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西门子一级|授权代理

发布时间： 2023-02-28 10:49 更新时间： 2023-10-26 04:00

某钢铁公司新建转炉工程选用国际国内先进的工艺装备。转炉工程总投资5.02亿元、工期18个月，设计能力为年产钢200万吨。此项工程是经国务院办公会批准，国家经贸委、国家计委列入国债项目予以实施的工程，其中转炉工程是迄今为止国内冶金行业大的工程总承包项目，也是全国唯一一个由国内钢铁设计研究总院总承包的完整炼钢厂工程。
　　SIAS在此项工程中负责承担项目的电控产品供货、系统详细设计与集成、用户系统培训、柜体成套及现场调试与工程服务工作。

工艺及设备情况简介：
　　该工艺采用了"先进、可靠、成熟"的顶底复吹和高效连铸技术。
　　转炉本体:在整个转炉吹炼过程中，由于冶炼操作需要，转炉需要倾动到不同的角度，以便进行各项作业内容。
　　o 转炉倾动回转角度：+/-0-360度
　　o 转炉倾动回转速度：高速1.0r/min/低速0.2r/min
　　氧枪 :转炉氧气炼钢法与其他炼钢法相比，一个重要的特点就是氧气以高速射流形式穿入熔池金属液中，从而实现对金属液的冶炼过程。

·吹炼
·溅渣护炉
·氧枪刮渣
·换枪
·氧枪紧急提升
·液面高度设定
·氧枪位置控制校准
·氧枪升降速度设定

板坯连铸机:板坯连铸是炼钢车间比较重要的工序，完成从钢水到板坯材的制成工作。

·钢水罐及中间罐车
·结晶器振动装置
·扇形段夹送辊（拉矫装置）
·切割前辊道
·切割下辊道
·喷印辊道

方坯连铸机:方坯连铸与板坯连铸类似，同样也是炼钢车间比较重要的工序，完成从钢水到方坯材的制成工作。

·钢水罐及中间罐车
·结晶器振动装置
·拉矫机装置
·液压剪切装置或火焰切割机
·后部输送辊道

控制方案简介及控制难点说明：
　　在本项目中，我们采用德国西门子公司的PLC、通讯、工控软件及传动控制产品组成高质量、高性能的整合的控制系统，完成整个项目的过程及拖动控制任务。其中，采用了五套S7-400型PLC、十五套S7-300型PLC、近百套MASTERDRIVER系列传动产品（功率范围从几KW到数百KW）。
　　上位监控系统由工业控制计算机配装工控软件，完成整个系统的过程数据采集、运行状态监视、系统设备控制及其他工业数据的采集、报表生成、打印、数据备份等工作。PLC系统与传动控制系统间采用的是西门子公司的PROFIBUS-DP总线通讯方式，完成控制信号及数据的高速传递与交换。同时，各子系统PLC与该子系统设备间有充分的信号线连接，当通讯系统出现故障时，子系统可独立运行，保证系统的安全性及可靠性。

MPI通信多15个CPU，包括MPI全局通讯，单边通讯和双边通讯
MPI的全局通讯（300plc和300PLC）：
MPI的全局通讯一个包多22个字节，多4个数据包（一个发送，一个接收算一个数据包）
硬件的配置（我们在一个项目里面组态三个CPU）

注意在组态的时候建立的是MPI通讯，不是DP通讯
PLC1里进行硬件组态：

在PLC2里进行硬件组态：

在PLC3里进行硬件组态：
（和PLC2的CPU属性设置相同，地址更改为3）

我们在PLC里面不用编辑通讯的程序，只需在PLC1里给MB0开始的22个字节赋值，在PLC2里给MB0开始的22个字节解压使用即可。
程序的下载步骤：
一,先下载PLC1，使用编程电缆连接PLC1上的MPI接口

二，下载完PLC1的项目程序后，我们开始下载PLC1的全局通讯的通讯信息

三，下载PLC2，使用编程电缆连接PLC2上的MPI接口

四，下载完PLC2的项目程序后，我们开始下载PLC2的全局通讯的通讯信息

下载完成，连接上MPI通信电缆，测试通讯情况
MPI单边通讯（300的PLC和300的PLC）：
单边通讯主要用在PLC与PLC之间的通讯，一个发送和接受多76个字节
特别提示：因为通讯程序没有必要每个扫描周期都运行，所以我们可以把通讯程序放到OB35（循环中断）里面
下面我们开始单边通讯300对300的编程：
我们使用系统功能SFC68发送，SFC67接受
下面我们在PLC1里面进行编程：
SFC68发送数据

REQ：等于“1”的时候发送数据
C0NT：保持通讯，（是否使用这个SFC68进行发送），常为“1”
DEST_TD：通讯对方的地址
VAR_ADDR:对方接收数据的的缓存区（把要发送的数据放到对方的什么地方）
SD:本地需要发送的数据
REST_VAL:错误代码
BUSY:完成位
上图中SFC68的意思为，当M1.0为“1”，且M1.1为“1”，时向MPI地址是3的PLC中发送M0.0开始的20个字节，存到对方DB1.DB1000.0开始的20个字节中去。

SFC67接收数据
同样在标准库中找到SFC67：

SFC67接收信息
REQ：等于“1”的时候发送数据
C0NT：保持通讯，（是否使用这个SFC68进行发送），常为“1”
DEST_TD：通讯对方的地址
VAR_ADDR:对方存储数据的缓存区（我们要从地方的什么地方取数据）
REST_VAL:错误代码
BUSY:完成位
RD：本地存储信息的的地址（把对方的数据拿过来以后放到自己这边的什么地方）
上图中SFC67的意思是：当M1.4为“1”，且M1.5为“1”，时把MPI地址是3的PLC中DB1.DBX2000.0开始的76个字节存到自己PLC里从M100.0开始的76个字节中。
分别把PLC的程序下载到相应的CPU内，连接MPI通讯电缆测试
MPI单边通讯（300的PLC和200的PLC）：

S7-300为主站，S7-200为从站
（MPI通讯也可以通过EM277进行，EM277拨码开关地址要和300编程时填写的对方通讯地址相同）
和200的单边通讯方式和300对300的通讯相同，都需要使用SFC67和SFC68,进行数据的接收和发送。

上图中的信息意思是：当M200.0为“1”，且M200.1为“1”的时候把300PLC的以M0.0为开始的76个字节传送到200PLC以V0.0为开始的76个字节中去。

上图中的意思是：当M200.4为“1”，且M200.5为1的时候读取200PLC里以V1.0为开始的76个字节存放到300PLC的以M100.0为开始的76个字节里面。
特别提示：MPI的默认通讯速率是187.5kbit/s,需要将200对应接口的通讯速率也改成187.5kbit/s
S7-300和200的通讯不只是只能传递V区的数据
如下图程序：

当M1.1为“1”的时候，CPU调用SFC68(X_PUT)把S7-300中的数据MB6写入S7-200（站地址为
4）的QB0中

当M1.5为1的时候，S7-300会将S7-200的IB0的数值读取到S7-300的MB7中
MPI双边通讯（300PLC和300PLC）
MPI的双边通讯需要使用系统功能SFC65发送和SFC66接收、
SFC65发送数据：

SFC65，发送数据
REQ：等于“1”的时候发送数据
C0NT：保持通讯，（是否使用这个SFC65进行发送），常为“1”
DEST_TD：通讯对方的地址
REQ_ID:数据编号，（常填写本地MPI地址）
SD:要发送的数据块
REST_VAL:错误代码
BUSY:完成位
上图中的信息意思是：当M5.0和M5.1接通的时候把DB1.DBX3000.0为起始的76个字节的数据的3号数据包写入到MPI地址是3的PLC中。
在另外一台PLC（MPI地址中SFC65中的对方地址相同）内编写SFC66接收数据：

EN_DT:等于“1”的时候发送数据
RET_VAL:错误代码
REQ_ID:接收数据编号
NDA:检测数据
RD:接收数据存放的地点
上图中的信息意思是：当M6.0为“1”的时候，接收对方发来的信息，存放到DB1.DB3100.0开始的76个字节中。

系统主要的控制难点有以下几个方面：
·四台转炉倾动电机的负荷平衡
·氧枪提升时的钢绳松弛与抖动
·板坯夹送辊电机的负荷平衡
·方坯拉矫机的平衡出力
·通讯网络的高速、高效数据传递
　　其中，四台转炉倾动电机的负荷平衡是该项目中技术难度大的课题，要求必须做到高速响应、高控制精度、高安全可靠性能。与以往的同等级转炉项目不同，上述课题的传动控制装置全部采用的是西门子公司的全交流MASTERDRIVE 6SE70系列变频器产品，配合西门子公司的PLC、PROFIBUS-DP通讯网络构建起高性能的传动系统，充分发挥出西门子产品多功能、高性能的特点，较好地解决了技术难题，并将负荷分配控制精度提高到5%以上(用户提出的负荷分配考核指标为<8%)。同时，将转炉倾动系统的响应时间控制在2秒以内，响应速度大大提高。
　　众所周知，在冶金行业的工程项目中，所采用的电气自动化产品范围之广、种类之多几乎函概了电气自动化产品的所有门类，其中包括低压电器产品、逻辑控制产品(PLC)、工控及软件产品、通讯网络产品、仪表类产品、传动控制产品、传感器类产品、电动执行结构等等，德国西门子公司在上述的各项产品门类中都有高性能产品可供用户选择，同时在产品兼容性、产品相互接口的适应性等方面有着无可比拟的优势。
　　现场控制站在与设备自带的PLC通讯时，采用Profibus_FMS的方式，其通讯介质为屏蔽双绞线，其通讯速率大可达1.5Mbit/s。
　　10KV及各变电所的相关信号，通过智能继电保护装置及智能空气断路器、用PROFIBUS－DP的通讯方式与现场控制站交换数据，每个间隔保护及测量装置均作为现场控制站的从站。
　　现场控制站采用西门子S7 400 PLC，CPU采用4163DPCPU，具有运算速度快，资源丰富等优点。
　　计算机监控软件采用西门子WINCC，它具有画面显示、趋势曲线、报警处理、报表处理、数据管理、网上浏览等功能。
　　整个自控系统体现了西门子全厂一体化的先进自控理念，并且网络结构完全符合现场总线的。

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