摘 要：本文介紹QUANTUM PLC在濟鋼1700mm連鑄連軋工程連鑄濁環水斜板除油沉淀池系統中的應用。詳細描述了控制系統的硬件配置、軟件設計及實現功能，滿足了生產的需要。 1.概述 濟鋼1700mm連鑄連軋工程水處理系統是1700mm連鑄、連軋的總供水系統。連鑄水處理系統主要分為連鑄污水污泥系統、連鑄循環泵站系統、連鑄濁環水斜板除油沉淀池系統。連鑄濁環水斜板除油沉淀池系統主要用電設備包括：刮油機、進水池攪拌機、加藥設備攪拌機、加藥設備計量泵、泥漿泵、氣動漿液閥等。低壓設備采用常規的自動開關-接觸器-熱繼電器的恒速交流電動機傳動系統，均置于斜板除油沉淀池低壓配電室內的GGD2型開關柜上。 2.系統配置 2.1控制系統簡介 斜板除油沉淀池電氣、儀表自動化控制系統分為基礎自動化（L1級）和過程自動化（L2級），并預留管理自動化（L3級）接口。控制中心采用集中PLC控制，CRT監控和操作，不再設操作臺操作。通過HMI工作站，可以對所有設備進行在線監控，完成各個工藝設備或工藝流程的順序控制、故障報警及顯示。每個系統通過PLC上掛Ethernet，進行數據交換。連鑄濁環水斜板除油沉淀池系統通過交換機與連鑄組成上一級管理網。每個PLC由Ethernet通訊接口提供自己的網絡鏈接Web頁，用戶可通過瀏覽器、HTML瀏覽本系統的運行狀況和生產情況。 斜板除油沉淀池基礎自動化控制系統完成斜板除油沉淀池系統工藝設備的電氣、儀表控制。由一套QUANTUM控制器構成。斜板除油沉淀池值班室設HMI操作站。通過以太網連接水處理區以太網交換機上，通訊介質為光纖，實時交換數據。系統構成如圖1所示。 圖1 系統構成圖 2.2 PLC選型及I/O分配 根據裝置工作需要，選用性價比較高的Schneider QuantumnPLC，系列可編程控制器來構建控制系統。CPU采用140-CPU-534-14，并且PLC帶有一個擴展機架。 32點數字量輸入模塊采用直流24V電源供電，用于檢測控制命令和開關狀態；16點數字量輸出模塊采用交流220V電源供電，用于各操作開關的控制、指示燈的狀態顯示；模擬量輸入，將模擬測量信號轉變為相應的數字量已被計算機所接收。斜板除油沉淀池系統帶有14個信號處理模塊，其中9個數字量輸入模塊140-DDI-853-00，3個數字量輸出模塊140-DAO-842-10，2個模擬量輸入模塊140-ACI-030-00，擴展模塊選用140-CRA-93X-00 和140-CRA-93X-00，通訊處理模塊選用140-NOE-771-10。 3、上位監控軟件設計 3.1監控軟件特點 Monitor Pro 是一種上位監控軟件，它工作在普通的PC機上，運行于Windows 2000 或 XP 上，網絡功能強大,Client/Server結構；它包括兩大部分：畫面（HMI）部分—The Client Builder ，實時數據庫（RTDB）部分—The Configuration Explorer 。 采用當今流行的Client/Server結構，軟件配置如圖2所示。為保證工業現場的穩定，服務器采用英文Windows2000操作系統，,Monitor Pro V7.2單機版監控軟件, 數據庫、客戶端和服務器運行于一臺工控機上。作為Client/Server結構，斜板除油沉淀池過程控制系統的HMI上位監控的數據全部通過服務器提交查詢、修改等指令，通過光纖以太網，分派至PLC控制器，完成對現場設備的在線監控與操作。服務器中放置SQL7.0 數據庫，通過ODBC接口與MP7實現連接，完成對歷史數據的處理與存儲。 圖2 上位監控系統軟件配置圖 3.2上位機功能 上位機實現的功能如下：數字顯示集水坑液位、除油沉淀池瞬時流量、累積流量，顯示各設備的啟動、停止、運行、故障等狀態；啟動時，設備按鈕為綠色，正常時為紅色，故障時畫面顏色閃爍，同時并用文本方式顯示故障類型，方便故障的排除；能記錄一個月的故障情況（故障時刻、故障類型等），方便地進行事故分析。如水池水位一旦高于或低于警戒水位時，立刻報警，避免了水池溢水或抽空，既節約了寶貴的水資源，又保護了設備。HMI監控畫面如圖3所示。 圖3 HMI監控畫面 4、下位軟件設計 程序控制軟件采用Concept 2.6編程軟件，Concept編程軟件基于 Windows 的集成開發環境；含有全部的 IEC-1131 規定的編程語言；用戶可創建自己的函數塊，并可重復使用；內置的模擬仿真調試器可離線仿真，加快應用軟件的開發和調試；提供多達7 層的軟件存取保護，防止非法訪問，安全、可靠；具有強大的在線幫助功能，界面友好，信息量大，極大方便應用開發人員的使用。控制程序流程圖如圖4所示。 圖4 控制程序流程圖 5、實現功能 所有電氣設備的控制均可在HMI上通過點擊鼠標進行操作，。每個設備設有機旁操作箱，機旁操作箱上設有集中、現場選擇開關。當選擇現場操作時，通過機旁操作箱上的啟動、停止按鈕，在機旁進行控制，此方式為單機單動狀態，用于調試階段。當選擇集中操作時，攪拌機、刮油機、計量泵可以在HMI啟動、停止，潛污泵、泥漿泵、漿液閥有HMI自動和HMI手動兩種操作方式。 潛污泵僅在外部管廊集水坑液位高時使用。當集水坑液位超過最高水位-7.65m時，潛污泵自動投入運行，實現排水，當集水坑液位降至工作水位-8.10m時，潛污泵關閉，系統又轉入正常運行狀態。吸水池水位變化情況在除油沉淀池站CRT上顯示，以提醒現場工作人員及時處理。 HMI手動：單擊HMI自動按鈕，打開相應的子畫面，點擊啟泵按鈕，電機運行后，泵運行信號變綠；延時5S后，點擊開閥按鈕，閥的電機運行后，閥運行信號變綠；點擊關閥按鈕，閥的電機停止，閥運行信號變紅。當閥關閉后，相應的泵也連鎖停止。 HMI自動：單擊HMI自動按鈕，所有泥漿泵、漿液閥的設備運行將納入自動方式的連鎖關系中。1#泥漿泵運行，延時5秒后，1#漿液閥打開，1#泥漿泵運行15分鐘后，1#漿液閥關閉，同時2#泥漿泵運行，延時5秒后，2#漿液閥打開，2#泥漿泵運行15分鐘后，2#漿液閥關閉，同時3#泥漿泵運行……，以此類推。12#泥漿泵運行，延時5秒后，12#漿液閥打開，12#泥漿泵運行15分鐘后，12#漿液閥關閉，第1臺泥漿泵開啟……。當其中1臺泥漿泵出現故障時，自動啟動下一臺泥漿泵。當有5臺泵出現故障時，所有的泥漿泵、漿液閥禁止運行。 6、結束語 經該PLC控制系統的設備滿足了生產要求，能在上位機上實時的反映遠距離設備的工作情況和報警信息，使操作更方便、故障處理更及時，達到了生產自動化控制的目標。 參考文獻 于慶廣．可編程序控制器原理及系統設計．北京：清華大學出版社，2004 聯系人：李 俠 通訊地址：濟南市工業北路21號 濟南鋼鐵集團總公司自動化部 電話：（0531）88866647 E-mail: zglx0504@163.com 李俠 女（1979—）工學學士 從事電氣自動化方面的工作