摘 要：本文介紹了高爐噴煤智能控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成及實現(xiàn)，解決了傳統(tǒng)高爐噴煤控制系統(tǒng)采用物理連接方式之間進行數(shù)據(jù)交換所存在的問題。實踐證明，該控制系統(tǒng)通信速率高、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，控制線路簡單，進一步提高了高爐噴煤的自動控制水平。

關(guān)鍵詞：高爐噴煤；智能控制；網(wǎng)絡(luò)通信

高爐噴煤對現(xiàn)代高爐煉鐵技術(shù)來說是一項重要的技術(shù)革命。高爐噴煤技術(shù)發(fā)展很快，自動控制水平在不斷提高。如何將智能通信技術(shù)更好的融合到自動控制中，這不僅是各自動化廠商所追求的目標(biāo)，也是各高爐噴煤用戶所希望達到的要求。本文重點涉及高爐噴煤智能控制系統(tǒng)。

1 傳統(tǒng)控制方式

高爐噴煤傳統(tǒng)的控制方式采用物理連線的方式交換信號，即給煤機儀表、給煤機變頻器和引風(fēng)機變頻器與PLC之間分別通過物理連線的方式交換信號，給煤機儀表輸出瞬時流量信號（4-20mA）給PLC，PLC輸出設(shè)定值信號（4-20mA）給給煤機儀表；PLC輸出4-20mA信號給引風(fēng)機變頻器，從而控制引風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。這種傳統(tǒng)控制方式在信號交換過程中帶來了通信速率低，數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定，控制線路較為繁雜，而且成本高的問題。

2 智能通信方案

高爐噴煤智能控制系統(tǒng)，主要包括系統(tǒng)監(jiān)控、系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)控制；其中系統(tǒng)監(jiān)控端包括多個PC終端，系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理端為多個PLC控制器，系統(tǒng)控制包括多個給煤機稱重儀表、給煤機變頻器以及引風(fēng)機變頻器等。PC終端通過工業(yè)以太網(wǎng)與PLC控制器連接，給煤機稱重儀表通過串口通信模塊采用RS485通信方式與PLC控制器之間進行數(shù)據(jù)交互，遠程I/O模塊（如ET200）、給煤機變頻器以及引風(fēng)機變頻器等通過Profibus-DP協(xié)議與PLC控制器進行數(shù)據(jù)傳輸，系統(tǒng)具體通信網(wǎng)絡(luò)如圖1所示。

PLC控制器從給煤機變頻器VVVF、引風(fēng)機變頻器VVVF讀取狀態(tài)信號（運行、反饋頻率、電流等），將這些信號送往PC終端。PC終端據(jù)此可以發(fā)送指令（啟停、控制頻率等）到PLC控制器，經(jīng)過PLC控制器運算，由PLC控制器傳送至給煤機變頻器、引風(fēng)機變頻器，控制給煤機變頻器、引風(fēng)機變頻器的運轉(zhuǎn)。

PLC控制器作為主站，從給煤機稱重儀表DXK讀取信號（運行、手/自、瞬時流量、累計流量等），將這些信號送往PC終端。PC終端據(jù)此可以發(fā)送指令（流量設(shè)定）到PLC控制器，由PLC控制器直接傳送至給煤機稱重儀表。

3 通信實現(xiàn)

在此以淮鋼噴煤控制系統(tǒng)為例，淮鋼噴煤配置為：2臺定量敞開式給煤機和1臺定量封閉式給煤機。新增1臺280KW引風(fēng)機，采用6SE70變頻器控制。

3.1 變頻器與PLC之間的DP通信

本系統(tǒng)共有4臺變頻器，均為西門子變頻器，其中3臺為MM440（6SE6440-2UD23-0BA1），1臺為6SE70（6SE7036-0EK60）。通過西門子通信配置完成變頻器與PLC（6ES7 414-2XK05-0AB0）之間的DP通信，具體通信配置如圖2所示。

根據(jù)控制要求，通信子程序如圖3所示。

3.2 儀表與PLC之間的RS485通信

本系統(tǒng)共有3臺給煤機儀表，型號均為DXK。通過使用串口通信模塊CP440完成儀表與PLC之間的RS485通信。要通過CP440通訊模塊實現(xiàn)同DXK儀表之間的通訊，PLC程序的設(shè)計主要包括讀數(shù)據(jù)命令程序、寫數(shù)據(jù)命令程序、故障處理程序設(shè)計以及對讀取到的數(shù)據(jù)進行處理的程序等。主程序流程圖如圖4所示。

3.2.1 CP440讀數(shù)據(jù)程序的設(shè)計

系統(tǒng)有3塊儀表，在此采用輪詢的方式訪問每塊儀表，而對于發(fā)送讀取數(shù)據(jù)的DB塊僅是儀表地址和BCD校驗碼不相同，因此，所有的儀表采用一個相同的DB塊來執(zhí)行，根據(jù)不同的儀表號修改相應(yīng)的BCD校驗碼和儀表地址。

儀表地址的修改采用循環(huán)時間和計數(shù)方式來實現(xiàn)。每次循環(huán)，儀表號加1，直到3為止，然后回到地址1重復(fù)執(zhí)行。數(shù)據(jù)傳送由寫操作和讀操作組成，具體程序如圖5、圖6所示。

3.2.2 CP440寫數(shù)據(jù)程序的設(shè)計

由于系統(tǒng)對儀表進行寫數(shù)據(jù)操作不是一個連續(xù)的過程，只是在需要的時候才發(fā)送命令到儀表中，因此，發(fā)送寫數(shù)據(jù)程序不能采用連續(xù)調(diào)用方式，而是采用脈沖調(diào)用方式，同時在發(fā)送寫數(shù)據(jù)命令時，一定要屏蔽讀數(shù)據(jù)命令的發(fā)送。寫數(shù)據(jù)PLC程序設(shè)計如圖7所示。

對于寫數(shù)據(jù)命令程序塊，主要完成填寫B(tài)CD碼計算、儀表地址的修改和設(shè)置數(shù)據(jù)的填寫，最后調(diào)用發(fā)送相應(yīng)功能塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到對應(yīng)的儀表。

4 結(jié)論

該控制系統(tǒng)主要設(shè)備之間均采用通信方式進行交換數(shù)據(jù)，而從解決傳統(tǒng)控制系統(tǒng)采用物理連線的方式進行數(shù)據(jù)交換所存在的問題。實踐證明：該控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定、數(shù)據(jù)交換更加可靠、控制過程更加簡單、控制成本更為降低，從而進一步提高了淮鋼噴煤智能控制水平，同時，對于同類項目也具有較大的推廣價值。

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