基于ControlLogix自动控制技术的炼钢转炉控制系统

　　1 生产工艺简介

　　转炉冶炼通常从主原料装人开始，将装在废钢料槽中经废钢区电子称称量合格后的废钢装入转炉，然后再用起重机吊运经称量后的铁水从转炉炉前兑入转炉，主原料装人完毕后，转炉回复到垂直位置，开始下降氧枪进行吹氧冶炼。吹氧开始后2 ~3 分钟下降活动烟罩，开始煤气回收，在吹氧过程中根据需要分批加入副原料造渣进行钢水冶炼，同时进行炉气分析，吹氧停止前2 ~ 3 分钟时，活动烟罩上升;吹氧结束后，进行测温取样定氧定碳，当钢水温度及碳含量满足终点控制要求后，即可开始准备出钢，操作人员在现场操作室内操作转炉进行出钢;将钢水装入放置在钢水罐车上的钢水罐中，当出钢过程进行至1 / 3 时，开始向钢水罐中添加脱氧剂及合金化操作，出钢完毕后，再将钢渣倒人钢渣罐中，留少部分钢渣进行溅渣护炉工序，整个冶炼周期亦就完成。

　　2 系统简介

　　系统采用了罗克韦尔自动化的1756 一L63M24 ControlLogix 5562 控制器为主控制器，选用1336 FORCE 系列变频器为重要设备的驱动装置，以工业以太网及ControlLogix 为主要的控制网络，该自动控制系统采用环型网络拓扑结构，由3 套过程控制服务器、2 套HMI 服务器(冗余)、1 套开发维护终端、1 套网络管理计算机、1 套工程师站、1 套编程器、19 套操作员站、9套PLC 和相应的网络设备构成(如图1 )。

　　控制系统连接网络共有4层：①设备网(DeviceNet/ProfiBus);②控制(ControLogix);③厂级管理网(Ethernet/IP);④局域网(Ethernet/IP)。罗克韦尔公司的自动控制系统主要应用于设备网及控制网，合称为基础自动化级(如图2 ) ，主要完成设备的顺序控制、联锁控制、位置控制、速度控制、参数调节、故障检测与报警、 现场数据采集等任务，是保证工艺设备正常运行的关键。

　　3 系统控制功能及实现

　　在转炉冶炼生产过程中，各种控制功能的设计均是以安全、稳定为主要的设计思路，加之控制系统繁多，控制系统之间关系密切。

　　3 . 1 PLC程序设计

　　系统各控制功能采用罗克韦尔公司专用编程软件RSLogix5000 ，根据控制功能的特点运用梯形图、语句表、流程图来实现各功能的编制，共分为转炉本体控制程序、电气公用控制程序、仪表公用程序、合金控制程序、喂丝控制程序、除尘控制程序等七套系统功能控制程序，通过采用工业以太网的通信方式，使得各控制程序中的数据信息共享，简化了数据传输通道，提高了系统的实时性及稳定性。

　　3 . 2 主要电气控制功能

　　在运用交流变频调速的基础上，通过Control Net 和DeviceNet 通讯网络，将核心控制单元与驱动装置组建为一个以通讯网络为主的控制网，利用罗克韦尔公司稳定、可靠的网络通讯技术，将生产过程控制指令进行模数化，减少外界对控制信号进行干扰的机率，同时通过数据传送的方式，将设备状态及运行信号，反馈至中央控制系统，为生产操作人员提供友好的人机界面。