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1、,梅钢RH自动控制系统简介,炼钢厂精练作业区电气组,2023/10/16,RH基础自动化控制系统：采用RockWell公司的基于ControlLogix平台的Logix5555、Logix5561系列PLC作为主要控制设备，采用通用的工业PC机作为操作监视站，完成现场实时数据的采集、设备的监视与控制；监控站与控制站的网络采用冗余化实时控制网络连接，以保证系统的可靠性和实时性；监控站采用Microsoft Windows 2000 操作系统和RockWell 的监控软件RSView 32作为开发和运行环境，实现画面操作、报警、趋势记录等功能。控制系统在操作室共设置了4台操作终端，用于完成本体生产
2、过程的实时监视和控制操作，同时，完成现场数据的处理记录等。,现场控制网网络的实现,ControlNet是开放网络技术的创新解决方案生产者/消费者模式（Producer/Consumer Model).生产者/消费者模式允许网络中所有的节点同时获取来自同一数据源的数据。最终，该模式提高了效率，因为数据只发送一次，而与数据使用者（Consumer)的数量无关，并且具有精确的同步性，数据将同时到达每个节点。（见下图）,RHControlnet系统图,RHPLC控制功能主要包括,RHPLC1包括：真空处理系统、真空槽系统、真空槽移送台车、烘烤系统、钢包升降液压系统、质谱仪分析系统等RHPLC2包括：合
3、金上料及高位料仓管理系统、合金称量系统、真空料斗系统、除尘系统、顶枪预热枪系统等RHPLC3包括：蒸汽蓄热器系统、冷凝器冷却水处理系统、机械冷却水处理系统、上塔扬送泵系统等RHPLC5包括：东侧钢包车走行系统、底吹氩系统等RHPLC6包括：西侧钢包车走行系统、底吹氩系统等,基础自动化采用罗克韦尔自动化公司（Rockwell Automation）Allen-Bradley ControlLogix系统作为主要控制设备，采用现场总线DeviceNet方式与现场操作箱连接，并采用智能马达控制中心IntelliCente。（见下图）,RHPLCDeviceNet主要接线方式,有关设备网网络,设备网网
4、络通过一个开放的网络，将底层的设备直接和车间级控制器相连，而无需通过硬线将它们与I/O模块连接。这种64个节点，多支线的网络，允许用户用一根电缆去连接500m以内的设备并远至用户的可编程控制器，无需用导线把每个设备和一个I/O机架连接起来，且这种智能设备能够提供诊断，包括预测故障。,RH功能操作说明,第一部分：合金上料称量系统合金上料称量系统画面用于完成合金料仓的卸料以及称量料斗的称量卸料操作并对该操作过程进行监视。1号、2号、3号称量料斗，都有自动和手动工作模式。在画面的上部有各个料仓投料设定量输入区，存料量显示区以及实绩投入量显示区，分为三排排列在画面中上部。在自动方式下，操作者在确定了系
5、统和料仓的工作模式以后首先需设定各个料仓的投料量。自动方式下的称量过程，首先有称量设定要求的料仓的震动给料器开始工作。震动给料器首先进行强震，在合金落料量接近设定值以后，震动给料器改为弱震。料自料仓投入到各个称量料斗以后，摆动皮带机开始工作，随后固定皮带会开始工作。，随后称量料斗的震动给料器以强震方式开始工作，料自称量料斗下到固定皮带机，经摆动皮带机卸到合金真空料斗中。,第二部分：合金投入系统,铁合金投入系统画面用以完成碳料斗、合金料斗以及铝料斗的投料操作，并实现对该操作过程的监视。在自动工作方式下，料斗会在料自摆动皮带机下到料斗中以后自动工作。其中合金自皮带机卸到合金真空料斗后，真空料斗会首
6、先抽真空，随后合金真空料斗的真空锁开始工作，真空锁打开将合金投入真空槽内。对应的合金给料器、Al给料器、碳给料器会自动启动，开始其落料过程，落料完成以后，各给料器会停止工作。,第三部分：真空处理系统,真空排气系统画面主要用于真空处理过程中的操作和监视。,第六部分：钢包顶升控制系统,在钢包达到处理位置时，操作人员操作钢包上升，真空槽浸渍管进入钢水。在处理完成以后，操作人员操作时钢包下降，然后将处理好的钢水运走。钢包升降系统主要是控制油压系统，一般情况全部是中央辅助操作台操作员目视操作，可以现场操作，画面主要用来监视设备状态。钢包到达处理位置以后，操作员选择钢包上升高速低速按钮，开动上升操作杠，进
7、行升降操作。选择高速操作，钢包开始一个阶段慢速上升，到达一定位置开始高速上升，上升到一定高度，切换到慢速，最后操作员目视到达处理位置，停止操作，钢包停止升降。,第七部分：钢包走行系统,RH系统设置两台钢包车，即东侧钢包车和西侧钢包车。在每台钢包车操作台上设置“现场/远程”选择开关，用于钢包车操作地点的选择。当“现场/远程”选择开关选择至“现场”时，可以在操作台通过主令开关操作钢包车的行走。钢包车行走过程中，操作台上的“左行”或“右行”指示灯闪烁，HMI操作画面上也有相应方向的箭头闪烁。当“现场/远程”选择开关选择至“远程”时，可以在HMI画面上操作相应的按钮，实现钢包车在“原始位”、“喂丝位”
8、、“处理位”之间的行走。钢包车行走过程中，HMI操作画面上相应方向的箭头闪烁，操作台上也有“左行”或“右行”的指示灯闪烁。在钢包车从处理位向待机位行走时，到达喂丝位后，钢包车自动停止。如果要继续向待机位方向行走，可先松开主令开关，再向待机位方向行走。钢包车行走必须在以下条件都具备的情况下才能行走：DeviceNet网络正常；变频器无故障；另一台车在原始位或喂丝位；喂丝机不在喂丝；顶升装置在低位；变频器主回路合闸；钢包车控制回路得电；电机风扇合闸且无故障；电缆卷筒合闸且无故障；氩气卷筒合闸且无故障；维修台车连锁信号到达。,第八部分：预热枪系统,画面主要内容：非处理中环流模式预选气体按钮、环流气体
9、流量设定；升降锁定按钮；升降松开按钮；回旋锁定按钮；回旋松开按钮；预热抢位置显示；预热抢紧急停止按钮；膨胀密封开按钮；膨胀密封必按钮。对预热枪的操作主要是点火操作和预热操作及控制。通常情况下，预热枪的点火操作应该在现场操作箱进行，对主烧嘴和预热枪的主要操作在中央全自动进行。,预热枪允许点火联锁条件,一号预热枪无故障（NOT Acm1711_mcc_fault）一号预热枪在上升停止位置（LS_1703）一号预热枪升降固定装置固定（SV_1731_1）一号真空槽顶部孔盖打开（SV_1113_1）一号预热枪机械冷却水回水流量不低（NOT FT_1717_L）一号预热枪氧气压力不低（NOT PT_17
10、01_L）一号预热枪COG压力不低（NOT PT_1702_L）一号预热枪机械冷却水回水温度不高（NOT TE_1717_H）仪表空气压力不低（instrument_air_pressure_low）一号预热枪点火没有紧急停止（XB_1713_I09）,预热枪上升联锁条件,一号预热枪无故障（NOT Acm1711_mcc_fault）一号预热枪准备好（Acm1711_mcc_ready）一号预热枪旋回工作位置（LS_1701_1）一号预热枪旋回固定装置固定（SV_1732_1）一号预热枪升降固定装置松开（SV_1731_2）一号预热枪钢丝松弛检测正常（LS_1706）一号预热枪不在上升停止位置
11、（NOT LS_1703）一号预热枪不在上升极限位置（LS_1702）,预热枪下降联锁条件,一号预热枪无故障（NOT Acm1711_mcc_fault）一号预热枪准备好（Acm1711_mcc_ready）一号预热枪旋回工作位置（LS_1701_1）一号预热枪旋回固定装置固定（SV_1732_1）一号预热枪升降固定装置松开（SV_1731_2）一号预热枪钢丝松弛检测正常（LS_1706）一号预热枪不在下降停止位置（NOT LS_1704）一号预热枪不在下降极限位置（LS_1705）一号预热枪机械冷却水回水流量低低（FT_1717_LL）一号预热枪机械冷却水切断阀打开（FV_1716_1）一号
12、真空槽待机位置（LS_1116）一号真空槽顶部孔盖打开（SV_1113_1）,第十部分：顶枪操作系统,多功能顶枪系统画面用于顶枪的操作和监视。画面有顶枪自动操作方式按钮；顶枪手动操作方式按钮；顶枪自动开始按钮；顶枪自动停止按钮；顶枪操作场所切换按钮；升降锁定按钮；升降松开按钮；铝升温操作按钮；大气加热操作按钮；脱碳吹氧按钮；真空加热操作按钮；保护气体流量设定；顶枪高速上升按钮；顶枪低速上升按钮；顶枪高速下降按钮；顶枪低速下降按钮；顶枪升降停止按钮；,顶枪上升联锁条件,顶枪无故障（NOT Toplance_mcc_fault）顶枪准备好（Toplance_mcc_ready）顶枪变频器无故障（N
13、OT inverter_faulted）顶枪变频器准备好（inverter_run_ready）顶枪密封膨胀用氮气压力低（PIS_1614_L）顶枪固定装置松开（SV_1631_2）顶枪夹紧位置检测（NOT LS_1606）RH没有紧急停止（RH_emergency_stop）顶枪没有紧急停止（Toplance_E_stop）顶枪不在上升极限停止位置（LS_1601）顶枪不在上升停止位置（NOT LS_1602）,顶枪下降联锁条件,顶枪无故障（NOT Toplance_mcc_fault）顶枪准备好（Toplance_mcc_ready）顶枪变频器无故障（NOT inverter_faulte
14、d）顶枪变频器准备好（inverter_run_ready）顶枪密封膨胀用氮气压力低（PIS_1614_L）顶枪固定装置松开（SV_1631_2）顶枪夹紧位置检测（NOT LS_1606）RH没有紧急停止（RH_emergency_stop）顶枪没有紧急停止（Toplance_E_stop）顶枪不在下降极限位置（LS_1605）顶枪不在下降停止位置（NOT LS_1604）顶枪机械冷却水流量差不大(mcw_difference_flow_large)顶枪用机械冷却水回水流量没有LL(NOT FT_1612_LL)顶枪用机械冷却水切断阀打开(FV_1611_1)当一号真空槽在处理位置时，需满足：
15、一号真空槽顶部孔盖打开（SV_1113_1）当二号真空槽在处理位置时，需满足：二号真空槽顶部孔盖打开（SV_1123_1）,当顶枪在基准点以下时需满足,a.一号真空槽在处理位置（LS_1116）b.一号真空槽密封锁紧装置固定位置1(SV_1632_1)c.一号真空槽密封锁紧装置固定位置2(SV_1632_3)或：a.二号真空槽在处理位置（LS_1126）b.二号真空槽密封锁紧装置固定位置1(SV_1642_1)c.二号真空槽密封锁紧装置固定位置2(SV_1642_3)当顶枪在基准点以上时需满足：a.一号真空槽在处理位置（LS_1116）b.一号真空槽密封锁紧装置松开位置1(SV_1632_2)
16、c.一号真空槽密封锁紧装置松开位置2(SV_1632_4)或：a.二号真空槽在处理位置（LS_1126）b.二号真空槽密封锁紧装置松开位置1(SV_1642_2)c.二号真空槽密封锁紧装置松开位置2(SV_1642_4),变压器基本参数：,电极自动冶炼投入联锁条件:,1、包车到位2、高压合闸到位3、包盖不在上限4、三相电极到顶5、PCU就绪信号：电力系统冷却OK 炉盖冷却OK 液压系统OK6、自动方式,电极自动加热操作注意要点：1、调档位（额定档位14档）；调电流2、操作台操作高压合闸3、电极自动冶炼投入联锁条件要满足4、操作台操作电极下降5、加热开始（选择自动方式、炉盖不在顶部、电极同时下降
17、）,电极控制系统采用西门子412 CPU，画面采用WINCC 5.0,通过在主机上安装网卡CP5611 利用profibus 总线连接到CPU。,LF炉自动控制系统构成：,什么是现场总线：,现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行数字式多点双向通信的数据总线其中“生产过程”包括断续生产过程和连续生产过程两类。或者现场总线是以单个分散的数字化智能化的测量和控制设备作为网络节点用总线相连接实现相互交换信息共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。,电极控制简要框图：,目前LF炉电极自动控制调节：,LF西门子自动控制系统模件组成：,电源：PS407 4
18、A 6ES7 407-0DA01-0AA0主模件：CPU 412-2 DP 6ES7 412-2XG00-0AB0模拟量输入模件：AI 8X13BIT 6ES7 431-1KF00-0AB0模拟量输出模件：AO 8X13BIT 6ES7 432-1HF00-0AB0数字量输入模件：DI 32XDC 24V 6ES7 421-1BL00-0AA0数字量输出模件：DO 32XDC24V/0.5A 422-1BL00-0AA0,PLC简单说明：,特性：用于中等到高级性能要求的强大的PLC，不同档次的CPU，可以选择不同的模块，可以扩展多达300个模块，背板总线集成在模块内，可以联网：多点接口(MPI
19、)，PROFIBUS 或 工业以太网，通过中央编程器连接到所有的模块，没有插槽限制，借助于“HWConfig”工具可以进行组态和设置参数，多处理器计算(在中央机架上可以使用多达 4个 CPU)。,CPU 型号众多可选的CPU型号可以满足用户系统对执行时间、工作存储器大小和程序块的数目的不同要求。另外，CPU 413-2/414-2 CPU具有系统集成的PROFIBUS-DP 接口(主机)，它满足以下的技术规范。使用DP进行通讯 CPU 413-2/414-2CPU 416-2-波特率：9.6K位/秒-12 M位/秒-最大节点数：64最大节点数：96-多主机能力-多主机能力-4K字节用户数据-8
20、K字节用户数据 每个S7-400 CPU 带有一个并行的 I/O 总线，其处理速度为 1.5 微秒/字节(P-总线)可以对 I/O 进行高速存取，CPU还带有一个串行通讯总线，其速度为 10.5 M波特率，用于通过MPI接口和支持MPI协议的设备（如CPU，OP，FM等）进行数据交换。另外，CPU、FM、和 CP之间的数据传递也可以采用特殊的系统功能块（SFB）和通讯功能块（CFB）实现。,信号模块(SM)数字量输入模块：24V DC，120/230V AC数字量输出模块：24V DC，继电器模拟量输入模块：电压、电流、电阻、热电偶模拟量输出模块：电压、电流接口模块(IM)IM460、IM46
21、1、IM463和IM467 接口模块提供不同机架之间的连接：UR1(通用机架)插18个模块UR2(通用机架)插9个模块ER1(扩展机架)插18个模块ER2(扩展机架)插9模块.功能模块(FM)执行“特殊功能”计数定位闭环控制通讯处理器(CP)提供如下的联网能力：点到点连接PROFIBUS工业以太网,模式选择器MRES=模块复位STOP=停止模式，不执行程序且输出禁止(“OD”模式=输出禁止)RUN=程序执行，编程器只读访问RUN-P=程序执行，编程器读写访问 启动类型开关CRST=当利用模式选择器STOP/RUN 启动 CPU时，执行一个全启动（冷启动）WRST=当利用模式选择器STOP/RU
22、N 启动 CPU时，执行一个启动（热启动）通过状态指示灯LED，CPU要求一个启动类型(用 CRST/WRST开关 选择),EXT-BATT外部的电池电源(当更换电源时，该DC 5 15V电池电源给RAM提供备用电源)MPI 连接通过MPI接口连接到编程器或其它设备DP 接口413-2DP、414-2DP、416-2DP和 417-2DP CPU带有直接连接分布式I/O的集成 DP 接口。存储器卡插槽在S7-400 CPU上，根据需要可以插入一个RAM 或快闪EPROM 卡作为外部装载存储器：RAM 卡的容量有：64K字节，256K字节，1M字节，2M字节RAM卡的内容利用CPU模块上的电池保
23、持快闪 EPROM 卡的容量有：64K字节，256K字节，1M字节，2M字节，4M字节，8M字节，16M字节。这些内容备份到集成的EEPROM,介绍1.在“Windows2000-Control Panel”中，通过选择Add/Remove Programs”启动“Setup.exe”。2.选择有关安装选项。3.选择语言。4.根据提示安装授权盘。5.根据提示重新启动系统。注意：1.对于STEP 7 V4.0，软件只能通过CD-ROM安装。2.软件服务包可以从互联网下载。软件保护.STEP 7 软件是拷贝保护的，每次只能在一台机器上使用。当安装该软件时，只有把授权从授权软盘传到硬盘，才能使用该软
24、件。注意对于STEP 7 V5.0，不进行授权也可以启动运行该软件。每过一段时间，就会要求安装授权。,STEP 7中的主要工具是 SIMATIC 管理器，有两个方法启动它：1.通过 Task bar-Start-SIMATIC-STEP7-SIMATIC Manager2.通过“SIMATIC Manager”图标。,必须保证如下的最小间距：机架的左右：20 mm机架上方：40 mm；机架下方：22 mm 机架之间：110 mm 电源必须插在最左侧（1号槽），并且接口模块必须插在最右侧保证机架与安装部分具有较小的电阻（例如通过垫圈连接）机架与保护地的连接导线截面积至少10 mm2安装模板前请取
25、下插槽盖,PLC安装规范,所有部件齐备吗？安装机架！安装电源！取下插槽盖并安装模板！连接前连接器并插入标号条！对模板接线（电源和I/O模板）,PLC 安装检查:,安装机架,螺钉把机架固定到安装部位。把机架连到保护地,左下方的螺钉用于此目的,导线的最小截面积为10 mm2。安装扩展机架，最小间隔为安装扩展机架，最小间隔为110 mm。,安装模板,取下插槽盖，拿住指定位置的槽盖，向前拉即可取下此盖。挂上第一个模板，并用螺丝固定。把模板上下的螺丝拧紧，占三槽的模板和电源的上部和下部都有两个螺丝！按照上面的步骤安装其它模板！,电源的接线,打开电源盖，调整电源选择开关，选择合适的电源电压，用螺丝刀松开电
26、源插头。拔下电源插头，把两个电源线（不是保护地）剪短到 10 mm。剥去绝缘皮 7 mm。打开电源插头和电缆固定座。连接导线并压紧电缆固定座。合上电源插头盖！把电源插头推入电源上的导入凹槽，然后推到底。,将前连接器盖从下部撬起并拉开剥去导线的绝缘层连接导线将电缆固定在前连接器下侧的线夹上填写标签条，并插入前连接器！合上前连接器盖将前连接器挂在相应模块下部的编码器上向上旋转前连接器把前连接器紧固到位,前连接器的接线,更换S7-400的信号模板,把 CPU 切换到 Stop，或确保用户程序允许模板可以在RUN状态下更换。松开前连接器的紧固螺丝，并取下前连接器。松开模板上的紧固螺丝，并把模板取出。挂上新模板。用两个螺丝把模板向下拧紧。将已经接线的前连接器插入模板并拧紧。把 CPU 切换到 RUN 状态！（如果它被切换到 STOP状态）。,准备启动,把钥匙插入 CPU 模板插入后备电池 调整 BATT INDIC 开关监视电源上的电池把存储器卡插入 CPU 模板（S7-400总需要存储器卡）用正确的连接电缆连接各个机架在每个接收IM的编码钥匙上设定机架号（1 到 21）把终端器连到最后一个接收 IM执行 CPU 存储器的复位连接编程设备,
