李樹梅

（萊鋼自動化部，山東 萊蕪 271104）

0 引言

棒材廠型鋼車間水處理工程項(xiàng)目主要為擴(kuò)容后的加熱爐和軋線提供冷卻水循環(huán)、水質(zhì)處理、加壓和降溫等工作。在設(shè)計(jì)上采用了2套S7－300的PLC系統(tǒng)，分別對旋流井和循環(huán)水泵房兩部分的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，極大地促進(jìn)了節(jié)能環(huán)保和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1 棒材廠水處理自控系統(tǒng)

1.1 水處理工藝

棒材廠型鋼車間水處理工藝分凈水循環(huán)、濁水循環(huán)兩個(gè)系統(tǒng)。凈水循環(huán)系統(tǒng)主要為軋線直流電機(jī)、液壓潤滑、加熱爐冷卻、進(jìn)出爐輥道等所需的間接冷卻水。經(jīng)使用后的水只是水溫略有升高，經(jīng)凈循環(huán)冷卻塔冷卻處理后循環(huán)使用，凈水循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 凈水循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

濁水循環(huán)系統(tǒng)供粗、中、精軋機(jī)組，控制水冷裝置及沖氧化鐵皮等所需用水，其回水經(jīng)氧化鐵皮溝流至旋流沉淀池沉淀后一部分經(jīng)泵加壓至車間沖氧化鐵皮，另一部分經(jīng)泵加壓至化學(xué)除油器進(jìn)行除油和二次沉淀處理，除油、沉淀后進(jìn)入濁熱水池再循環(huán)使用。濁水循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

1.2 水處理自控系統(tǒng)的配置

水處理自動控制系統(tǒng)采用2套西門子S7－300系列PLC硬件組成基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)，完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、邏輯運(yùn)算、聯(lián)鎖、數(shù)據(jù)處理及輸出執(zhí)行指令等功能。上位機(jī)安裝WINCC6.0監(jiān)控軟件，操作系統(tǒng)為Windows 2000，使用STEP V5.3編程軟件。在2套PLC與上位機(jī)之間架設(shè)工業(yè)以太網(wǎng)，以光纜作為主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，通過光纖收發(fā)器、交換機(jī)等進(jìn)行站間通訊。整個(gè)控制系統(tǒng)功能強(qiáng)大，使用可靠，維護(hù)方便。

圖2 濁水循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2 遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)利用WINCC6.0開發(fā)的人機(jī)界面作為數(shù)據(jù)源端，通過OPC連接器源源不斷地向服務(wù)器端提供水處理的運(yùn)行狀態(tài)信息，維護(hù)人員可利用以太網(wǎng)通訊全面地掌握水處理自控系統(tǒng)的動態(tài)信息，為快速解決水處理自控系統(tǒng)的故障提供強(qiáng)大的支持。本文以系統(tǒng)功能塊SFC51為例簡單介紹故障診斷信息的提取。

2.1 提取故障信息

時(shí)間中斷組織塊OB35默認(rèn)調(diào)用時(shí)間為100ms，可以根據(jù)需要更改，定時(shí)范圍為1ms～60 000ms。需注意的是設(shè)定的時(shí)間必須大于OB35中程序執(zhí)行所花費(fèi)的時(shí)間。系統(tǒng)功能塊SFC 51提供了豐富的故障診斷功能，可以用來讀取CPU 的指示燈狀態(tài)，CPU 硬件的序列號、存儲卡序列號等。

通過將SFC 51 的SSL－ID 引腳設(shè)置不同的參數(shù)，可以讀取系統(tǒng)狀態(tài)列表或部分系統(tǒng)狀態(tài)列表，如當(dāng)SSL－ID＝W＃16＃19 時(shí)，表示需要讀出PLC 所有LED 的狀態(tài)。

其他引腳的意義如下：REQ 引腳：等于1時(shí)，啟動處理；INDEX 引腳：部分列表中對象的類型或編號，本例中沒有意義；RET＿VAL 引腳：若執(zhí)行出錯，則包含錯誤代碼；BUSY 引腳：等于1時(shí)表示讀進(jìn)程沒有完成；SZL＿HEADER 引腳：輸出系統(tǒng)信息存儲的數(shù)據(jù)記錄區(qū)號及長度，結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型，包括兩個(gè)字，第一個(gè)字輸出系統(tǒng)信息長度，第二個(gè)字輸出存儲系統(tǒng)信息的數(shù)據(jù)記錄區(qū)；DR 引腳：指定輸出系統(tǒng)信息存儲在CPU的地址區(qū)，數(shù)據(jù)類型為指針，長度必須大于參數(shù)SZL＿HEADER 第一個(gè)字輸出信息長度。

根據(jù)SFC51的需要創(chuàng)建DB 數(shù)據(jù)塊，用于存放讀取出來的信息，其中每4 個(gè)字節(jié)為一組，存儲一個(gè)CPU＿LED＿ID 的相關(guān)信息。

圖3為DB 塊結(jié)構(gòu)。其中，前兩個(gè)字節(jié)表示燈的類型，是SF燈還是BF燈；第三個(gè)字節(jié)表示燈是亮還是滅，1表示燈亮，0表示燈滅；第四個(gè)字節(jié)表示燈是否閃爍，0表示不閃，1表示正常閃爍，2表示慢閃。

除此之外，還可以采用其他技術(shù)，如24V 直流電源故障診斷技術(shù)、UPS狀態(tài)監(jiān)視技術(shù)、交換機(jī)端口檢測技術(shù)等，得到更多全方位的故障信息。

圖3 DB塊結(jié)構(gòu)

2.2 利用OPC接口遠(yuǎn)程讀取故障信息

通過各種診斷技術(shù)得到的故障信息可上傳到人機(jī)界面顯示。人機(jī)界面作為數(shù)據(jù)源端，采用OPC接口作為連接器，OPC 是以O(shè)LE／COM／DCOM 技術(shù)為基礎(chǔ)，采用客戶／服務(wù)器模式，為工業(yè)自動化軟件面向?qū)ο蟮拈_發(fā)提供了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。OPC 定義了一組COM對象及其接口規(guī)范，對客戶程序是透明的，只需遵循相同的規(guī)范和方法就能讀取服務(wù)器中的數(shù)據(jù)。

2.2.1 數(shù)據(jù)源端的OPC連接器設(shè)置

OPC 接口的連接器設(shè)置需要在數(shù)據(jù)源端安裝RIF（遠(yuǎn)程服務(wù)器接口）并對其Configuration、Log Base、Port Number項(xiàng)進(jìn)行配置（見圖4），測試Port Number是否被其他程序所占用，將新建的RIF 配置添加入可利用的組，并在Current State中將其運(yùn)行起來，停止其他無用的連接。最后在保存所有配置前，重新啟動本地服務(wù)器。

圖4 數(shù)據(jù)源端RIF配置

2.2.2 服務(wù)器端的OPC設(shè)置

在Proficy Real－Time Information Portal的服務(wù)器端連接器的配置中注明相應(yīng)的IP地址或上位機(jī)名稱、Port Number、OPC Server ProGID 項(xiàng)即可。通過測試，就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程讀取服務(wù)器中水處理的故障信息。

3 結(jié)束語

遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)可以及時(shí)、準(zhǔn)確地分離和辨識故障，提高了水循環(huán)的利用率，降低了相關(guān)生產(chǎn)線的生產(chǎn)成本，有效地保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高了企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ 龍荷云.循環(huán)冷卻水處理［M］.第3版.南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

［2］ 柴瑞娟，陳海霞.西門子PLC 編程技術(shù)及工程應(yīng)用［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.