3級(jí)）接口?？刂浦行牟捎眉蠵LC控制，CRT監(jiān)控和操作，不再設(shè)操作臺(tái)操作。通過HMI工作站，可以對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)控，完成各個(gè)工藝設(shè)備或工藝流程的順序控制、故障報(bào)警及顯示。每個(gè)系統(tǒng)通過PLC上掛Ethernet，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。連鑄濁環(huán)水斜板除油沉淀池系統(tǒng)通過交換機(jī)與連鑄組成上一級(jí)管理網(wǎng)。每個(gè)PLC由Ethernet通訊接口提供自己的網(wǎng)絡(luò)鏈接Web頁(yè)，用戶可通過瀏覽器、HTML瀏覽本系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和生產(chǎn)情況。 斜板除油沉淀池基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)完成斜板除油沉淀池系統(tǒng)工藝設(shè)備的電氣、儀表控制。由一套QUANTUM控制器構(gòu)成。斜板除油沉淀池值班室設(shè)HMI操作站。通過以太網(wǎng)連接水處理區(qū)以太網(wǎng)交換機(jī)上，通訊介質(zhì)為光纖，實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)。系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。 圖1 系統(tǒng)構(gòu)成圖 2.2 PLC選型及I/O分配 根據(jù)裝置工作需要，選用性價(jià)比較高的Schneider QuantumnPLC，系列可編程控制器來構(gòu)建控制系統(tǒng)。CPU采用140-CPU-534-14，并且PLC帶有一個(gè)擴(kuò)展機(jī)架。 32點(diǎn)數(shù)字量輸入模塊采用直流24V電源供電，用于檢測(cè)控制命令和開關(guān)狀態(tài)；16點(diǎn)數(shù)字量輸出模塊采用交流220V電源供電，用于各操作開關(guān)的控制、指示燈的狀態(tài)顯示；模擬量輸入，將模擬測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的數(shù)字量已被計(jì)算機(jī)所接收。斜板除油沉淀池系統(tǒng)帶有14個(gè)信號(hào)處理模塊，其中9個(gè)數(shù)字量輸入模塊140-DDI-853-00，3個(gè)數(shù)字量輸出模塊140-DAO-842-10，2個(gè)模擬量輸入模塊140-ACI-030-00，擴(kuò)展模塊選用140-CRA-93X-00 和140-CRA-93X-00，通訊處理模塊選用140-NOE-771-10。 3、上位監(jiān)控軟件設(shè)計(jì) 3.1監(jiān)控軟件特點(diǎn) Monitor Pro 是一種上位監(jiān)控軟件，它工作在普通的PC機(jī)上，運(yùn)行于Windows 2000 或 XP 上，網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大,Client/Server結(jié)構(gòu)；它包括兩大部分：畫面（HMI）部分—The Client Builder ，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)（RTDB）部分—The Configuration Explorer 。 采用當(dāng)今流行的Client/Server結(jié)構(gòu)，軟件配置如圖2所示。為保證工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的穩(wěn)定，服務(wù)器采用英文Windows2000操作系統(tǒng)，,Monitor Pro V7.2單機(jī)版監(jiān)控軟件, 數(shù)據(jù)庫(kù)、客戶端和服務(wù)器運(yùn)行于一臺(tái)工控機(jī)上。作為Client/Server結(jié)構(gòu)，斜板除油沉淀池過程控制系統(tǒng)的HMI上位監(jiān)控的數(shù)據(jù)全部通過服務(wù)器提交查詢、修改等指令，通過光纖以太網(wǎng)，分派至PLC控制器，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的在線監(jiān)控與操作。服務(wù)器中放置SQL7.0 數(shù)據(jù)庫(kù)，通過ODBC接口與MP7實(shí)現(xiàn)連接，完成對(duì)歷史數(shù)據(jù)的處理與存儲(chǔ)。 圖2 上位監(jiān)控系統(tǒng)軟件配置圖 3.2上位機(jī)功能 上位機(jī)實(shí)現(xiàn)的功能如下：數(shù)字顯示集水坑液位、除油沉淀池瞬時(shí)流量、累積流量，顯示各設(shè)備的啟動(dòng)、停止、運(yùn)行、故障等狀態(tài)；啟動(dòng)時(shí)，設(shè)備按鈕為綠色，正常時(shí)為紅色，故障時(shí)畫面顏色閃爍，同時(shí)并用文本方式顯示故障類型，方便故障的排除；能記錄一個(gè)月的故障情況（故障時(shí)刻、故障類型等），方便地進(jìn)行事故分析。如水池水位一旦高于或低于警戒水位時(shí)，立刻報(bào)警，避免了水池溢水或抽空，既節(jié)約了寶貴的水資源，又保護(hù)了設(shè)備。HMI監(jiān)控畫面如圖3所示。 圖3 HMI監(jiān)控畫面 4、下位軟件設(shè)計(jì) 程序控制軟件采用Concept 2.6編程軟件，Concept編程軟件基于 Windows 的集成開發(fā)環(huán)境；含有全部的 IEC-1131 規(guī)定的編程語(yǔ)言；用戶可創(chuàng)建自己的函數(shù)塊，并可重復(fù)使用；內(nèi)置的模擬仿真調(diào)試器可離線仿真，加快應(yīng)用軟件的開發(fā)和調(diào)試；提供多達(dá)7 層的軟件存取保護(hù)，防止非法訪問，安全、可靠；具有強(qiáng)大的在線幫助功能，界面友好，信息量大，極大方便應(yīng)用開發(fā)人員的使用?？刂瞥绦蛄鞒虉D如圖4所示。 圖4 控制程序流程圖 5、實(shí)現(xiàn)功能 所有電氣設(shè)備的控制均可在HMI上通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)進(jìn)行操作，。每個(gè)設(shè)備設(shè)有機(jī)旁操作箱，機(jī)旁操作箱上設(shè)有集中、現(xiàn)場(chǎng)選擇開關(guān)。當(dāng)選擇現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)，通過機(jī)旁操作箱上的啟動(dòng)、停止按鈕，在機(jī)旁進(jìn)行控制，此方式為單機(jī)單動(dòng)狀態(tài)，用于調(diào)試階段。當(dāng)選擇集中操作時(shí)，攪拌機(jī)、刮油機(jī)、計(jì)量泵可以在HMI啟動(dòng)、停止，潛污泵、泥漿泵、漿液閥有HMI自動(dòng)和HMI手動(dòng)兩種操作方式。 潛污泵僅在外部管廊集水坑液位高時(shí)使用。當(dāng)集水坑液位超過最高水位-7.65m時(shí)，潛污泵自動(dòng)投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)排水，當(dāng)集水坑液位降至工作水位-8.10m時(shí)，潛污泵關(guān)閉，系統(tǒng)又轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。吸水池水位變化情況在除油沉淀池站CRT上顯示，以提醒現(xiàn)場(chǎng)工作人員及時(shí)處理。 HMI手動(dòng)：?jiǎn)螕鬑MI自動(dòng)按鈕，打開相應(yīng)的子畫面，點(diǎn)擊啟泵按鈕，電機(jī)運(yùn)行后，泵運(yùn)行信號(hào)變綠；延時(shí)5S后，點(diǎn)擊開閥按鈕，閥的電機(jī)運(yùn)行后，閥運(yùn)行信號(hào)變綠；點(diǎn)擊關(guān)閥按鈕，閥的電機(jī)停止，閥運(yùn)行信號(hào)變紅。當(dāng)閥關(guān)閉后，相應(yīng)的泵也連鎖停止。 HMI自動(dòng)：?jiǎn)螕鬑MI自動(dòng)按鈕，所有泥漿泵、漿液閥的設(shè)備運(yùn)行將納入自動(dòng)方式的連鎖關(guān)系中。1#泥漿泵運(yùn)行，延時(shí)5秒后，1#漿液閥打開，1#泥漿泵運(yùn)行15分鐘后，1#漿液閥關(guān)閉，同時(shí)2#泥漿泵運(yùn)行，延時(shí)5秒后，2#漿液閥打開，2#泥漿泵運(yùn)行15分鐘后，2#漿液閥關(guān)閉，同時(shí)3#泥漿泵運(yùn)行……，以此類推。12#泥漿泵運(yùn)行，延時(shí)5秒后，12#漿液閥打開，12#泥漿泵運(yùn)行15分鐘后，12#漿液閥關(guān)閉，第1臺(tái)泥漿泵開啟……。當(dāng)其中1臺(tái)泥漿泵出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)下一臺(tái)泥漿泵。當(dāng)有5臺(tái)泵出現(xiàn)故障時(shí)，所有的泥漿泵、漿液閥禁止運(yùn)行。 6、結(jié)束語(yǔ) 經(jīng)該P(yáng)LC控制系統(tǒng)的設(shè)備滿足了生產(chǎn)要求，能在上位機(jī)上實(shí)時(shí)的反映遠(yuǎn)距離設(shè)備的工作情況和報(bào)警信息，使操作更方便、故障處理更及時(shí)，達(dá)到了生產(chǎn)自動(dòng)化控制的目標(biāo)。 參考文獻(xiàn) 于慶廣．可編程序控制器原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)．北京：清華大學(xué)出版社，2004 聯(lián)系人：李 俠 通訊地址：濟(jì)南市工業(yè)北路21號(hào) 濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司自動(dòng)化部 電話：（0531）88866647 E-mail: zglx0504@163.com 李俠 女（1979—）工學(xué)學(xué)士 從事電氣自動(dòng)化方面的工作