張潔敏（天津天鐵冶金集團(tuán)有限公司煉鐵廠，河北涉縣056404）

0 引言

我公司3#高爐電氣設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)總線控制采用老式圖爾克公司的模塊，現(xiàn)在廠家已經(jīng)不生產(chǎn)，面臨著無(wú)備件更換的問(wèn)題，相對(duì)于新型總線系統(tǒng)而言，故障率高，穩(wěn)定性不高，存在數(shù)據(jù)傳輸丟包的情況，制約著高爐生產(chǎn)及穩(wěn)定運(yùn)行。監(jiān)控總圖運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)十幾年未有更新變化，畫面雜亂，顏色較多，二級(jí)對(duì)話框較少，不夠簡(jiǎn)潔直觀，且操作工一直是鍵盤操作，較為落后，因此對(duì)3#高爐電氣設(shè)備、監(jiān)控組態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)改造。

1 技術(shù)原理

1.1 BL67工業(yè)總線概述

（1）工作運(yùn)行環(huán)境溫度范圍-25～70℃，安全防護(hù)等級(jí)IP7。

（2）BL67總線模塊支持?jǐn)?shù)字量、模擬量、溫度、RS232等接口，支持熱插拔技術(shù)。

（3）BL67總線底板與傳感器和執(zhí)行器是無(wú)源連接，使用獨(dú)立連接的底板可實(shí)現(xiàn)快速更換總線模塊。

1.2 配置/參數(shù)

總線編址范圍為0～63，網(wǎng)關(guān)模塊上有2個(gè)旋碼開(kāi)關(guān)，一個(gè)為*10，另一個(gè)為*1，箭頭指針指向需要設(shè)定的數(shù)字，完成設(shè)置模塊地址。系統(tǒng)的傳輸速度是同PLC主站的傳輸速度設(shè)置相對(duì)應(yīng)的。BL67模塊選擇19200波特率，傳輸速度自動(dòng)檢測(cè)。

3#高爐現(xiàn)場(chǎng)總線全部更換為圖爾克BL67總線模塊，將原來(lái)的4通道模塊改為2通道總線，一個(gè)DP網(wǎng)關(guān)可帶多個(gè)模塊，數(shù)字量模擬量均可，模擬量模塊8塊以上時(shí)，需要加裝24V模塊，供電使用，否則供電不足時(shí)沒(méi)有數(shù)據(jù)輸出。

監(jiān)控組態(tài)使用GE公司的Cimplicity 6.1組態(tài)軟件，在原有的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)鼠標(biāo)操作，開(kāi)關(guān)變成按鈕，根據(jù)工藝要求，開(kāi)關(guān)可調(diào)節(jié)為點(diǎn)動(dòng)操作，原來(lái)的閥位狀態(tài)是不可調(diào)節(jié)的，非開(kāi)即關(guān)，停留不到中間位置，通過(guò)點(diǎn)擊鼠標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)閥位一點(diǎn)一點(diǎn)的動(dòng)作，調(diào)節(jié)更加準(zhǔn)確，提高了設(shè)備的精度。趨勢(shì)圖中添加Y軸坐標(biāo)，每一條曲線對(duì)應(yīng)一個(gè)Y軸坐標(biāo)，將起始點(diǎn)設(shè)定為不同的數(shù)值，曲線變化的趨勢(shì)更加明了。

2 總線結(jié)構(gòu)及注意事項(xiàng)

2.1 高爐總線結(jié)構(gòu)

3#高爐系統(tǒng)的關(guān)鍵在于PLC主機(jī)入口處存在瓶頸現(xiàn)象。由于高爐現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備眾多，且分布比較分散，數(shù)字量模擬量信號(hào)進(jìn)入PLC后，必須經(jīng)過(guò)模擬/數(shù)字，數(shù)字/模擬相互的轉(zhuǎn)換，造成信號(hào)精確度有所降低，以至于PLC的循環(huán)掃描周期加長(zhǎng)，不利于PLC抽出空閑時(shí)間來(lái)進(jìn)行程序優(yōu)化工作，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)性能下降，嚴(yán)重影響到高爐各種信號(hào)的實(shí)時(shí)性傳輸，從而可能會(huì)影響到整個(gè)高爐電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的整體的穩(wěn)定性、可靠性。高爐現(xiàn)場(chǎng)的總線布置圖見(jiàn)圖1。

以上每層平臺(tái)都有自己獨(dú)立的總線控制系統(tǒng)，總線一進(jìn)一出呈總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以終端電阻為終點(diǎn)，形成環(huán)路，PLC總線模板采集現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋給CPU進(jìn)行處理及控制。

2.2 總線檢修注意事項(xiàng)

（1）查看BL67總線設(shè)備狀態(tài)是否正常。電源燈總線燈綠色表示正常，紅色則為故障，診斷燈閃爍表示存在端子未接線無(wú)設(shè)備連接，不影響總線系統(tǒng)。

（2）總線頭里的接線是否有短接或斷開(kāi)、屏蔽未接等現(xiàn)象。在現(xiàn)場(chǎng)檢修過(guò)程中，如果設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但網(wǎng)關(guān)指示燈上有的為紅燈，則需要先打開(kāi)總線頭，查看線路是否正常，有無(wú)斷開(kāi)、屏蔽線斷等現(xiàn)象，接線柱出線是否牢固是否正確。

（3）模板與底座是否接觸完好。BL67總線模板的網(wǎng)關(guān)帶底座，其他模板一個(gè)接一個(gè)往上插入，若接觸不好，未插到底部，則找不到設(shè)備，指示燈也為紅燈。

（4）定期檢查設(shè)備是否牢固，有松動(dòng)現(xiàn)象。底板固定要牢固，螺絲定期緊固。

圖1 高爐總線分布圖

（5）終端電阻插要插到最后一站，即地址最大的站。如果是編碼器設(shè)備，則不需要終端，編碼器可以設(shè)置為終端設(shè)備，從而形成回路，總線回路正常。

3 組態(tài)監(jiān)控

GE組態(tài)軟件Cimplicity 6.1由美國(guó)通用公司開(kāi)發(fā)，用于快速構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件。它是基于微軟Microsoft 32位Windows平臺(tái)上運(yùn)行的，通過(guò)可編程控制系統(tǒng)ME軟件對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理，組態(tài)根據(jù)ME控制，建立工程，制作動(dòng)畫顯示、開(kāi)關(guān)按鈕操作等多種方式，提供了大量的圖形庫(kù)，Cimplicity 6.1廣泛應(yīng)用于電氣自動(dòng)化領(lǐng)域。

3.1 創(chuàng)建工程

打開(kāi)CIMPLICITY HMI6.1軟件新建工程，輸入自定義的工程名，添加設(shè)備，設(shè)定與PLC的IP地址相同的地址，進(jìn)行匹配，其次選擇TCP/IP協(xié)議，也可建立TCP/IP1，供多個(gè)設(shè)備選用。建點(diǎn)，輸入點(diǎn)的實(shí)際地址，可以是單個(gè)點(diǎn)，也可以是數(shù)組。數(shù)據(jù)源選系統(tǒng)源等配置信息，數(shù)據(jù)庫(kù)中添加數(shù)據(jù)表，設(shè)定表屬性，數(shù)據(jù)讀取的時(shí)間間隔，數(shù)據(jù)清除的周期等參數(shù)，基本參數(shù)設(shè)定完好后保存更新，啟動(dòng)工程，連接到PLC。工程建立，在工程（Project）里添加設(shè)備，制作圖形。制作按鈕，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制，編寫腳本，鼠標(biāo)按下則可編程控制系統(tǒng)，該點(diǎn)一直有輸出高電平控制閥位開(kāi)啟或關(guān)閉，隨時(shí)可抬起鼠標(biāo)，高電平變?yōu)榈碗娖?，無(wú)輸出，閥位停止開(kāi)啟或關(guān)閉，卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)中高爐下密閥更換時(shí)，需要頻繁調(diào)節(jié)位置，鼠標(biāo)操作實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)動(dòng)控制，可停留在任何位置，方便機(jī)械設(shè)備調(diào)試，設(shè)備精度也提高了，改變了原來(lái)鍵盤操作只能開(kāi)或關(guān)的問(wèn)題。CIMPLICITY圖形庫(kù)中按鈕顏色的變化只能體現(xiàn)在按鈕的字體上，按鈕本身不能改變顏色，對(duì)操作人員來(lái)說(shuō)不夠直觀。針對(duì)該問(wèn)題，我們將同一個(gè)按鈕設(shè)計(jì)成兩種顏色，在可見(jiàn)框中輸入不同的數(shù)值，定義紅色按鈕為停止，即低電平數(shù)值為0，綠色按鈕為高電平，數(shù)值為1，按鈕的事件均為鼠標(biāo)按下，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的腳本，實(shí)現(xiàn)按鈕顏色變化控制。

3.2 趨勢(shì)圖

在database中創(chuàng)建數(shù)據(jù)表，表中建立數(shù)組點(diǎn)，點(diǎn)屬性要選擇ALL，這樣數(shù)組中的點(diǎn)才能都被定義。例如R1500數(shù)組有20個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)屬性對(duì)話框要點(diǎn)擊全部，左側(cè)對(duì)話框出現(xiàn)0-19，表示20個(gè)元素都被定義到數(shù)據(jù)表中。趨勢(shì)圖點(diǎn)擊定義好的數(shù)據(jù)表，在從數(shù)據(jù)表中選出需要的點(diǎn)，例如上升管溫度東南西北，r1500代表東南，r1501東北，r1502西南，r1503西北，這4個(gè)點(diǎn)的溫度正常情況差別不大，曲線存在重合現(xiàn)象，溫度上下1～2℃變化是看不出的，不方便工長(zhǎng)進(jìn)行爐況分析，為此設(shè)計(jì)了4個(gè)Y軸坐標(biāo)，每一個(gè)溫度對(duì)應(yīng)一個(gè)Y軸，Y軸坐標(biāo)的范圍起始點(diǎn)定義為不同的數(shù)值，但是量程一致，這樣就出現(xiàn)4條不同的曲線，沒(méi)有交叉，沒(méi)有重合，即便數(shù)值相同或相近，反映到趨勢(shì)圖中也是不同的曲線，直觀，清楚的反應(yīng)了溫度變化趨勢(shì)，方便工長(zhǎng)根據(jù)曲線判斷爐子內(nèi)的情況，更好的控制高爐，提高冶煉水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

作為通用型的工具性軟件，組態(tài)監(jiān)控的制作在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中始終處于“承上啟下”的地位。如果涉及到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集，則會(huì)考慮用組態(tài)軟件。正因?yàn)槿绱耍M態(tài)軟件幾乎應(yīng)用于所有的工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中。3#高爐電氣設(shè)備升級(jí)改造，組態(tài)監(jiān)控整合后，投產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)化，現(xiàn)已逐現(xiàn)步推廣到其他高爐使用。