項目背景
隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展， 特別是控制技術(shù)、工業(yè)IT技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及應(yīng)用，對現(xiàn)代化企業(yè)的工業(yè)過程控制要求也越來越高。全自動計量配料控制系統(tǒng)在各行業(yè)的應(yīng)用已屢見不鮮，它是成品生產(chǎn)的首要環(huán)節(jié)，特別是有連續(xù)供料要求的行業(yè)，其配比的過程控制直接影響了成品的質(zhì)量，更是企業(yè)取得最佳經(jīng)濟(jì)效益的先決條件。
雖然行業(yè)各自不同的工藝特點(diǎn)對配料控制要求也不同，但高可靠性，先進(jìn)性，開放性，免維護(hù)性，可擴(kuò)展性目標(biāo)是一致的。例如在鋼廠的配煤煉焦生產(chǎn)工藝過程中，需要將精煤、肥煤、氣煤、瘦煤、焦煤、貧煤按適當(dāng)比例配合，此過程稱之為自動配煤，是整個焦化生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一，對生產(chǎn)高質(zhì)量的焦炭、合理利用煤炭資源及控制生產(chǎn)成本具有重大意義。
“中國第一爐”
項目合作方的7.63米焦?fàn)t有著“中國第一爐”之稱，它屬于先進(jìn)環(huán)保的搗固焦?fàn)t，年生產(chǎn)能力為115萬噸，可確保項目方每年生產(chǎn)300萬噸的優(yōu)質(zhì)不銹鋼鐵水。為使焦?fàn)t煤料的配比更加準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)自動配煤裝置智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，并向企業(yè)實(shí)時數(shù)據(jù)庫和管理數(shù)據(jù)庫提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來源，在反復(fù)比較當(dāng)今市場流行的自動化方案優(yōu)劣基礎(chǔ)上，項目方最終選擇西門子SIMATIC自動化產(chǎn)品解決方案。
西門子自動化產(chǎn)品解決方案
項目整個自動配煤裝置為生產(chǎn)現(xiàn)場無人化管理，所有的操作和監(jiān)視均在中央控制室中進(jìn)行，系統(tǒng)采用分布式計算機(jī)監(jiān)控管理方式，主要由兩套西門子S7-300PLC、兩套WinCC V6.0監(jiān)控軟件及工控機(jī)、48套SIMOVERT MASTERDRIVES 6SE70工程型變頻器、24臺CFC-200回路調(diào)節(jié)控制器、3套OSM等控制單元構(gòu)成一個基于TCP/IP 100M光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)的SCADA系統(tǒng)。
其中各關(guān)鍵裝置如：PLC、變頻器、調(diào)節(jié)控制器、分布式I/O之間數(shù)據(jù)傳輸采用Profibus-DP協(xié)議通訊方式，以確保高實(shí)時性和高動態(tài)響應(yīng)要求。Profibus通訊速率最高可達(dá)12Mbit/S， 8個節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的總線循環(huán)時間最快可至0.2ms。Profibus在全球制造業(yè)自動化和流程工業(yè)自動化的總安裝站點(diǎn)數(shù)已突破1千萬，比任何其它現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)都高出許多，它的節(jié)點(diǎn)設(shè)備數(shù)量占有率目前穩(wěn)具全球第一，它是全球范圍內(nèi)目前唯一能夠以標(biāo)準(zhǔn)方式應(yīng)用于所有領(lǐng)域并貫穿整個過程鏈的現(xiàn)場總線。
這種系統(tǒng)架構(gòu)充分發(fā)揮了西門子Simatic自動化產(chǎn)品的資源，具有高可靠性，強(qiáng)抗干擾能力和靈活的可擴(kuò)充性，可獨(dú)立完成對設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、精度控制和監(jiān)控聯(lián)鎖。
上位機(jī)WinCC V6.0組態(tài)軟件作為HMI，通過操作畫面對實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和報警，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝過程參數(shù)的實(shí)時曲線、歷史趨勢顯示、報警記錄、配方管理、產(chǎn)量統(tǒng)計、各類數(shù)據(jù)歸檔和安全連鎖保護(hù)，同時通過VBA編程實(shí)現(xiàn)Excel報表輸出、打印及預(yù)覽等功能。
系統(tǒng)需要監(jiān)測重量、速度、位置、缺料、堵料、皮帶打滑、電機(jī)啟停、電流、轉(zhuǎn)距和轉(zhuǎn)速等一千多個模擬量I/O和數(shù)字量I/O控制點(diǎn)，具有48個PID閉環(huán)控制回路和2套遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)操作站。整套系統(tǒng)通過光纖交換機(jī)進(jìn)入Ethernet與焦業(yè)公司的其它焦化工藝段及廠級管理網(wǎng)進(jìn)行銜接，達(dá)到管控一體化水平。
項目運(yùn)行及反饋
中國第一爐─項目方此7.63米焦?fàn)t已于2008年7月順利投產(chǎn)。整個配煤系統(tǒng)運(yùn)行可靠、性能穩(wěn)定、操作方便、自動化程度高、配煤準(zhǔn)確率和焦炭質(zhì)量穩(wěn)定率都得到大幅提高。不僅降低了煤耗和能耗，還大大提高了生產(chǎn)效率，為項目方不銹鋼年產(chǎn)能達(dá)到300萬噸，成為全球產(chǎn)能最大的現(xiàn)代化不銹鋼企業(yè)打下了基礎(chǔ)。
通過此次自動配煤項目設(shè)計、實(shí)施，項目方進(jìn)一步加深了對西門子Simatic自動化產(chǎn)品的了解。系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)和Profibus-DP現(xiàn)場總線，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場儀表、PLC、分布式I/O、操作站/工程師站、變頻驅(qū)動器之間的相互通信，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院涂垢蓴_性，減少了大量線纜，現(xiàn)場安裝、調(diào)試的工作量也大大降低，縮短了項目實(shí)施周期，更提高了工作效率和項目質(zhì)量。
同時，西門子Simatic自動化產(chǎn)品的產(chǎn)品鏈長、性能超群、覆蓋面廣、普及率高、網(wǎng)站內(nèi)容豐富且更新快、各類文檔資料齊全、項目方技術(shù)服務(wù)響應(yīng)快，這一切都為項目方的實(shí)際工作帶來了極大便利。
（轉(zhuǎn)載）
