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《中國金屬通報》雜志論文

短路器遠程監控的應用

2019-6-13 10:43:14 | 瀏覽136次 | 《中國金屬通報》論文 | 全部雜志
  摘 要 本文介紹了貴溪冶煉廠電解車間短路器遠程監控的運用情況,結合貴溪冶煉廠電解車間的工藝特點及監控要求,闡述了短路器的監控系統網絡配置及基本原理,闡述了PC監控畫面軟件結構和短路器控制原理。
  關鍵詞 短路器;控制網;設備網
  電解是銅冶煉生產的最后一個重要環節。來自熔煉車間的合格陽極板,經過車間陽極機組的整形及洗耳,再由專用吊車送至種板槽、生產槽。由可控硅整流器通過直流母線對裝好的電解槽通上規定的直流電流。經過一個生產周期后,必須先閉合該電解槽對應的短路器,然后再對該電解槽進行出裝槽作業,待作業結束后再斷開短路器使電解槽送電狀態。因此,短路器的控制及遠程監控的好壞直接關系到電解銅的正常作業及電銅質量的好壞。貴洗冶煉廠電解車間在二期及三期擴建改造中,采用了Rockwell AB新一代Controllogix系統對電解車間短路器控制及監控進行了全面的自動化改造。實現了對所有短路器的集中控制及集中監控。這一技術的應用大大提高了短路器的可靠性及穩定性,大大降低了作業強度,為電解車間槽面的正常作業及陰極銅的正常生產提供了可靠保證,
  1 監控系統網絡配置及監控系統網絡基本原理
  1.1 監控系統網絡配置
  監控系統網絡配置由兩套電解PLC、一套東擴PLC組成。PLC選用Rockwell AB的Controllogix5000系統,并配置了ControlNet、 Devicenet主干網絡和FlexI/O。所有短路開關和隔離刀閘的狀態量就近進入整流器、PLC或FlexI/O,最大限度的減少現場的硬接線,使整個系統配置簡單明了,為以后的設備維護打下良好的基礎。
  1.2 監控系統網絡基本原理
  PLC控制系統編程軟件采用AB公司的編程軟件包,它具有樹狀結構菜單提示,多種靈活的指令輸入方法和編輯功能,豐富的指令和運算功能,大大節省了設計者的編程時間,提高了系統的功能。處理器采用的是Controllogix5000,是32位總線控制器。其控制能力可達25000個數字量、4000個模擬量,不僅能組態控制本地框架輸入輸出模塊,還能組態控制網絡上其他遠程框架的輸入輸出模塊。
  通訊網絡采用的是ControlNet和 Devicenet兩種網絡,其中ControlNet為主干網絡作為PLC和操作員工作站的高速數據通道,控制設備和PMII通過Devicenet實現與PLC的數據交換。ControlNet網是一個開放的高速確定性網絡,它用于傳輸對時間有苛刻要求的信息,通信速率可達5Mbps。提供實時控制和對等的通訊服務。ControlNet融合了現有的遠程I/O和DH+網的性能,對于離散和連續過程控制應用均具有確定性和可重復性能,用戶可自行設定網絡交換時間,達毫秒級,從而大大改善了網絡控制的實時性和快速性。采用生產者/客戶方式,使網絡實時、高效。而且其網絡配置很方便,只需在CPU框架或遠程擴展框架上掛上通訊模塊(CNB)在ControlNet網絡上,然后由軟件進行管理模塊的歸屬,網絡上的擴展和走線十分靈活。
  Devicenet為ControlNet的下層網絡。Devicenet是Rockwell AB開發的基于CANBUS技術的一種現場總線,用于實現低成本、高性能的設備層網絡互連。 Devicenet用于現場設備與PLC之間的通訊網絡,傳輸速率為125~500Kbps,傳輸最大距離500M,最多節點數為63個,允許在線組態和帶電插拔。Devicenet支持主從、多主和對等通信,用戶的PLC應用程序和PC數據可以通過Devicenet實現設備的有效控制。Devicenet使用RSNetwork軟件進行網絡管理和組態。Devicenet網絡結構簡單,實時性強,通信模式先進,支持多種通信協議,可根據應用需求動態或靜態分配標識符,在線增減節點,即插即用,是一種理想的設備層現場總線網絡。
  2 PC監控畫面軟件結構及短路器監控原理
  2.1 PC監控畫面軟件結構
  中央控制操縱站由3臺工業計算機組成。每臺工業計算機都內置1784-KTCX卡,編程軟件為Rslogix5000,畫面監控軟件RSViewTM32,它是一種在Windows支持下的實時多任務監控軟件,具有模塊式設計,開放式結構和多窗口顯示等特點,可進行實時處理和批處理。菜單提示各種組態方便直觀,是一種界面友好的理想的人機接口軟件。本控制系統在監控操作站上編制了較為完善的監控畫面,采用菜單式驅動,在主菜單下顯示參數設置畫面、短路器開關的狀態和控制畫面、生產運行狀態畫面、故障報警畫面、整流器的電參量顯示及歷史趨勢圖等;詳見圖2。RSLINX作為與PLC進行通訊的驅動軟件,網絡組態軟件RSNETWORK。
  2.2 短路器監控原理
  短路器的狀態就近進入到現場的FlexI/O模塊,通過系統網絡傳輸給PLC,并在PC監控畫面上顯示短路器的狀態,如狀態不對監控畫面將彈出報警畫面。當現場的轉換開關處與集中控制位置時,操作人員可在中央控制操縱站的電腦上對短路器輸入控制指令,執行完事先在PLC內輸入的程序后,通過系統網絡將輸出指令傳輸給現場短路器,系統網絡實時采集現場短路器的狀態數據,一旦短路器狀態改變中央控制操縱站的電腦將更新顯示短路器的最新狀態。
  3 結語
  短路器遠程監控系統的運用狀況良好、性能穩定,極大的方便了操作人員對短路器的操作,大大的降低了人員的勞動強度,有效的提高了槽面的作業,方便了對短路器及電解流程工藝的監控,更為維護人員的維護提供了可靠的保障及寶貴的數據。
  參考文獻:
  [1]吳乃優等.Devicenet網絡的通信原理[J]電氣傳動, 2000(6)
  [2]Rockwell AB. Controllogix5000 選型手冊[M].
  [3]Rockwell AB.Powermonitor II用戶手冊[M].
  作者:黃超
  單位:江西銅業集團公司貴溪冶煉廠,江西 貴溪市 335424
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