計算機PLC控制系統基本信息

PLC計算機控制簡介：

（1）.系統構成

臺車式燃氣熱處理爐的電氣自控系統采用基于西門子公司S7-300系列PLC的HS-DCS型計算器集散式控制系統。上位機采用研華IPC610-PⅣ工業控制機，配上西門子WiCC6.0組態軟件, 作為上位監控組態軟件，使整個監控系統接口友好，實現動態顯示系統流程圖，工藝曲線設定、實時監控以及查詢打印歷史數據記錄。

下位采用西門子公司S7-300系列PLC，SIMATIC S7-300是一種通用型PLC，是專為滿足中型過程裝置的模擬和數字控制要求而設計的模塊化控制器，特別適合工業爐窯、環保設備、加熱裝置等類似的程控，可靈活實現多種控制。

下位PLC的控制算法組態是用基于S7-300的可編程邏輯控制器組態和編程軟件包STEP7 在獨立的PC 機上離線組態完成的，然后作為一個完整的檔用計算器的串行口下載到控制器中，實現溫度控制、壓力控制撿測以及故障撿測報警等功能。

運行于上位機的基于Windows XP操作系統的西門子WiCC6.0監控組態軟件與S7-300，兩者的功能可以達到無縫結合，提高了控制系統的穩定性和可靠性。

HS-DCS型計算器集散式控制系統由一套研華IPC610-PⅣ工業控制機、19寸三星液晶進口顯示器、通訊板、光刻錄、聲霸卡、音響系統、I/O板及UPS等外圍設備組成。系統存儲量大（頻率2.8G、內存2G、硬盤160G）、速度快、抗干擾性強、可靠性高，對惡劣環境適應性強。

自控系統采用HS-DCS集散控制系統及德國霍科德IES258控制器，閥件采用德國霍科德公司執行組件、電子式電動執行機構等先進組件。以上組合性能先進，可靠性高。

整套計控系統由于采用了高可靠性部件，加上成熟的工業爐控制技術，使整臺加熱爐的工藝流程、熱處理精度、自控操作水準都達到國內先進水準，確保了產品的熱處理品質和系統的可靠性。

◆ 動態工藝流程圖

本畫面將全面動態地顯示操作熱處理爐的動態工藝流程。各個高速燒嘴的燃燒狀態(點火、大小火、熄火)及鼠標式手自動控制。各壓力系統、溫控系統的動態監測、控制等。

◆ 生產表格圖

本畫面以生產表格的形式動態顯示加熱爐中各熱電偶的實測溫度、設定溫度、偏差溫度、報警限度、溫控表輸出比例及各燒嘴的狀態；各壓力系統的設定值、實測值及各控制閥的開關狀況等。操作者可用鼠標直接在表格上修改設定值和報警限度等。

工藝曲線設定、記錄及歷史數據記錄：

這二個畫面將全面記錄或設定工藝曲線。工藝曲線的設置十分簡便，直觀。實際運行工藝曲線的記錄采用不同的顏色實時顯示并保存。歷史數據記錄將連續記錄過去運行過的各種歷史數據、實測工藝曲線。

◆ 溫度控制系統

熱處理爐兩側墻配有18只控溫熱電偶，它和HS-DCS集散控制系統、高速自控燒嘴形成控制PID循環，將爐內分為18個溫控區，自動控制爐內各區的溫度，并保持全爐膛內溫度均勻一致。

爐膛溫度記錄在HS-DCS控制系統的操作站上完成，歷史曲線的的記錄和顯示可任意配置。

◆ 壓力控制系統

熱處理爐分別設有燃氣壓力自控系統、燃氣欠壓緊急切斷并報警控制系統、燃燒空氣壓力自控系統、爐膛壓力自控系統和報警系統。

燃氣壓力系統還有燃氣欠壓和風機故障時自動關閉氣源并報警等功能，以確保安全生產，燃氣管路上還設有流量數顯表。

◆ 燃燒控制系統

燃燒控制系統核心為現場HSK-B型智能燃燒控制器，它由德國霍科德IES258控制器、意大利進口點火變壓器、進口點火/火撿電極、進口電磁閥等元器件組成，加上專門開發的脈沖控制應用軟件，應用成熟、使用可靠，故障率極低。

燃燒控制系統有"遠程""本地"二種控制模式，在"遠程"狀態下，燃燒系統與HS-DCS控制系統構成死循環自控系統。燒嘴的開關、大小火調節由HS-DCS控制系統控制。一旦系統出現故障時，切入"本地"工作，由控制器內的霍科德IES258控制器實現就地控制。

燃燒控制系統設有自動火焰監控和斷電關閥保護功能，一旦燒嘴熄火或燃燒不好，控制系統會立即切斷煤氣閥并報警。同時，所有閥門采用電關式，一旦停電就自動切斷閥門，防止產生安全事故。

各燒嘴的開關、大小火、熄火狀態、控制信號均通過西門子 PLC I/O模塊硬線路傳送給HS-DCS控制系統并實行監控。

◆ 故障撿測報警系統

熱處理爐設有完備的故障撿測、報警、診斷和安全保護功能。各種故障顯示采用故障報警模塊，在控制柜上有燈光和音像報警，計算器上有語音報警。

◆ 現場控系統

電控系統包括動力控制系統、電線電纜、現場電氣安裝等部分。爐門爐車操作系統，完成爐門的升降、爐車的進出等，各動作之間相互聯鎖。

限位開關均采用霍尼韋爾元器件，并設有雙保險。大型風機采用Y-△降壓起動方式。并與控制器等聯鎖。

熱電偶補償導線和通訊線采用屏蔽線，以確保測量可靠。

◆ 上級網絡系統

1、通訊網路結構：工業控制計算機采用CP343與PLC的以太網通訊模塊組成以太網，同時通過10M/100M網卡實現與上位L2的數據交換；分區內用雙絞線相連，分區間通過買方提供的光紆相連（光紆耦合器由用戶提供）。

2、數據通訊：HMI與L2之間：對常規非實時數據交換采用電文方式，對實時數據采用OPC方式。HMI與PLC之間可以采用基于工業以太網的TCP/IP協議。

3、實現的功能：

Δ 能從L2接收物料、工藝參數、生產計劃等數據，直接用于生產；

Δ 對本爐區物料進行跟蹤，歸檔；

Δ 生產實績上傳；

Δ 對本區爐子工藝參數進行設置、修改；

Δ 對本區爐子熱工參數進行實時監控、打印、歸檔；

Δ 對本區爐子的故障信息進行監控、收集、打印和確認；

Δ 對爐子的歷史數據進行查詢；

Δ 可以上傳L2需要的各項數據；

⑵. 網絡化控制系統主要特點

◆ 開放性:融合各種標準化的軟、硬件接口，通過DP雙絞線方便地接入工業以太網上和第三方集散控制系統、邏輯控制器聯網等。

◆ 兼容性:符合現場總線標準的數字信號和傳統的模擬信號在系統中并存。使企業現行的工業自動化方案和現場總線技術的實施變得簡單易行。

◆ 集成性:HS-DCS系統 是一個開放的可擴展系統，它可以方便地進行擴展和集成，使用戶可以根據自己的特殊需要添加第三方的自定義應用。

◆ 現場智能:增加先進的設備管理功能，對現場總線的智能變送器進行參數設置等項目實現自動管理，達到了設備管理和過程控制的結合。

◆ 圖形界面:提供集成化圖形界面西門子Wicc6.0組態工具，可以方便、快捷地生成圖形界面，提供多種預定義圖庫對象。

◆ 實時仿真:系統具有離線的實時調試和仿真功能，縮短系統在現場的調試周期并降低了方案實施的風險。

◆ 遠程服務:能夠通過遠程通信媒體實現遠程監控、故障診斷、系統維護、操作指導、系統升級等。

◆ 故障診斷:具有系統以及變送器或傳感器故障診斷功能，智能化程度高，輕松排除熱電偶斷線等故障。