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4、感性认识；进一步了解材料成型专业在国民经济建设中地位、作用和发展趋势；2初步了解所学专业理论知识，培养观察和分析实际钢铁材料生产过程的初步能力；并为学好后续专业课及搞好专业课课程设计奠定良好的基础；3熟悉本专业技术人员的工作职责和工作范围，获得材料生产的初步知识；4虚心向工人和技术人员学习，培养热爱专业、热爱劳动、热爱工农的品德。二、实习时间:2013-9-2至2013-9-17三、实习单位、实习部门、实习地点：马钢集团马钢集团自动化部马钢第一炼铁总厂四、实习内容：1、实习动员，安全教育2、仿真实验3、马钢第一炼铁总厂生产实习五、马钢第一炼铁厂9#高炉自动化控制系统1 概述 3 网络组成马钢股
5、份公司第一炼铁厂原有300 m 中型高炉5座，由于公司的产品结构调整及其配套工程的投产，公司铁水短缺的矛盾日趋尖锐，成为制约整体经济效益发挥的“瓶颈”，公司决定对第一炼铁厂9 高炉进行改造性扩容大修，将高炉的炉容扩充380 m ，并于2002年1月投产，整个系统由槽下上料控制、热风炉和高炉值班室数据采集与监控、高炉鼓风机控制等几个子系统组成。控制系统采用美国Interl lution公司的iFIX监控软件、Modicon Quantum系列PLC产品，并以Modicon Modbus plus (MB+)网络将几个子系统联结成一体，构成高炉局域网络系统。对高炉炼铁生产工艺全面监控。 2 高炉自
6、动化系统配置 9#高炉自动化控制系统网络配置图如图1所示。本系统由6台上位工控机组成监控层，4台PLC组成过程控制层。考虑到高炉系统的重要性和连续性，上位工控机、PLC设备和网络设备都采用冗余控制。上位工控机操作站配以Inte l lution公司的 iFIX监控软件包， 通过MB+网直接与Modicon Quant m的PLC相联。 3 网络组成网络部分采用了三种网络协议，一种是上位工控机操作站通过SA85网卡与PLC之间采用MB+网联结，另一种是由于PLC采用冗余控制，在两个冗余的PLC之间采用光缆直接联结，再一种是PLC主站与远程IO站之间采用RIO现场总线联结。MB+是一个高性能的工业
7、通讯网，它使计算机、PLC或其它数据源经光缆或双绞线电缆在工业现场的环境下实现对等通讯，MB+的数据传送速率是1 Mbps。MB+网由一个或多个通讯链路构成，一个链可以支持32个对等设备(即网络节点)。网络通讯距离为1 500英尺(450 m)(光纤通讯可达 10 km)，通过网络扩展设备，可使通讯距离达到6000英尺(1 800 m)，网上节点达到64个。网上的每个节点均应分配不同的地址，范围为132，地 由硬设备上的开关设定，而中继器则不分配地址。31 MP+网上通讯策略 MB+网上的通讯受控于每个节点上独立的对等处理器，而对等处理器与PLC的CPU按异步方式交互(通讯)，这意味着MB+的
8、通讯不影响PLC的扫描，从而减轻了PLC主CPU的负担，增加了整个系统的性能，但通讯处理器卸载时，一旦网上有数据流，仍然保留时间片将数据馈送给应用程序或反之。这个时间片在PLC主CPU的扫描末尾存在这也就是PLC的扫描周期对一个网络应用产生影响的主要原因。对等处理器按确定方式管理节点间的信息传送。每个网站只在它占令牌时才可发送报文。当对等处理器没有得到令牌时它不断地侦听并处理来自网上其它节点的全局数据，并对数据宿主和程序宿主的请求进行应答。MB+允许多个通讯事务共存，这由对等处理器分配路径来完成。 32 MB+网的物理结构 MB+网的媒质是光缆或屏蔽双绞线电缆，它将一系列节点按顺序按多点方式直
9、接联接起来。在每个节点上，要把电缆压接在一个专用接头上，然后将其插入MB+通讯口的9针插座里并固定牢靠。MB+网的基本构件是PLC、计算机、网桥和中继器。IBM PCAT兼容计算机进网需要SA85网络适配器(网卡)。MB+网的一个显著的特点是允许网上的任意节点可随时自由地进网或退网，此时不必停止网上其它节点的工作，也不必关掉其它节点舀0电源，只要简单地插上或拔下网络插头即可。在一个节点退网时，网络协议会自动地将其绕过；当其重新进网时，协议又重新为它服务。33 控制网络具有以下特点 (1)专门为工业控制而设计，特别适用于对于通讯实时性和可靠性要求很高的工业现场。 (2)采用令牌传递方式，与以太网
10、采用的冲突检测方式相比更适用于工业控制现场。 (3)每个MB+网络支持64个结点。 (4)采用光缆连接，不受现场电磁干扰的影响，在敷设光缆时没有任何附加要求，不用考虑现场电气设备带来的干扰。 (5)采用环网方式，网络上任意一点断开都不会影响整个网络上各个设备之间的通讯。4 硬件和软件组成 上位工控机操作员站在Wind。ws NT w。 kstation 40的操作平台上，采用美国Interl luti。n公司的iFIX V221软件包，以组态形式进行开发，并通过操作员站上的通讯板SA85与MB+网相联。实现如下功能 (1)动态显示高炉系统所有的过程参数。 (2)动态显示高炉鼓风机系统所有过程参
11、数。 (3)动态显示所有网络设备的运行状态。 (4)实现电磁阀、电机等的运行停止动作。 (5)根据输入高炉上料的工作制度，以及烧结矿和焦碳的重量，完成这些数据的下装和显示，并且可以在线手动修改。(6)显示重要设备和参数的报警及位置指示。(7)计算高炉系统重要参数的计量、历史曲线记录和自动报表打印。PLC系统是由Modicon Quantum为主站，并设有远程I0从站，配以RIO网线组成，采用PLC双机热备、现场总线网线冗余、远程I0从站的电源冗余，这样构成了一套高炉冗余的自动化控制系统。Modicon Quantum PLC的冗余系统为性能优异的标准的硬切换系统，冗余系统之间的切换响应时间小于
12、5ms，为无扰动自动切换系统。两套冗余系统互为主备，正常工作状态下，任何一套运行的系统为主控制系统，另一台自动设定为热冗余备用系统。当主控制系统出现故障后，热冗余备用系统自动切换为主系统。同时远程IO从站可在现场就近安装，大大减少了电缆的敷设，以减少大量的施工和维护工作。PLC系统主要完成的功能可分为四个子系统：高炉本体和热风炉监控系统、高炉串罐式无料钟炉顶控制系统、上料和槽下控制系统以及高炉鼓风机监控系统。41 高炉本体和热风炉监控系统从高炉工艺角度上说，在高炉本体和热风炉采集过程量参数，通过PLC系统来替代以前的二次仪表，并完成其所具有的功能，如开方器、小信号切除、线性化、高低限报警等。并
13、将所采集到的工艺过程量传输到操作员站进行动态显示、计量等统计。42 高炉串罐式无料钟炉顶控制系统 9#高炉的串罐式无料钟炉顶采用北京中鼎泰克的紧凑型串罐无料钟炉顶，从而避免了并罐料流方面的不断改变所带来的设备不均匀的磨损和并罐斜着布置的密封阀不易把握，进料13部位的翻板阀故障率高，生产时一套料罐正常工作，另一套料罐检修时，有不安全因素存在等种种缺点。通过对溜槽正常运行的自动控制和拆卸时采用就地控制、基本布料方式的自动控制、布料和均压的操作、上下料闸和密封阀开度的调节、溜槽位置和倾动角度的预选均可自动和手动控制等，由PLC控制布料溜槽旋转和倾动完成连续布料、定点布料、环形布料和螺旋布料来提高炉压
14、并使布料优化，便于炉况的稳定和顺行。炉顶压力控制系统对三台电动蝶阀的开度进行分程控制，三台电动蝶阀，其中一台作为量程阀。为保证安全，第二台作为细调，当这两台蝶阀无法保证顶压的稳定时，第三台再参予调节，达到稳定高炉炉顶压力的目的。43 上料和槽下控制系统9#高炉原容积为300 m ，上料主卷扬电机为YZR80kW 绕线型电机，调速方案采用转子串电阻方案。此次大修改造容积增容到380 m ，上料主卷扬电机增容到160 kW(FC=60 )的10级变频电机。160 kW 电机在达到其最大转距时需要最大电流为额定电流的23倍，即370 A的23倍为851A。而变频器的技术参数表明通用变频器的过载电流是
15、变频器额定电流的150 ，一分钟，通过变频器的过载运行电流、外部运行条件以及价格性能比等条件选用250 kW 的Schneider的变频器。通过变频器的通讯板挂接在MB+网上，与PLC进行数据通讯，同时实现如下主要功能：(1)起升、下降加速度调整，防止过载、过流。(2)起升初始脉冲电压调整，防止抱闸打开时小车下滑。(3)制动器动作与变频器启停联锁，延时调整，防止变频器过载、过流。(4)电机参数自动识别，调节系统参数自动设定，简化调试。(5)电机保护功能，2t限制，缺相检测等。(6)故障自诊断及显示报警，跟踪记忆过程参数。(7)通过通讯板将显示报警，跟踪记忆过程参数传送给PLC和操作员站。9#高炉现有2个焦炭仓、16个矿槽(南北两排、南排8个场为烧结矿槽，北排8个为烧结矿、球团和生矿等矿槽)、槽下供料的工艺流程为：16个
