謝文明

摘 要：介紹了某鋼廠綜合料場的工藝流程和控制功能，針對堆取料機(jī)可移動設(shè)備和地面控制系統(tǒng)間有線通訊的不可靠問題進(jìn)行研究，分析了無線通訊的原理和優(yōu)勢，采用無線通訊實(shí)現(xiàn)中控系統(tǒng)對堆取料機(jī)的可靠控制。

關(guān)鍵詞：無線通訊；堆取料機(jī)；原料場；系統(tǒng)設(shè)置

中圖分類號：TH246 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.04.109

1 概述

某鋼廠原料場控制單元按對象和供料品種劃分，可分為儲煤倉/焦化受煤系統(tǒng)、一次料場系統(tǒng)、混勻系統(tǒng)、高爐供料系統(tǒng)、焙燒供料系統(tǒng)、直撥燒結(jié)供料系統(tǒng)、燒結(jié)供燃料系統(tǒng)、燒結(jié)供礦系統(tǒng)、公輔系統(tǒng)等。針對原料場面積大、范圍廣、流程復(fù)雜的特點(diǎn)，其控制統(tǒng)一由PLC對系統(tǒng)設(shè)備和料流進(jìn)行聯(lián)鎖控制。目前，各大鋼鐵公司原料場堆、取料機(jī)與地面的通訊傳輸方式分有線傳輸和無線傳輸兩種。有線傳輸一般采用多芯通訊電纜、電纜卷筒或者滑觸線。電纜卷筒配用的力矩電機(jī)容易損壞；通訊電纜抗拉強(qiáng)度低，易拉斷；滑觸線通訊屬于有觸點(diǎn)通訊，信號衰減大，易損壞。近年來，隨著無線通訊技術(shù)的進(jìn)步和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及PLC控制技術(shù)與無線通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合，無線通訊傳輸方式以其優(yōu)良的性價(jià)比得到迅速發(fā)展。

2 無線傳輸技術(shù)原理及優(yōu)勢

無線通訊網(wǎng)絡(luò)是非常便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它利用射頻技術(shù)，取代了雙絞銅線所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)，使得無線網(wǎng)絡(luò)能利用簡單的存取架構(gòu)達(dá)到便利傳遞消息的目的。

本項(xiàng)目所使用的STT900-H-SS20是一款工業(yè)級的無線以太網(wǎng)設(shè)備，它傳輸距離遠(yuǎn)、速率高，用戶可以將遠(yuǎn)端以太網(wǎng)或串口網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)交贗P的網(wǎng)絡(luò)中，也可以為基于車載移動的各種應(yīng)用提供一個(gè)移動的無線訪問網(wǎng)絡(luò)。它工作在2.4～2.483 GHz頻段，傳輸?shù)淖畲缶嚯x可以達(dá)到幾十公里，電臺的傳輸速率可達(dá)115.2 Kbps?？蛻艨梢酝ㄟ^以太網(wǎng)關(guān)或串口網(wǎng)關(guān)輕松地從基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上得到消息。

3 系統(tǒng)組成

鋼廠原料場整個(gè)控制系統(tǒng)包括原料場主控制系統(tǒng)、無線傳輸部分、堆取料機(jī)系統(tǒng)。其中，原料場主控制系統(tǒng)包括受料、供料、配料幾個(gè)部分，各個(gè)系統(tǒng)通過光纖、DP總線及工業(yè)以太網(wǎng)完成數(shù)據(jù)的傳輸和控制。堆取料機(jī)系統(tǒng)包括堆料、取料及混勻堆取料機(jī)，它們分布在一次料場中央，通過無線通訊完成與主控制系統(tǒng)的信號交接。部分通信系統(tǒng)的組成框圖如圖1所示。

在圖1中，分別有3臺堆取料機(jī)與3號電氣室的PLC通過

無線通訊和以太網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行通訊，以達(dá)到交換數(shù)據(jù)信號控制堆取料機(jī)的目的。

4 軟件編制方案

4.1 硬件系統(tǒng)配置

本控制系統(tǒng)采用的是西門子控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)的硬件配置中，首先需要在網(wǎng)絡(luò)組態(tài)下選中3號電氣室CPU，插入“S7 connection”，配置相應(yīng)的IP地址，即完成了PLC利用無線通訊網(wǎng)絡(luò)相互通信的目的，如圖2所示。

4.2 軟件編制

在系統(tǒng)的軟件編制中，需要為程序段的執(zhí)行定義一個(gè)掃描周期和一個(gè)觸發(fā)執(zhí)行時(shí)間。在本項(xiàng)目中，選擇500 ms（OB33）作為程序的掃描周期。選擇每200 ms觸發(fā)程序執(zhí)行一次。在設(shè)置掃描周期和觸發(fā)執(zhí)行時(shí)間的過程中，不應(yīng)將兩者定義為一樣，否則可能會導(dǎo)致程序無法執(zhí)行而通信不正常的情況。執(zhí)行的程序代碼如下：

此中，"GET"和"PUT"分別是系統(tǒng)功能塊SFB14和SFB15，"Bg_CommGetSR2"和"Bg_CommPutSR2"分別是程序的背景數(shù)據(jù)塊；M1000.1是觸發(fā)周期200 ms；ID號表示與PLC內(nèi)部通訊所設(shè)的ID號；NDR和DONE表示程序段的執(zhí)行情況；STATUS表示程序段執(zhí)行的具體信息；ADDR_1和RD_1表示讀取數(shù)據(jù)的地址和讀取數(shù)據(jù)的大小，其起始地址和字節(jié)大小可以自定義。這些參數(shù)設(shè)置好后，即可完成電氣室PLC與堆取料機(jī)PLC的信號通訊。

5 結(jié)束語

無線通訊技術(shù)在原料場中的實(shí)施與應(yīng)用，使堆取料機(jī)與地面皮帶的連鎖控制實(shí)時(shí)、有效、可靠。堆取料機(jī)與地面的信號交接穩(wěn)定，有利于設(shè)備的正常運(yùn)行和原料的暢通輸送，有利于主控的正常調(diào)度，并大大降低了設(shè)備的維修費(fèi)用和備件費(fèi)用，減輕了崗位工的勞動量，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：王霞〕