姜曙光（1980－）
男，山东烟台人，助理工程师，毕业于解放军炮兵学院工业自动化专业，（济南钢铁集团自动化部，山东 济南  250101 ），现就职于济南钢铁集团自动化部。主要从事自动化方面的编程及现场调试工作。

摘要：为了减轻烧结厂原料场的粉尘污染，设计开发了喷洒水系统。该系统采用施耐德公司Modicon TSX Momentum 控制器，应用Concept 2.5组态软件 和CitectHMI 监控组态软件开发了相应的控制程序和监控画面，应用变频技术和PID调节，达到了要求的降尘要求。系统具有适应性强，操作简单，维护方便等特点，自投用以来，运行稳定可靠。

关键词：原料场；喷洒水；PID；PLC；HMI

Abstract: The automatic control system of sprinkling is designed and developed for reducing the vitiate of the powder in the field for piling up the material of the sintering plant . The techniques of Schneider’s Modicon TSX Momentum PLC is adopted in the automatic control system , and the correspondent control program and supervisory interface are also developed by means of concept 2. 5 and CitectHMI. The system has the characters of high stability, high reliability, high safety, high adaptability and convenient operation.

Key words: the raw material field；sprinkling；PID；PLC；HMI

1 前言

    在当前工业控制应用中，PLC以其高度的稳定性，便捷的编程及维护性能，在钢厂的信息自动化建设过程中，应用越来越广泛。济钢烧结厂新建原料场喷洒水系统采用了PLC控制，纳入整个烧结网络自动控制系统中，通过计算机控制系统监控各个设备的运行，及时准确的调整各个设备的运行，保证了整个生产系统的顺利运转。

2 工艺概况

    济钢烧结厂原料场共分为一次料场和混匀料场两大部分，共5个料条；其中1-3号料条在一次料场，4、5号料条在混匀料场，喷洒水系统在每个料条两侧各设有一套喷洒管道系统。整个系统由两台变频水泵并联，根据需要降尘区域的多少，开启不同区域的喷洒管道，由压力变化对变频水泵进行PID 调节，以达到设计要求的降尘效果。

3 系统组成及功能特点

    3.1 系统组成

    济钢烧结厂喷洒水系统有1套PLC(701AP)，3套I/O远程站（701AR1,701AR2,701AR3）以及两台HMI等设备组成。其中701AP PLC只要完成整个系统的电气控制及模拟量控制。设备的集中监视与控制操作通过HMI上的画面进行，整个烧结网络自控系统采用环网连接，本系统画面与其他系统画面共享操作。喷洒水自动化控制系统设 2台Server/Client 机,4台Client 机。作为Client/ Server 的结构,该系统的客户端和服务器应用OPC (OL E forProcess Cont rol) 协议进行通讯,集中控制室通过服务器采集各PLC 控制站的数据,并负责分发至各工作站,来自各工作站的指令再通过服务器分派至各PLC 控制站。

    3.1.1网络结构

    整个控制系统大量使用先进的网络技术,以满足不同层次通讯需求。PLC 系统CPU 模块集成了Ethernet 网接口(传输速率10MB/ s) ,通过10/ 100M 交换机上挂Ethernet 网,与上位机( Ethernet 网卡) 、其它PLC(Ethernet 接口) 、编程器等建立快速信息交换的Modbus TCP/ IP Ethernet 网络。整个系统通过交换机与一次料场的交换机通讯，加入整个原料厂控制系统的Ethernet环网。

    系统的网络结构及硬件配置如图1所示。

图2   PID调节硬件原理图

    3.2.2  PLC控制实现的主要功能

    PLC 控制级应用软件的开发采用施耐德公司提供的符合IEC 标准的Concept 2. 6 组态软件,能够完成PLC 系统的硬件组态,网络配置以及系统的各种控制、运算、故障诊断与设备的保护等方面程序设计。本系统PLC 应用程序实现的主要功能:

    （1）蓄水池水位与水泵连锁控制，当蓄水池水位达到水位下限时水泵自动停止运行，以保护电机。

    （2）供水泵出口阀与泵正常生产时，阀关位，启泵，15s 后，开阀；阀关到位后，停泵。工作泵与备用泵能够自动切换，当各泵组管远传压力达到最低时，备用泵启动,30s 后,工作泵停止运行。其中冲洗泵要求采用变频器控制，可根据用户的多少调速，保证管道压力恒定。

    （3）HMI监控实现的主要功能。HMI监控级采用悉雅特公司的CitectHMI监控组态软件。该系统监控级完成变频水泵系统、电磁阀系统，电动阀系统工艺参数的采集、设定、显示、声光报警级相关设备的操作和状态监控。实现的主要功能：

    ① 数据采集功能。CitectHMI监控系统采集的数据是工艺设备的实时数据，包括压力、液位、泵的运行状态等。这些数据通过通信网络最终连接到相关的工艺图形界面上显示出来。

    ② 画面显示功能。该监控系统为用户提供了可视化的窗口进行过程信息的处理。以不同的颜色区分设备的运行状态以及检测设备是否正常运行。

    ③ 实时报警功能。本系统能自动检测系统的运行状态，一旦出现故障，画面将出现报警，以供操作人员查看，解决。

4 结束语

    济钢原料场喷洒水系统软硬件成熟可靠，故障率低，操作简单，安全性高，便于维护。建成以后取得了良好的社会效益和经济效益 ，大大缓解了干燥大风天气受卸料所造成的扬尘，减轻了操作人员的劳动强度，减少了矿粉的损失。