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1、引言

    一次抽引風(fēng)機(jī)作為轉(zhuǎn)爐煉鋼的核心設(shè)備，其安全高效穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)乎整個(gè)煉鋼系統(tǒng)是否穩(wěn)定順行。同時(shí)作為煉鋼煤氣回收的關(guān)鍵設(shè)備，一次抽引風(fēng)機(jī)還影響整個(gè)煉鋼的環(huán)保、能源回收以及負(fù)能煉鋼的實(shí)現(xiàn)，因此，保證一次抽引風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定高效成為一個(gè)煉鋼廠(chǎng)首先要考慮的問(wèn)題。濟(jì)鋼集團(tuán)第三煉鋼廠(chǎng)現(xiàn)有120噸轉(zhuǎn)爐3座，與之相對(duì)應(yīng)的是3臺(tái)一次抽引風(fēng)機(jī)，在實(shí)際應(yīng)用中由于一次抽引風(fēng)機(jī)的各種故障多，影響轉(zhuǎn)爐的正常生產(chǎn)，為了徹底的解決這一困擾生產(chǎn)的問(wèn)題，三煉鋼決定新上一臺(tái)備用一次抽引風(fēng)機(jī)作為其他3臺(tái)風(fēng)機(jī)的備用風(fēng)機(jī)。濟(jì)鋼第三煉鋼廠(chǎng)的3座轉(zhuǎn)爐分兩期工程投產(chǎn)，由于工程原因兩期工程所采用的工業(yè)以太網(wǎng)不在同的網(wǎng)段上，而新上的備用風(fēng)機(jī)又必須對(duì)所有風(fēng)機(jī)備用，因此我們必須實(shí)現(xiàn)PLC跨網(wǎng)段通訊。

2、QUANTUM自動(dòng)控制平臺(tái)介紹

2、1 硬件平臺(tái)簡(jiǎn)介

    Quantum 系統(tǒng)是具有數(shù)字量處理能力的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。Quantum 具有模塊化、可擴(kuò)展的體系結(jié)構(gòu)，用于工業(yè)和制造過(guò)程實(shí)時(shí)控制。它包括 Quantum 系列CPU、I/O模板、I/O接口、通訊模板、電源和底板。CPU是基于486、586和Pentium 處理器的高性能可編程控制器系，兼容 Unity Pro 軟件。CPU 中實(shí)現(xiàn)的部分特性有：

    ● 優(yōu)越的掃描時(shí)間和 I/O 吞吐量。

    ● 處理定時(shí)中斷和基于 I/O 的中斷的能力。

    ● 可處理快速任務(wù)和主任務(wù)。

    ● 可通過(guò) PCMCIA 內(nèi)存擴(kuò)展卡進(jìn)行內(nèi)存擴(kuò)展。

    ● CPU 中內(nèi)置多種通信接口。

    ● 在高端型號(hào)的前面板上，配有用戶(hù)友好的診斷和操作 LCD 顯示屏。

    Quantum系統(tǒng)為開(kāi)放的、基于標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)連接和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連接，提供多種選擇。Quantum支持的網(wǎng)絡(luò)包括：Modbus Plus 、 Modbus 、TCP/IP、SY/MAX 以太網(wǎng)模塊、遠(yuǎn)程 I/O 模塊、熱備模塊 (Concept/ProWORX)等等。這些網(wǎng)絡(luò)的組合可用來(lái)保證具有簡(jiǎn)單的、高性能的通訊結(jié)構(gòu)，緊密地滿(mǎn)足計(jì)算機(jī)和控制器連接的集成要求。

    TCP/IP以太網(wǎng)是我們風(fēng)機(jī)系統(tǒng)所采用的通訊方式。跨網(wǎng)段實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)通訊是我們此次電氣系統(tǒng)改造的重點(diǎn)，Quantum自動(dòng)控制平臺(tái)給我們提供了功能強(qiáng)大的以太網(wǎng)模板，NOE771XX系列產(chǎn)品。該系列能夠兼容Unity Pro、Concept、ProWORX等軟件，具有標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)頁(yè)、Modbus TCP 報(bào)文、I/O Scanning 服務(wù)、FDR 客戶(hù)端、SNMP 管理等功能。

2、2 軟件平臺(tái)

    施耐德的Concept軟件平臺(tái)是基于施耐德Quantum硬件平臺(tái)的PLC組態(tài)編程軟件，功能實(shí)用強(qiáng)大，是一款成熟的軟件平臺(tái)。

    Concept 符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定IEC 1131-3，提供統(tǒng)一的配置環(huán)境。開(kāi)發(fā)Concept的指導(dǎo)原則是，所有系統(tǒng)配置程序以及所有編輯器都應(yīng)具有相同的外觀(guān)和感覺(jué)。配置的大多數(shù)步驟，尤其是程序創(chuàng)建，都是在不依賴(lài)于要編程的PLC 的情況下設(shè)計(jì)的。整個(gè)程序被分成與邏輯結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的若干區(qū)段，Concept 配置工具允許對(duì)象( 例如功能塊、步以及轉(zhuǎn)移) 被輕易地以圖形形式選定、放置或移動(dòng)。在對(duì)象放置過(guò)程中，可行性測(cè)試已經(jīng)在SFC(順序功能圖/順序語(yǔ)言)編輯器中發(fā)生，因?yàn)閷?duì)象之間的大部分連接都是在放置的過(guò)程中自動(dòng)生成的。在FBD 編輯器(功能塊圖/功能塊語(yǔ)言) 和LD 編輯器(梯形圖)中， 可行性測(cè)試在各塊相互連接時(shí)發(fā)生。未經(jīng)認(rèn)可的連接，例如那些在不同數(shù)據(jù)類(lèi)型之間的連接，在配置過(guò)程中就已被刪除。可行性測(cè)試在LL984 編輯器(梯形邏輯984)中也是在放置過(guò)程中發(fā)生。在IL 編輯器( 指令表) 和ST編輯器(結(jié)構(gòu)化文本)中，未經(jīng)認(rèn)可的指令可由彩色輪廓線(xiàn)標(biāo)識(shí)。在第一次成功的運(yùn)行程序以后，程序可以在圖形模式下通過(guò)移動(dòng)連接塊以及文本進(jìn)行優(yōu)化，以改善顯示。

3、利用QUANTUAM平臺(tái)跨網(wǎng)段控制的實(shí)現(xiàn)

3、1 實(shí)際情況的分析

圖1：實(shí)際環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

    3座轉(zhuǎn)爐的一次抽引風(fēng)機(jī)的自動(dòng)化控制均由Quantum平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，由圖1可見(jiàn)，3座轉(zhuǎn)爐一次抽引風(fēng)機(jī)分別隸屬于3個(gè)不同的光纖冗余環(huán)網(wǎng)當(dāng)中，其網(wǎng)段分別為172.16.57.XX和172.17.48.XX。

    新上的備用風(fēng)機(jī)控制PLC要實(shí)現(xiàn)與172.16.57.XX和172.17.48.XX兩個(gè)網(wǎng)段的其他控制PLC(氧槍系統(tǒng)、汽化系統(tǒng)等)的數(shù)據(jù)交換，這樣在備用風(fēng)機(jī)中的一個(gè)通訊寄存器就必須面臨兩個(gè)不同網(wǎng)段PLC的讀寫(xiě)，同樣也要讀寫(xiě)不同網(wǎng)段中各個(gè)相關(guān)PLC的寄存器。