一、前言

　　PROFIBUS是一種國(guó)際化、開(kāi)放式異步串行通訊標(biāo)準(zhǔn)，廣泛適用于制造業(yè)自動(dòng)化和流程自動(dòng)化、樓宇、交通、電力等各行各業(yè)。通過(guò)PROFIBUS可以方便地實(shí)現(xiàn)各種不同廠商的自動(dòng)化設(shè)備及元器件之間的信息交換。PROFIBUS協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)由三個(gè)兼容部分組成：PROFIBUS-DP(分布式外設(shè))、PROFIBUS-FHS(現(xiàn)場(chǎng)總線信息規(guī)范)、PROFIBUS-PA(過(guò)程自動(dòng)化)。標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)場(chǎng)總線具有“開(kāi)放”的通訊接口、“透明”通訊協(xié)議，允許用戶選用不同制造商生產(chǎn)的分散IO裝置和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS滿足了生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)級(jí)數(shù)據(jù)可存取性的重要要求，一方面它覆蓋了傳感器執(zhí)行器領(lǐng)域的通信要求，另一方面又具有單元級(jí)領(lǐng)域的所有網(wǎng)絡(luò)通信功能。特別在“分散IO”領(lǐng)域，由于大量的、種類齊全的、可連接的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可供選用，因此PROFIBUS已成為事實(shí)上的國(guó)際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)

　　本文介紹了某鋼鐵廠原料廠的配料控制系統(tǒng)改造的主要功能，特點(diǎn)，工作原理，控制方式和配置選型。近年來(lái)，我國(guó)的鋼鐵冶煉行業(yè)發(fā)展迅速，燒結(jié)礦是煉鐵的主原料，而配料技術(shù)工藝是影響燒結(jié)礦質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，各稱量設(shè)備只有達(dá)到一定精度才能保證礦的質(zhì)量。

　　傳統(tǒng)燒結(jié)工藝中主要依靠工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，存在以下幾方面的問(wèn)題：

　　A、不能適時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)配比，生產(chǎn)效率較低。

　　B、由于缺少計(jì)量設(shè)備，人為影響因素較多，物料不能很好控制，浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，生產(chǎn)成本大大提高，不合格率較多，造成大量的廢品。

　　C、由于物料的粉塵污染較嚴(yán)重，嚴(yán)重影響工人的身體健康。近幾年來(lái)，鋼鐵廠工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化程度越來(lái)越高及人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，變頻技術(shù)以其優(yōu)異的性能，在國(guó)內(nèi)外得以廣泛應(yīng)用。

　　二、配料控制系統(tǒng)的主要功能及特點(diǎn)

　　1、控制系統(tǒng)主要功能

　　A、監(jiān)控功能：對(duì)皮帶稱配料過(guò)程的瞬時(shí)流量、日累計(jì)、月累計(jì)、年累計(jì)等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)視;

　　B、畫(huà)面顯示：通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示器可顯示配料過(guò)程中有關(guān)控制參數(shù)的運(yùn)行狀況，以及顯示實(shí)時(shí)配料曲線和表格;

　　C、打印管理：可隨時(shí)打印配料報(bào)表，以便保存和查詢;

　　D、通訊功能：工控機(jī)與PLC和配料稱重儀表之間進(jìn)行可進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)及信息交換;

　　E、數(shù)據(jù)處理：系統(tǒng)可自動(dòng)對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，并輸出到相應(yīng)的控制量;

　　F、控制功能：根據(jù)操作前相應(yīng)的設(shè)定值，自動(dòng)控制設(shè)備的正常運(yùn)行，包括PID調(diào)節(jié);

　　G、報(bào)警功能：上位機(jī)以畫(huà)面方式和聲光信號(hào)方式對(duì)各種參數(shù)超限或設(shè)備狀態(tài)異常進(jìn)行報(bào)警。

　　2、鋼鐵廠配料控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

　　A、在配料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上采用中小型集散控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了“分散控制，集中管理”，克服了“危險(xiǎn)集中”的問(wèn)題;

　　B、上位機(jī)和下位機(jī)相對(duì)獨(dú)立。具有手動(dòng)、自動(dòng)、半自動(dòng)切換功能，聯(lián)機(jī)時(shí)，彼此間按特定協(xié)議互通信息，脫機(jī)時(shí)，單臺(tái)秤可獨(dú)立實(shí)現(xiàn)工藝閉環(huán)過(guò)程控制;

　　C、上位機(jī)遠(yuǎn)離操作現(xiàn)場(chǎng)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，改善了操作員的工作環(huán)境;

　　D、下位機(jī)選用可編程控制器，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，編程簡(jiǎn)單易于掌握，能在惡劣的環(huán)境中長(zhǎng)期可靠的運(yùn)行;

　　G、采用PID調(diào)節(jié)，提高配料系統(tǒng)的配料精度，并能根據(jù)生產(chǎn)要求，設(shè)置最佳的工作開(kāi)關(guān)時(shí)序，較好的解決料頭料尾問(wèn)題，自動(dòng)修改系統(tǒng)的物料配比;

　　三、配料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理

　　1、控制系統(tǒng)的總體構(gòu)成拓?fù)鋱D及系統(tǒng)原理圖

　　本系統(tǒng)由兩套PLC系統(tǒng)和一套上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組成。PLC系統(tǒng)由兩個(gè)AB-300主站和26個(gè)輸料稱重傳送帶作為從站及專用通訊電纜組成，主站與從站通過(guò)PROFIBUS-DP通訊，

　　上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用WindowsXP操作系統(tǒng)，安裝RSlogix5000編程軟件及力控6.0組態(tài)軟件。

　 A、上位機(jī)：對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，畫(huà)面顯示和報(bào)表打印;

　　B、PLC：實(shí)現(xiàn)配料的自動(dòng)控制;

　　C、配料儀表：用于配料的PID調(diào)節(jié)及瞬時(shí)流量和累計(jì)流量等參數(shù)的顯示;

　　D、控制柜：用于系統(tǒng)的邏輯控制和供配電;

　　E現(xiàn)場(chǎng)手操箱：用于現(xiàn)場(chǎng)單臺(tái)設(shè)備的啟停控制。

　　2、系統(tǒng)的運(yùn)行方式：每一臺(tái)配料稱設(shè)手動(dòng)，半自動(dòng)，自動(dòng)三種控制方式

　　A、手動(dòng)時(shí)，將現(xiàn)場(chǎng)控制箱和儀表箱的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)都打到手動(dòng)位置，由現(xiàn)場(chǎng)控制箱上的啟停按鈕、電位器、頻率表等實(shí)現(xiàn)控制，由稱量?jī)x表顯示物料瞬時(shí)量及累積量。主要用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障PLC控制系統(tǒng)發(fā)生故障或其它原因，需要進(jìn)行手動(dòng)檢修試車工作情況下的應(yīng)急操作。

　　B、半自動(dòng)時(shí)，將現(xiàn)場(chǎng)控制箱和儀表箱的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)都打到自動(dòng)位置，由現(xiàn)場(chǎng)控制箱上的啟停按鈕、頻率表、稱重顯示儀表等實(shí)現(xiàn)控制，可以通過(guò)稱重儀表設(shè)定的配方自動(dòng)調(diào)整配料量，顯示物料瞬時(shí)量及累積量。主要用于不需要上位控制時(shí)。

　　C、全自動(dòng)時(shí)，將儀表箱的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到聯(lián)動(dòng)位置，由上位機(jī)控制皮帶的啟停，動(dòng)態(tài)顯示各物料量、皮帶運(yùn)行狀態(tài)、各種報(bào)警指示，各配料量由上位機(jī)根據(jù)工藝要求統(tǒng)一設(shè)定，可進(jìn)行采集和處理各配料控制回路來(lái)的稱量信號(hào)與開(kāi)關(guān)量狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的皮帶秤給料、稱量檢測(cè)、料量調(diào)節(jié)，選擇和切換料倉(cāng)等配料過(guò)程的自動(dòng)控制。此時(shí)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制系統(tǒng)不起作用，完全通過(guò)中控室進(jìn)行操作。

　　3、自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止

　　四種方式：順序啟動(dòng)、順序停止、緊急停止、同時(shí)啟動(dòng)

　　A、順序啟動(dòng):用于系統(tǒng)的初次啟動(dòng)或者順序停止后的系統(tǒng)再啟動(dòng)，順序啟動(dòng)功能可以控制參加配料的給料設(shè)備按照皮帶的運(yùn)行方向按一定的時(shí)間間隔依次啟動(dòng)，保證料頭能夠?qū)R。

　　B、順序停止：用于希望長(zhǎng)時(shí)間停車的場(chǎng)合，這樣可以保證輸送皮帶上的物料都運(yùn)送干凈，使皮帶處于物料狀態(tài)，并且可以保證料尾對(duì)齊。

　　C、緊急停止：用于發(fā)生緊急情況所有參與配料的設(shè)備立即停止運(yùn)行的場(chǎng)合。

　　D、同時(shí)啟動(dòng)：用于急停后的再啟動(dòng)，能夠使系統(tǒng)在上一次的“斷點(diǎn)”處接著往下運(yùn)行，就像沒(méi)有發(fā)生過(guò)任何事情一樣。

　　注意：不能隨便，無(wú)順序的點(diǎn)擊這四個(gè)按鈕，必須按操作要求來(lái)操作。