OPEN_2000 PLC在球團(tuán)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
應(yīng)用背景
四川省攀枝花鋼城企業(yè)總公司球團(tuán)廠始建于2004 年3 月，于同年年底投入運(yùn)行，首創(chuàng)同類行業(yè)的從設(shè)計(jì)到投入運(yùn)行時(shí)間最短，廠區(qū)結(jié)構(gòu)最緊湊，施工難度最大，堪稱典型的微雕之作，氧化球團(tuán)礦的生產(chǎn)能力為120 萬(wàn)t/年，由于氧化球團(tuán)具有先進(jìn)、
復(fù)雜的生產(chǎn)工藝過(guò)程，所以對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求也十分嚴(yán)格，攀鋼球團(tuán)廠的控制系統(tǒng)部分采用了OPEN_2000 PLC 硬件和配套的OPEN VIEW 監(jiān)控軟件。
OPEN_2000 處理器采用先進(jìn)的32 位CPU，配置嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，支持模塊網(wǎng)絡(luò)熱備冗余、熱插拔技術(shù)，功能強(qiáng)大的CPU 模塊擁有超大存儲(chǔ)容量，并可支持多種通信接口RS232、RS485、以太網(wǎng)?？蓪?shí)現(xiàn)采集、運(yùn)算、邏輯、定時(shí)、控制、通訊等功能，其程序開(kāi)發(fā)方便，可與上位機(jī)組成控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集散控制，與常用的可編程控制器PLC 相比，它在處理速度上顯著提高，硬件冗余CPU 同步速率更快。
OPEN_2000 CPU 和I/O 模塊的組合可以形成多種工作方式，本地、擴(kuò)展、遠(yuǎn)程工作方式分別對(duì)應(yīng)于小、中、大型控制系統(tǒng)均有其完備的解決方案，可廣泛應(yīng)用于電力、冶金、機(jī)械、化工自動(dòng)化控制。
系統(tǒng)運(yùn)行在WINDOWS2000 環(huán)境下，組態(tài)軟件采用OPEN VIEW3.6,上位機(jī)與下位機(jī)OPEN_2000 通訊使用Modicon modbus TCP/IP 驅(qū)動(dòng)，數(shù)據(jù)庫(kù)與下位機(jī)通訊采用PORTserver 方式，SERVER 與下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，兩臺(tái)CLIENT 讀取SERVER 的狀態(tài)數(shù)據(jù)，以提高上位機(jī)與下位機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊速度。系統(tǒng)架構(gòu)：攀鋼球團(tuán)廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖如下圖所示：
整個(gè)控制系統(tǒng)包括總線為全冗余式設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)采用了5 套OPEN_2000 處理器，6 臺(tái)監(jiān)控站（其中3 臺(tái)為熱備監(jiān)控站），2 臺(tái)工程師站，2 臺(tái)交換機(jī)（互為熱備），雙以太網(wǎng)地址總線；按現(xiàn)場(chǎng)控制室位置分為本地和遠(yuǎn)程控制站，其中本地控制站在主控制室車間，遠(yuǎn)程控制站在干配控制室車間，本地和遠(yuǎn)程控制站之間采用光纖通訊，按被控信號(hào)主要分為數(shù)字量信號(hào)控制和模擬量信號(hào)控制。
兩套監(jiān)控站均設(shè)置在主控室，每套監(jiān)控站中有一臺(tái)作為SERVER，另外兩臺(tái)為CLIENT上位機(jī)監(jiān)控由OPEN VIEW 軟件實(shí)現(xiàn)。
PLC 站配置
本系統(tǒng)共架設(shè)10 個(gè)PLC控制站，分別在造球控制室和原料準(zhǔn)備控制室，如下圖所示：
CAB1-10 為控制柜體編號(hào)；原料準(zhǔn)備控制室CAB1、CAB2，造球控制室CAB3-CAB10。
系統(tǒng)配置
監(jiān)控站：研華工控機(jī)PⅣ2.0G，512M 內(nèi)存，80G 硬盤(pán)，19″LED 顯示器
工程師站：DELL1.8G 筆記本兩臺(tái)
控制系統(tǒng)：OPEN_2000 控制系統(tǒng)
操作系統(tǒng)：WINDOWS2000
組態(tài)軟件：OPEN VIEW 組態(tài)軟件8 套
激光打印機(jī)一臺(tái)
3COM 交換機(jī)兩臺(tái)
工藝流程
以下為工藝設(shè)備流程圖：
控制系統(tǒng)劃分
Y 原料系統(tǒng)
P 干配系統(tǒng)
Q 造球焙燒系統(tǒng)
R 潤(rùn)磨系統(tǒng)
C 成品系統(tǒng)
S 灰塵輸送系統(tǒng)
D 電除塵系統(tǒng)
F 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)
H 回?zé)犸L(fēng)除塵系統(tǒng)
攀鋼球團(tuán)控制系統(tǒng)分為以上9個(gè)子系統(tǒng)，涉及畫(huà)面多達(dá)80多個(gè)，在此就不一一贅述，以下簡(jiǎn)單介紹系統(tǒng)的基本功能如下：
系統(tǒng)功能
1．開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)采集與處理，按系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制，如：順序啟動(dòng)、順序停車、緊急停車、故障停車等功能。
2．儀表量數(shù)據(jù)采集與計(jì)算，模擬量的顯示、控制，如：溫度、壓力、流量、熱電偶、熱電阻等，模擬量的智能PID 控制，如變頻設(shè)備等。
3．重要參數(shù)顯示實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線及歷史趨勢(shì)曲線；
4．過(guò)程變量數(shù)值的報(bào)警、記錄及打印；
5．生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)表打印
6．系統(tǒng)自診斷，對(duì)現(xiàn)有OPEN_2000 架構(gòu)的所有硬件設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；
結(jié)束語(yǔ)
攀鋼球團(tuán)控制系統(tǒng)自投運(yùn)以來(lái)運(yùn)行穩(wěn)定，由于擁有較高的自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化生產(chǎn)，日產(chǎn)量4000 噸左右，OPEN_2000 完善的架構(gòu)和多種接口的通訊使得系統(tǒng)的維護(hù)更加方便，操作界面簡(jiǎn)單明了，操作工能在短時(shí)間內(nèi)輕松駕馭，支持多種編程語(yǔ)言使得開(kāi)發(fā)更加靈活實(shí)用，目前OPEN_2000 系統(tǒng)有多種包括大、中、小型控制系統(tǒng)的解決方案，，曾多次成功應(yīng)用于燒結(jié)、選礦等控制領(lǐng)域。
四川省攀枝花鋼城企業(yè)總公司球團(tuán)廠始建于2004 年3 月，于同年年底投入運(yùn)行，首創(chuàng)同類行業(yè)的從設(shè)計(jì)到投入運(yùn)行時(shí)間最短，廠區(qū)結(jié)構(gòu)最緊湊，施工難度最大，堪稱典型的微雕之作，氧化球團(tuán)礦的生產(chǎn)能力為120 萬(wàn)t/年，由于氧化球團(tuán)具有先進(jìn)、
復(fù)雜的生產(chǎn)工藝過(guò)程，所以對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求也十分嚴(yán)格，攀鋼球團(tuán)廠的控制系統(tǒng)部分采用了OPEN_2000 PLC 硬件和配套的OPEN VIEW 監(jiān)控軟件。
OPEN_2000 處理器采用先進(jìn)的32 位CPU，配置嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，支持模塊網(wǎng)絡(luò)熱備冗余、熱插拔技術(shù)，功能強(qiáng)大的CPU 模塊擁有超大存儲(chǔ)容量，并可支持多種通信接口RS232、RS485、以太網(wǎng)?？蓪?shí)現(xiàn)采集、運(yùn)算、邏輯、定時(shí)、控制、通訊等功能，其程序開(kāi)發(fā)方便，可與上位機(jī)組成控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集散控制，與常用的可編程控制器PLC 相比，它在處理速度上顯著提高，硬件冗余CPU 同步速率更快。
OPEN_2000 CPU 和I/O 模塊的組合可以形成多種工作方式，本地、擴(kuò)展、遠(yuǎn)程工作方式分別對(duì)應(yīng)于小、中、大型控制系統(tǒng)均有其完備的解決方案，可廣泛應(yīng)用于電力、冶金、機(jī)械、化工自動(dòng)化控制。
系統(tǒng)運(yùn)行在WINDOWS2000 環(huán)境下，組態(tài)軟件采用OPEN VIEW3.6,上位機(jī)與下位機(jī)OPEN_2000 通訊使用Modicon modbus TCP/IP 驅(qū)動(dòng)，數(shù)據(jù)庫(kù)與下位機(jī)通訊采用PORTserver 方式，SERVER 與下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，兩臺(tái)CLIENT 讀取SERVER 的狀態(tài)數(shù)據(jù)，以提高上位機(jī)與下位機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊速度。系統(tǒng)架構(gòu)：攀鋼球團(tuán)廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖如下圖所示：
整個(gè)控制系統(tǒng)包括總線為全冗余式設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)采用了5 套OPEN_2000 處理器，6 臺(tái)監(jiān)控站（其中3 臺(tái)為熱備監(jiān)控站），2 臺(tái)工程師站，2 臺(tái)交換機(jī)（互為熱備），雙以太網(wǎng)地址總線；按現(xiàn)場(chǎng)控制室位置分為本地和遠(yuǎn)程控制站，其中本地控制站在主控制室車間，遠(yuǎn)程控制站在干配控制室車間，本地和遠(yuǎn)程控制站之間采用光纖通訊，按被控信號(hào)主要分為數(shù)字量信號(hào)控制和模擬量信號(hào)控制。
兩套監(jiān)控站均設(shè)置在主控室，每套監(jiān)控站中有一臺(tái)作為SERVER，另外兩臺(tái)為CLIENT上位機(jī)監(jiān)控由OPEN VIEW 軟件實(shí)現(xiàn)。
PLC 站配置
本系統(tǒng)共架設(shè)10 個(gè)PLC控制站，分別在造球控制室和原料準(zhǔn)備控制室，如下圖所示：
CAB1-10 為控制柜體編號(hào)；原料準(zhǔn)備控制室CAB1、CAB2，造球控制室CAB3-CAB10。
系統(tǒng)配置
監(jiān)控站：研華工控機(jī)PⅣ2.0G，512M 內(nèi)存，80G 硬盤(pán)，19″LED 顯示器
工程師站：DELL1.8G 筆記本兩臺(tái)
控制系統(tǒng)：OPEN_2000 控制系統(tǒng)
操作系統(tǒng)：WINDOWS2000
組態(tài)軟件：OPEN VIEW 組態(tài)軟件8 套
激光打印機(jī)一臺(tái)
3COM 交換機(jī)兩臺(tái)
工藝流程
以下為工藝設(shè)備流程圖：
控制系統(tǒng)劃分
Y 原料系統(tǒng)
P 干配系統(tǒng)
Q 造球焙燒系統(tǒng)
R 潤(rùn)磨系統(tǒng)
C 成品系統(tǒng)
S 灰塵輸送系統(tǒng)
D 電除塵系統(tǒng)
F 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)
H 回?zé)犸L(fēng)除塵系統(tǒng)
攀鋼球團(tuán)控制系統(tǒng)分為以上9個(gè)子系統(tǒng)，涉及畫(huà)面多達(dá)80多個(gè)，在此就不一一贅述，以下簡(jiǎn)單介紹系統(tǒng)的基本功能如下：
系統(tǒng)功能
1．開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)采集與處理，按系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制，如：順序啟動(dòng)、順序停車、緊急停車、故障停車等功能。
2．儀表量數(shù)據(jù)采集與計(jì)算，模擬量的顯示、控制，如：溫度、壓力、流量、熱電偶、熱電阻等，模擬量的智能PID 控制，如變頻設(shè)備等。
3．重要參數(shù)顯示實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線及歷史趨勢(shì)曲線；
4．過(guò)程變量數(shù)值的報(bào)警、記錄及打印；
5．生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)表打印
6．系統(tǒng)自診斷，對(duì)現(xiàn)有OPEN_2000 架構(gòu)的所有硬件設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；
結(jié)束語(yǔ)
攀鋼球團(tuán)控制系統(tǒng)自投運(yùn)以來(lái)運(yùn)行穩(wěn)定，由于擁有較高的自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化生產(chǎn)，日產(chǎn)量4000 噸左右，OPEN_2000 完善的架構(gòu)和多種接口的通訊使得系統(tǒng)的維護(hù)更加方便，操作界面簡(jiǎn)單明了，操作工能在短時(shí)間內(nèi)輕松駕馭，支持多種編程語(yǔ)言使得開(kāi)發(fā)更加靈活實(shí)用，目前OPEN_2000 系統(tǒng)有多種包括大、中、小型控制系統(tǒng)的解決方案，，曾多次成功應(yīng)用于燒結(jié)、選礦等控制領(lǐng)域。
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