隨著微處理器、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，通訊技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在傳動和過程控制領(lǐng)域中，傳統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備很大程度上被plc、dcs等現(xiàn)代化控制系統(tǒng)所代替，特別在改建、新建的項目中更是如此。馬鋼第三煉鋼廠吹氬站控制系統(tǒng)的改造，采用了西門子的plc（s7）控制系統(tǒng)，取得了成功，一次投運后，不僅完全滿足工藝要求，而且運行安全可靠。

2工藝流程簡介轉(zhuǎn)爐出鋼后，鋼包車經(jīng)動態(tài)軌道衡稱重，并將鋼水運送到吹氬站，操作工接上吹氬軟管進(jìn)行底吹氬處理，均勻鋼水溫度和成份。一定時間后，由測溫槍和取樣槍進(jìn)行測溫取樣，取樣經(jīng)風(fēng)動送樣裝置，送到光譜分析儀檢測，檢測后的合金成分由化驗室送入相應(yīng)吹氬站的操作站，并經(jīng)計算得出所需合金的種類及重量數(shù)據(jù)，根據(jù)操作站來的數(shù)據(jù)，對鋼水進(jìn)行自動或手動加合金。合金經(jīng)料斗稱重后，由振動給料器，經(jīng)溜槽送入鋼水。1y ~3吹氬站還設(shè)有喂線機，根據(jù)鋼種需要設(shè)定喂線長度、喂線速度，進(jìn)行喂絲處理。通過測得的溫度數(shù)據(jù)，經(jīng)操作站計算后，發(fā)出加廢鋼重量的數(shù)據(jù)，加廢鋼可自動或手動進(jìn)行。廢鋼經(jīng)料斗稱重后，由振動給料器，經(jīng)溜槽送入鋼包，最后根據(jù)工藝要求再進(jìn)行測溫取樣，進(jìn)行成份溫度的調(diào)節(jié)。通過以上各工序可以調(diào)節(jié)鋼水成分，生產(chǎn)出不同品種的鋼材，送往各連鑄機。

3系統(tǒng)硬件配置系統(tǒng)配置如所示。

-400可編程控制器作為主控制站，conte工控機作為操作員站。共有3個主控制站，4個操作員站。它們分別對應(yīng)3個吹氬站和le爐，并通過fms網(wǎng)絡(luò)連接起來。每個主控制站分別采用et2000m作為從站，并通過profibus―dp網(wǎng)連接。

3系統(tǒng)功能氬氣頂?shù)状祲毫刂葡到y(tǒng)吹氬臺設(shè)有頂吹氬和底吹氬裝置，正常情況下使用底吹氬，在底吹氬出現(xiàn)故障時，使用頂吹氬裝置。吹氬的目的是使鋼水溫度均勻，吹氬的氬氣壓力過大則會引起鋼水沸騰、飛濺，壓力過低則會達(dá)不到均勻攪拌的目的，因此，氬氣的壓力必須控制在一定的值?，F(xiàn)場壓力儀表檢測的壓力信號送入控制器模入板，該值經(jīng)過轉(zhuǎn)換后與控制器中pid模塊的設(shè)定值進(jìn)行比較，其偏差經(jīng)pid運算后送輸出模板，輸出4=20ma的控制信號給現(xiàn)場調(diào)節(jié)閥，從而達(dá)到穩(wěn)定壓力的目的。在編程時還應(yīng)設(shè)置手/自動切換開關(guān)，以保證自動失靈時可以切換至手動操作。

吹氬站合金稱量下料控制功能吹氬站合金稱量下料控制是根據(jù)操作站計算得出的添加合金的數(shù)據(jù)，進(jìn)行自動加合金，并具有稱重自動去皮、清零、補償?shù)裙δ?。遇到斷料卡料、皮帶故障等發(fā)出聯(lián)鎖及報警信號。其主要功能如下：1a、2吹氬站共用一套合金上料系統(tǒng)，有四個高位料倉，四個稱量斗，一條雙向皮帶組成，下料過程是高位料倉的料經(jīng)變頻器控制的振動給料器送到各自對應(yīng)的稱量斗，稱量斗稱重后，振動給料器將料下至可逆皮帶，可逆皮帶將料送到1或2吹氬站的鋼水中。3站和lf爐共用一套上料系統(tǒng)，與1、2吹氬站類似。plc程序?qū)此玖鞒虉D自動啟動相關(guān)設(shè)備先啟動1號和3號高位料倉的振動器，并根據(jù)稱量料斗的稱重信號，在達(dá)到切換值時，振動速度切換至慢振，在達(dá)到設(shè)定值時，自動停振。

當(dāng)1稱量料斗、2稱量料斗的料排空時，plc程序?qū)⒆詣油Ｖ狗Q量料斗，同時啟動2號和4號高位料倉的振動器，工作方式同前。當(dāng)1稱量料斗、2稱量料斗的料第二次排空時，皮帶機延時1分鐘，以將其上物料排空后停止運行，至此合金加料完成。

另外，在自動過程中，也可以使用‘’加合金停止“命令人為中斷合金加料過程。此命令為非正常操作，plc接到此命令后，將立即停止加料，并保存數(shù)據(jù)（合金的下料量、合金稱量斗的重量等）。若要繼續(xù)完成該項加料任務(wù)，則只需再次按下”加合金開始“按鈕即可。

通過設(shè)定提前量補償：由于高位料倉振動的慣性作用，即使plc發(fā)出停止振動命令后，高位料倉的余振也會使合金料落下一些，造成下料控制不準(zhǔn)確。因此，在合金加料自動控制程序功能塊中設(shè)有下料提前量，通過調(diào)整提前量可對1=4高位料倉的不同的余振量分別賦予不同的校正值，以提高合金下料控制的準(zhǔn)確性。

通過修改振動頻率補償：由于高位料倉所裝的合金料的顆粒大小、多少（料位高低）及機械振動裝置變化等原因，有時會出現(xiàn)堵料現(xiàn)象或下料太快而造成下料控制不準(zhǔn)等情況。

因此，在合金加料自動控制程序功能塊中設(shè)有快、慢等二擋振動頻率，通過調(diào)整振動頻率可對1= 4高位料倉的不同狀況分別賦予不同二擋頻率值。通過以上措施，系統(tǒng)稱量誤差可控制在1d內(nèi)，滿足實際要求。

稱量斗在下完料后，可能因為某些原因使料斗稱的稱重信號出現(xiàn)零漂現(xiàn)象，此時必須對料斗稱進(jìn)行清零處理，使其回到零點，避免下次稱量時出現(xiàn)誤差。

鋼包中的鋼水除了添加合金外，還需要添加鋁絲等，鋁絲的添加是通過喂線機來實現(xiàn)，喂線的多少是通過控制喂線的長度來實現(xiàn)。喂線長度，設(shè)定后，則在plc程序中計算出相應(yīng)的脈沖數(shù)。高速計數(shù)器累計實際脈沖數(shù)，當(dāng)累計到給定脈沖數(shù)后發(fā)出，喂線停止信號，喂線過程結(jié)束。

人機界面將以畫面方式顯示工藝流程中的各種測量值、報警狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、報表查詢，進(jìn)行各種操作。監(jiān)控軟件采用西門子的wincc軟件，該軟件功能強大可以方便的進(jìn)行各種組態(tài)，通過它的全局腳本進(jìn)行編程還可以實現(xiàn)各種復(fù)雜功能。

5結(jié)束語綜上所述，馬鋼第三煉鋼廠吹氬站plc控制系統(tǒng)具有較高的控制水平，它解決了：（1）較大型、具有較高功能的plc系統(tǒng)軟件的編制；（2）系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)通訊；（3）操作站畫面及軟件的編制等問題。從2000年2月正式投運以來，證明該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，控制確可靠。為今后plc自動控制系統(tǒng)的設(shè)計提供了有益的經(jīng)驗。

陳志軍，男，1871年5月出生，大學(xué)，工程師，現(xiàn)從事自動化軟件設(shè)計、編程、調(diào)試工作。

（上接第64頁）三點數(shù)字量為片選信號，來選擇個位、十位、百位顯示。選用帶譯碼的七段譯碼led作顯示器件。軟件設(shè)計中dbw30為plc內(nèi)部數(shù)據(jù)，dbw32供bcd碼暫存用，m25.0、m25.1、m25.2作為過程暫存點，dbw20、dbw22作中間結(jié)果暫存字，qb1為plc數(shù)字輸出模板地址，其中q1.0選信號。<1.4對應(yīng)個位顯示。<1.5對應(yīng)十位顯示，<1.6對應(yīng)百位顯示。

程序處理總的流程是：將內(nèi)部數(shù)據(jù)傳至dbw30，該值是整數(shù)值，經(jīng)整數(shù)轉(zhuǎn)化為bcd碼。

=211為百位bcd碼。數(shù)字顯示數(shù)據(jù)傳送順序是：個位0十位0百位0個位，循環(huán)執(zhí)行。第一步進(jìn)行個位數(shù)位讀數(shù)。將轉(zhuǎn)化為bcd碼的bdw32跟16進(jìn)制的000f進(jìn)行與操作，留下20=23位，其余24=215位置0.再與16位制的00e0進(jìn)行或操作，使片選信號個位為選通狀態(tài)，十位、百位進(jìn)入鎖存狀態(tài)。將此狀態(tài)進(jìn)行plc數(shù)字輸出，控制顯示器件。該狀態(tài)結(jié)束后，個位、十位、百位進(jìn)入鎖存狀態(tài)。經(jīng)過一個掃描周期后，進(jìn)入十位的數(shù)位讀數(shù)。將b⑶碼的dbw32跟16進(jìn)制的00f0進(jìn)行與操作，留下24=2"位，其余的位置0，爾后進(jìn)行邏輯右移4位，使十位的bcd碼與數(shù)據(jù)位對齊，再跟16進(jìn)制的00d0進(jìn)行或操作，使十位的數(shù)位為選通狀態(tài)，個位、百位為鎖存狀態(tài)。將此進(jìn)行plc數(shù)字輸出、控制顯示器件。該狀態(tài)結(jié)束后，個位、十位、百位又進(jìn)入鎖存狀態(tài)。并經(jīng)過一個掃描周期，進(jìn)入百位的數(shù)位讀數(shù)。將bcd碼的dbw32跟16進(jìn)制的0f00進(jìn)行與操作，留下28 =211位，其余的位置0，再進(jìn)行邏輯右移8位，使百位的bcd碼與數(shù)據(jù)線地址對應(yīng)，再跟16進(jìn)制的00b0進(jìn)行或操作，使百位的片選信號為選通狀態(tài)，個位、十位為鎖存狀態(tài)。并將進(jìn)行plc數(shù)字輸出控制顯示器件。該狀態(tài)結(jié)束后，個位、十位、百位等進(jìn)入鎖存狀態(tài)，并經(jīng)過一個掃描周期，再重新進(jìn)入個位數(shù)位讀數(shù)與顯示控制，周而復(fù)始，個位、十位、百位讀數(shù)、鎖存循環(huán)執(zhí)行。

4結(jié)束語本例已在福建三明鋼鐵廠棒材軋鋼生產(chǎn)線中，實際應(yīng)用于操作臺與現(xiàn)場的數(shù)字顯示。在2年多的運行情況表明，這種顯示方式工作穩(wěn)定、顯示清晰、無閃爍現(xiàn)象。對連接到外部現(xiàn)場的數(shù)字顯示部件，也節(jié)省了數(shù)字顯示信號傳輸電纜，傳輸方式更簡便。如果在需要對多個數(shù)字顯示器件傳送數(shù)字顯示信號，采用這種共用數(shù)據(jù)線加選位片選信號方式傳送數(shù)字顯示信號，可以少用plc數(shù)字輸出口，系統(tǒng)更簡單、設(shè)備更省、更有應(yīng)用價值。

黃天明，男，1954年8月出生，大專，工程師，現(xiàn)從事電氣自動化專業(yè)工程設(shè)計、施工管理、設(shè)備管理工作。