德國(guó)進(jìn)口西門子四平PLC模塊代理商

１ 概述
　　電弧爐以及精煉爐在運(yùn)行過(guò)程中其產(chǎn)生的高次諧波及強(qiáng)電磁場(chǎng)所形成的強(qiáng)大干擾，是嚴(yán)重威脅控制和通訊系統(tǒng)安全運(yùn)行的主要原因。５０噸煉鋼電弧爐的電爐變壓器額定容量為３１５００ＫＶＡ，二次額定電流可達(dá)到４２ＫＡ以上，其沖擊和短路電流有時(shí)可達(dá)到和超過(guò)１００ＫＡ。強(qiáng)電磁場(chǎng)和電弧的弧光放電引起的寬帶噪聲干擾及高次諧波分量與閃變（電壓波動(dòng)），成為計(jì)算機(jī)及通訊網(wǎng)絡(luò)，電子設(shè)備穩(wěn)定和安全運(yùn)行的主要問(wèn)題。在方案設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)及ＰＬＣ選型以及制造工藝設(shè)計(jì)時(shí)，都必須充分考慮和關(guān)注到系統(tǒng)所處的惡劣運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)環(huán)境的抗擾問(wèn)題。
　　在為太鋼集團(tuán)公司第一煉鋼廠設(shè)計(jì)的５０噸煉鋼電弧爐及６０噸鋼包精煉爐控制系統(tǒng)中?穴５０噸電弧爐和６０噸鋼包精煉爐的系統(tǒng)總結(jié)構(gòu)圖略，可向作者索取?雪，兩臺(tái)電爐的控制系統(tǒng)全部采用ＳＩＥＭＥＮＳ公司的Ｓ７－３００系列ＰＬＣ及其通訊技術(shù)。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和運(yùn)行結(jié)果證明該系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)良好，性能可靠穩(wěn)定。 ２ 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
２．１ 硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
　　　整個(gè)系統(tǒng)采用４臺(tái)ＳＩＥＭＥＮＳ Ｓ７－３１５－２ＤＰ ＰＬＣ主站分別完成對(duì)電弧爐爐體控制、電弧爐電極調(diào)節(jié)，鋼包精煉爐爐體控制和鋼包精煉爐電極調(diào)節(jié)。在四臺(tái)ＰＬＣ主站之間采用ＳＩＥＭＥＮＳ公司的ＣＰ－３４２通訊模塊構(gòu)成ＰＲＯＦＩＢＵＳ－Ｓ７通訊網(wǎng)完成各主站間的數(shù)據(jù)通訊。電弧爐爐體和鋼包精煉爐爐體控制ＰＬＣ主站共下設(shè)６個(gè)ＥＴ２００遠(yuǎn)程從站，通過(guò)ＳＩＥＭＥＮＳ公司工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線ＰＲＯＦＩＢＵＳ－ＤＰ完成主——從通訊。系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用一臺(tái)工程師站，兩臺(tái)操作員站。三臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)中分別采用ＳＩＥＭＥＮＳ公司ＣＰ５４１２網(wǎng)卡通過(guò)ＰＲＯＦＩＢＵＳ－Ｓ７ 數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)完成計(jì)算機(jī)與各ＰＬＣ主站之間的數(shù)據(jù)通訊。操作員站的畫面組態(tài)軟件選用ＳＩＥＭＥＮＳ公司的ＷＩＮＣＣ完成用戶二次軟件的開(kāi)發(fā)。
　　煉鋼電弧爐爐體控制ＰＬＣ主站主要完成對(duì)３５ＫＶ高壓系統(tǒng)的合分閘操作及高壓系統(tǒng)事故分閘的控制，對(duì)３１５００ＫＶＡ電爐變壓器及變壓器油水冷卻系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控和保護(hù)，并完成電爐水冷爐蓋、水冷爐壁等水冷系統(tǒng)２３個(gè)測(cè)溫點(diǎn)水溫變化情況的模擬量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集以及冷卻水系統(tǒng)壓力、流量等的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集監(jiān)視和越限及事故報(bào)警。同時(shí)通過(guò)ＰＲＯＦＩＢＵＳ－Ｓ７網(wǎng)向操作員站進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸，由人機(jī)界面完成監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的記錄、顯示和故障報(bào)警。
　 　煉鋼電弧爐的各ＥＴ２００遠(yuǎn)程從站分別設(shè)置在爐前操作室、爐后操作室、液壓泵站和液壓閥站以及爐門碳氧噴槍的操作站內(nèi)。分別構(gòu)成爐前的爐蓋和爐體動(dòng)作操 作和控制爐前傾爐操作，三相立柱鎖定和爐前電極升降操作及爐門鋼水測(cè)溫Ｉ／Ｏ。爐后傾爐及ＥＢＴ出鋼操作、出鋼鋼包車操作和修理平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)操作Ｉ／Ｏ。液 壓泵站主、輔液壓泵的切換和運(yùn)行控制，對(duì)高壓液罐和氣罐的液位和壓力控制、空氣壓縮機(jī)的控制、主液箱和回液箱的液位自動(dòng)控制及液壓介質(zhì)自動(dòng)溫度控制的 Ｉ／Ｏ ，液壓閥臺(tái)的Ｉ／Ｏ 及爐門碳氧噴槍三維動(dòng)作的操作及控制Ｉ／Ｏ。
　　鋼包精煉爐爐體控制ＰＬＣ主站的作用同煉鋼電弧爐相似，ＥＴ２００遠(yuǎn)程從站僅設(shè)置在鋼包精煉爐的液壓站內(nèi)。
　 　用于控制爐內(nèi)電弧功率的煉鋼電弧爐和鋼包精煉爐電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)各采用一臺(tái)ＳＩＥＭＥＮＳ Ｓ７－３１５－２ＤＰ ＰＬＣ主站。主要承擔(dān)輸入爐內(nèi)的三相電弧功率的實(shí)時(shí)自動(dòng)控制，根據(jù)不同冶煉工藝和冶煉期自動(dòng)修正功率配電曲線和控制參數(shù)，以滿足冶煉工藝要求。設(shè)計(jì)采用獨(dú) 立設(shè)置的兩套ＰＬＣ主站作為電爐和精煉爐電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以減輕電爐和精煉爐爐體控制ＰＬＣ主站ＣＰＵ的負(fù)擔(dān)，縮短程序掃描周期，有利于提高實(shí)時(shí)系統(tǒng)相應(yīng)的 響應(yīng)速度和調(diào)節(jié)精度。
２．２ 控制軟件的設(shè)計(jì)
　　四臺(tái)ＰＬＣ主站的用戶程序是在基于ＳＩＥＭＥＮＳ公司的ＳＩＭＡＴＩＣ ＳＴＥＰ７ Ｂａｓｉｓ Ｖ５．０ 軟件平臺(tái)上完成硬件組態(tài)、地址和站址的分配以及電弧爐和鋼包精煉爐用戶程序的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的，在主程序（ＯＢ１）中將各種控制功能和各ＰＬＣ站點(diǎn)間的通訊數(shù)據(jù)分別編寫在不同的子程序（功能塊ＦＢ、ＤＢ、ＦＣ）中，其中３５ＫＶ高壓合分閘、事故高壓分閘，模擬量信號(hào)的輸入均充分考慮了現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)運(yùn)行環(huán)境的強(qiáng)干擾問(wèn)題，在軟件設(shè)計(jì)中采用了抗干擾措施。
　　人機(jī)界面的畫面組態(tài)采 用ＳＩＥＭＥＮＳ公司的ＳＩＭＡＴＩＣ ＷＩＮＣＣ作為二次用戶程序開(kāi)發(fā)的軟件平臺(tái)，在工程師站安裝ＷＩＮＣＣ－ＲＣ用于開(kāi)發(fā)，操作員站安裝ＷＩＮＣＣ－ＲＴ用于運(yùn)行，ＷＩＮＣＣ運(yùn)行于 bbbbbbｓ ＮＴ Ｖ４．０ 操作系統(tǒng)平臺(tái)之上，以增加系統(tǒng)運(yùn)行安全和穩(wěn)定性，并給用戶將來(lái)建立工廠管理網(wǎng)帶來(lái)方便。
現(xiàn)場(chǎng)操作人員通過(guò)分別設(shè)置在電爐和精煉爐操作員站的人機(jī)界面監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)主要參數(shù)的運(yùn)行情況；這些參數(shù)包括：
　 　輸入爐內(nèi)的三相電弧電流，三相電弧電壓，三相電弧功率，電能耗的實(shí)時(shí)顯示和歷史趨勢(shì)顯示。冷卻水系統(tǒng)溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水溫監(jiān)測(cè)以及流量及壓力的監(jiān)測(cè)和超溫越 限報(bào)警。３５ＫＶ高壓系統(tǒng)過(guò)流、欠壓監(jiān)測(cè)。電爐變壓器的各種故障報(bào)警信號(hào)監(jiān)測(cè)和報(bào)警，變壓器低壓側(cè)過(guò)電流和高壓跳閘信號(hào)的監(jiān)測(cè)。爐體狀態(tài)顯示及液壓系統(tǒng)的 工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)。同時(shí)，在不同冶煉階段爐內(nèi)三相電弧工作電流的給定值、冶煉時(shí)間、３５ＫＶ高壓通電時(shí)間，鋼水溫度的顯示以及各種報(bào)警參數(shù)的歷史記錄和打印報(bào) 表的生成。
２．３ 通訊網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)
　　網(wǎng)絡(luò)組態(tài)采用ＳＩＥＭＥＮＳ公司的ＳＩＭＡＴＩＣ ＮＥＴ，ＮＣＭ Ｓ７ ＰＲＯＦＩＢＵＳ組態(tài)軟件完成ＰＲＯＦＩＢＵＳ Ｓ７通訊網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。
　　在工程師站、操作員站分別設(shè)計(jì)安裝ＣＰ５４１２網(wǎng)卡，在四臺(tái)ＰＬＣ主站安裝ＣＰ３４２－５通訊模塊，通過(guò)ＳＩＥＭＥＮＳ公司的ＰＲＯＦＩＢＵＳ Ｓ７通訊電纜完成工程師站、操作員站和分別分布在電弧爐及鋼包精煉爐主控制室的四臺(tái)ＰＬＣ主站之間的通訊網(wǎng)絡(luò)硬件組態(tài)
３ 抗干擾措施的設(shè)計(jì)和實(shí)施
　　在電弧爐煉鋼的工業(yè)環(huán)境中，切實(shí)有效的硬件和軟件抗干擾措施的實(shí)施成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工廠設(shè)計(jì)及設(shè)備制造和安裝過(guò)程中必須謹(jǐn)慎考慮的非常主要的環(huán)節(jié)。
　 　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行實(shí)踐證明，電爐變壓器在高壓合閘瞬間所產(chǎn)生的浪涌，大電流運(yùn)行時(shí)變壓器所產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)，爐內(nèi)電弧以及大電流線路在電弧短路時(shí)所產(chǎn)生的強(qiáng)電磁 場(chǎng)，電網(wǎng)的諧波分量等諸因素綜合起來(lái)的干擾源可視為一個(gè)從低頻到甚高頻的寬帶噪聲源，其所產(chǎn)生的各種干擾都將嚴(yán)重威脅系統(tǒng)運(yùn)行及通訊網(wǎng)絡(luò)的安全和穩(wěn)定。 故而在設(shè)計(jì)中針對(duì)各種干擾的存在考慮了以下的抗干擾措施：
３．１ 隔離電源
ＰＬＣ主站和遠(yuǎn)程從站的工作電源均通過(guò)帶屏蔽的隔離變壓器完成對(duì)ＰＬＣ電源供電，使ＰＬＣ與大功率電氣設(shè)備的電位隔離開(kāi)來(lái)，以避免供電線路帶來(lái)的噪擾。
３．２ 電源濾波器
　　隔離變壓器的二次側(cè)采用電源濾波器以濾除和衰減以共模和串模形態(tài)出現(xiàn)的工頻干擾。共模形態(tài)出現(xiàn)的干擾將沿地線被濾除，串模干擾則被旁路。
３．３ 有源隔離端子
　　現(xiàn)場(chǎng)引入的模擬量輸入信號(hào)和輸出信號(hào)采用有源隔離端子將由地環(huán)路引起的噪聲隔離，切斷通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)引入的模擬量信號(hào)地環(huán)路中的噪聲通道。