李寶實

（山信軟件股份有限公司萊蕪自動化分公司，萊蕪 271104）

1 系統(tǒng)工藝

含鐵原料、熔劑、燃料、返礦被轉運至配料室后，經(jīng)自動配料，進入一次混合和二次混合系統(tǒng)，經(jīng)皮帶機轉運至梭式布料器進入燒結機上的混合料礦槽?；旌狭辖?jīng)圓輥給料機、輥式布料器組成的布料裝置均勻地布到燒結機臺車上，經(jīng)點火、抽風、燒結等過程形成燒結餅，經(jīng)破碎、冷卻及篩分整粒后，分出鋪底料、冷返礦和成品燒結礦，分別用膠帶機送入燒結室、燒結配料礦槽和高爐礦槽或成品礦倉。機頭煙氣經(jīng)過除塵、脫硫脫硝后排入大氣。

燒結智能控制系統(tǒng)除具備常規(guī)的燒結二級系統(tǒng)獲取、存儲各種生產(chǎn)工藝參數(shù)、檢化驗實時數(shù)據(jù)的功能外，更重要的是能夠實現(xiàn)生產(chǎn)過程的操作指導及記錄、作業(yè)管理、數(shù)學模型、數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計、自學習等功能。本系統(tǒng)主要包含的功能模型有：配料計算模型、原料成分跟蹤模型、混勻礦智能換堆模型、堿度閉環(huán)控制模型、FeO閉環(huán)控制模型；成分預報模型、生產(chǎn)組織模型、總料量控制模型、返礦閉環(huán)控制模型、水分優(yōu)化控制模型、點火智能控制模型、燒結終點智能控制模型、終點偏差智能控制模型、風箱執(zhí)行機構控制模型。通過各個模型實現(xiàn)對整個燒結過程中的原料參數(shù)、操作參數(shù)和設備參數(shù)實時調整，使狀態(tài)參數(shù)和指標參數(shù)達到最優(yōu)，減小中間操作對指標波動的影響，在保證高質量燒結礦的同時，進一步降低生產(chǎn)成本。

2 總體技術方案

（1）控制系統(tǒng)網(wǎng)絡化：按照 “集中監(jiān)控、扁平化管理”的管控要求進行硬件配置并實現(xiàn)主線設備控制系統(tǒng)、單體設備控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，達到具備在各工序具備在一個中央控制室內實現(xiàn)主、輔工藝全流程集中管控的技術條件。

（2）現(xiàn)場值守無人化：空壓站、液壓站、膠帶機轉運站、泵站等輔助工藝設施的控制系統(tǒng)，配合視頻聯(lián)動和音頻報警、環(huán)境監(jiān)控等設備與技術、自動檢測儀表與調節(jié)執(zhí)行機構，具備無人值守技術條件。

（3）設備運行可靠化：選用技術性能穩(wěn)定、質量可靠的硬件產(chǎn)品，采用熱備、冗余、無擾自動切換，防腐涂層等先進技術，滿足系統(tǒng)的“高可靠性、高穩(wěn)定性”運行要求。

（4）硬件安裝規(guī)范化：基礎自動化系統(tǒng)設備安裝、實施時，線纜敷設、壓接、標識，屏蔽、接地處理，模件安裝、緊固，盤柜就位與固定等等，都要嚴格按照有關規(guī)范和要求進行。

3 控制系統(tǒng)PLC設計

3.1 CPU選型設計

本項目包含原料場、球團、燒結三個工程。三個工程的控制系統(tǒng)均選用Quantum基本型處理器控制，另外，為防止臨海鹽霧腐蝕，工作環(huán)境較差的PLC如球團原料配料、球團造球、燒結燃料破碎、燒結配混、燒結燒冷、燒結成品篩分等系統(tǒng)，應選用相應規(guī)格的帶防腐涂層的模件。

燒結區(qū)域所有控制系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)的容量大小、處理速度及穩(wěn)定性的角度出發(fā)，CPU選用652 60系列CPU。此處理器屬于Quantum高端系列CPU。

3.2 Quantum EtherNet遠程IO（QEIO）設計

Modicon Quantum以太網(wǎng)I/O模塊主要被設計于工廠自動化和過程自動化系統(tǒng)，屬于PlantStruxure系統(tǒng)的一個重要組成部分，該模塊不僅支持遠程I/O架構，而且對于將來的升級改造能帶來更多的便利。以Quantum PLC產(chǎn)品為中心，將Ethernet作為主干，并將Quantum本地機架連接到遠程I/O子站，該功能稱為Quantum EtherNetI/O或Quantum EIO。QEIO既可以在單機系統(tǒng)中應用，也可以用于冗余系統(tǒng)中。

3.3 以太網(wǎng)遠程IO（QEIO）產(chǎn)品特性

（1）以太網(wǎng)IO架構擁有更好的靈活性，以太網(wǎng)拓撲可以靈活地采用菊花鏈環(huán)，主環(huán)，子環(huán)和星型等結構。

（2）開放、標準和長期技術：Eth/IP通訊協(xié)議，旨在用于過程控制和工業(yè)自動化應用，被ODVA組織全球推廣，在未來的以太網(wǎng)背板上更快的開發(fā)新的模塊，以太網(wǎng)CRP/CRA模塊上有更好MTBF，和標準的ODVA產(chǎn)品保持一致性。前面板診斷標準適合維護，基于標準以太網(wǎng)和ODVA規(guī)則的培訓方式。

（3）以太網(wǎng)IO架構更少的限制：IO掃描提供更好的數(shù)據(jù)交換，這樣IO子站可插入更多的模擬量模塊。

（4）更好的性能：更好的ART應用程序響應時間。

3.4 以太網(wǎng)遠程IO（QEIO）產(chǎn)品優(yōu)勢

標準：以太網(wǎng)是工業(yè)系統(tǒng)解決方案的標準。

可擴展性：QEIO解決方案無需大量的修改滿足項目的整個生命周期的需求。

高可靠性：Quantum雙機熱備和菊花鏈環(huán)型結構，保證過程運行在最低故障率。

靈活：以太網(wǎng)拓撲可以靈活地采用菊花鏈環(huán)、主環(huán)、子環(huán)和星型等結構。

簡單：所有的IO通過唯一的組態(tài)軟件Unity Pro來管理。無限制：每個子站400字入/400字出。

3.5 以太網(wǎng)遠程IO（QEIO）組成

一 個 以 太 網(wǎng) 遠 程 IO（QEIO） 由140CRP31200和140CRA31200等組成。140CRP31200為E/IP 以太網(wǎng)IO 處理器接口模塊，有2個RJ45端口，提供RIO和菊花鏈環(huán)的連接；1個Service 端口提供以太網(wǎng)端口的診斷，以及對外部工具和設備的訪問（HMI，Unity Pro，交換機）；1個InterLink 端口可提供到DIO的連接，端口須連接到NOE模塊，以混合DIO和RIO在同一根電纜上。140CRA31200為E/IP以太網(wǎng)IO站適配器模塊，有2個RJ45端口，提供RIO和菊花鏈環(huán)的連接；1個Service 端口連接HMI，Unity PC。

[1] 崔堅，李佳，楊光.西門子工業(yè)網(wǎng)絡通信指南（下）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.