控制系统升级改造与应用技术研究 本文关键词：技术研究，系统升级，改造，控制
控制系统升级改造与应用技术研究 本文简介：摘要:介绍酒钢焦化厂1#－4#焦炉原备煤PLC控制系统，在不影响生产的前期下，通过增设临时控制系统的施工方法顺利完成新、旧控制系统的升级改造;在上下位应用软件编程开发中，结合现场实际使用滑动平均数字滤波器、PID调节器输出保持等手段，提高圆盘配料精度;同时使用西门子结构化及下位报警生成技术，大幅缩短
控制系统升级改造与应用技术研究 本文内容：
摘要:介绍酒钢焦化厂1#－4#焦炉原备煤PLC控制系统，在不影响生产的前期下，通过增设临时控制系统的施工方法顺利完成新、旧控制系统的升级改造;在上下位应用软件编程开发中，结合现场实际使用滑动平均数字滤波器、PID调节器输出保持等手段，提高圆盘配料精度;同时使用西门子结构化及下位报警生成技术，大幅缩短开发与调试周期。
关键词:西门子;升级改造;结构化编程;Alarm8功能块
1引言
酒钢焦化厂1#－4#焦炉备煤控制系统投用于2004年，原控制系统采用施耐德昆腾系列I/O+Modicon984S800I/O结构，下位机编程软件采用ConceptV2．5，上位机组态软件采用MonitorPro，PLC处理器与两台上位机通过ModBus+网络实现通讯。随着近十余年控制系统的连续运行与硬件更新换代，Modicon984S800系列I/O备件储备与现有昆腾系列I/O模块整体老化，成为影响控制系统稳定运行急需解决的设备瓶颈问题。于2017年底对该控制系统进行整体升级改造，新控制系统采用西门子S7－400H系列产品，编程软件采用STEP7V5．5+WinCCV7．3共计3面PLC柜，5个分布式远程站，2台操作站+1台工程师站，操作站与PLC采用工业以太网冗余通讯。
2升级改造实施难点与创新点
焦化厂1#－4#焦炉原备煤控制系统I/O点数达800有余，且在不重新敷设现场信号线，新建控制系统使用原有检测与控制线路;施工面临原位旧柜体拆除、新柜体安装;特别是最耗时信号线重新对接、打点调试等不可缺少的施工步骤，在最长检修时间只有10h等诸多不利因素前提下，一次性完成整体升级改造是不可能的。鉴于此，为顺利完成升级改造项目，在项目实施方案上，我们采取新增临时控制系统，即由临时控制系统(西门子S7－300)顶替原有控制系统保证正常生产操作的方法。从而使新系统升级改造实施不受时间限制，解决了新建控制系统信号线对接与打点调试的时间问题。实施关键点:⑴临时控制系统I/O点的确定。与生产方技术人员多次讨论，在确定调试期间生产组织方案和满足安全生产的前提下，确定出198个I/O点，且保留原有相关设备停机联锁功能。⑵梳理清楚原控制系统I/O信号公共线(即电源线)与临时控制系统公共线通过空开隔离，便于临时系统调试时原系统与临时系统间快速切换。⑶临时控制系统信号线与原有系统共用一根信号线，通过临时系统I/O模块前连接器隔离。⑷搭建临时控制系统上下位机操作与控制环境，以满足生产操作要求。通过以上引入临时控制系统的施工组织措施，在焦化厂的大力配合下，经过近40余天的施工与调试，最终圆满地完成了酒钢焦化厂1#－4#焦炉备煤控制系统升级改造项目实施。
3应用开发研究
3．1提高配料系统稳定性
酒钢焦化厂配料系统采用圆盘式给料机+变频器的给料控制模式。由于煤仓中单种煤未经粉碎，一些大小不均的颗粒煤经圆盘给料机到达小皮带电子称，造成该煤种小皮带称瞬值波动，称瞬值的波动又引起PID调节器的波动。因此，颗粒煤采用圆盘配料方式器的方式，是时常出现单种煤配料调节器波动的主要原因。针对此问题为保证PID调节器的稳定，我们采用滑动平均数字滤波器，动态地对单种煤称瞬值数据进行处理，消除颗粒煤所产生的白噪声，提高称瞬值稳定性，从而保证了PID调节器的稳定。同时，针对皮带经常性的故障处理，配料圆盘变频器的停、启机，每次启动时调节器按设定煤量开始调节，极易引起调节器超调，配料比例超差、精度变差问题。我们采用每个圆盘停机时，记录当前变频器设定值，再次启机时使用该记录变频器设定值保持15s，待变频器启动达到设定频率后再投入PID调节器的方法，消除了配料比例超差，提高配料圆盘再次启动配料精度。
3．2设备运行状态变化与操作改变记录
设备状态运行变化与操作改变记录，对分析事故、故障原因，采用应对措施是十分关键。但对于常规控制系统的上位机定义报警的方式，由于上下位机通讯数据刷新时间远远慢于PLC扫描时间，相差几个数量级，往往关键时候查上位机报警记录，难以确定故障源点。因此，在此次项目升级改造下位机应用软件开发中，我们使用Alarm8报警功能块，在下位机将所有设备运行状态与操作改变，由该功能块记录并生成报警上传到上位机，消除了上位机报警的产生受通讯刷新时间影响的缺陷，真正地实现了故障追根溯源。
3．3M14煤仓小车远程自动定位
在M14煤仓圆型轨道上新增12个小车位置开关，通过PLC对当前位置与目标位置检测，计算出需要经过几个位置开关，并控制小车电机启停，实现了上位机操作界面远程一键定位控制，节省了人力又提高了系统自动化控制水平。
4结语
通过以上酒钢焦化厂1#－4#焦炉配煤控制系统升级改造的实施与应用技术研究。首先，为旧系统升级改造项目实施摸索出了具体行之有效的经验与方法。其二，通过此项目西门子上下机结构化编程技术的应用，大幅降低了上下位软件开发周期，缩短了调试时间，为此类项目的软件开发汲取了宝贵经验。
作者：王波 单位：酒钢宏兴钢铁股份有限责任公司检修工程部
控制系统升级改造与应用技术研究 来源：网络整理
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