Logix5550系列可编程控制器在阳极炉自动控制中的研究与应用

Logix5550系列可编程控制器在阳极炉自动控制中的研究与应用

蒋鸿张义悦

(云铜冶炼加工总厂精炼分厂云南昆明65500)

摘要：介绍了RockwellAutomation公司Logix5550型可编程序控制器在精炼阳极炉自动控制中的应用。

关键词：可编程控制器；阳极炉；控制

转炉生产的液态粗铜经50T吊车吊起铜液包直接倾倒入回转式阳极炉内,生产出阳极板,送至电解精炼。阳极炉的关键控制是炉体的倾转,包括交流快转、直流慢转、事故倾转,以适应生产中的加料、氧化、扒渣、还原、浇铸等需要的自动控制。为满足工艺要求对生产中自动控制的需要,控制系统采Logix5550可编程控制器,系统的主要反馈参数有:炉体运转的各位置,炉子的倾转方向,交—直流电动机的启、停状态，燃烧系统采用双闭环控制、接受系统联锁控制,柴油罐液位,压缩空气的流量、压力控制等，以及大量的监控参数，该系统于2005年7月投入运行以来,稳定可靠,满足了生产工艺要求。

1、系统硬件配置及模块网络结构图

1.1根据工艺对自动控制的要求,控制系统采用主、从结构。系统由一套Logix5550系统组成，由电源模块、CPU模块、EtherNet模块、ControlNet模块、DeviceNet其DI(AC220V)128点,DO(AC220V)80点，AI32点,AO12点,Logix5550可编程序控制器,主机架由电源模块、CPU模块、EtherNet模块、ControlNet模块、DeviceNet组成，扩展机架3台。扩展机架和控制器间通过适配器相连接,主、从机间通过DH+网相连,操作台上的微机通过1784/KT网卡和交换机由EtherNet网相连。PLC系统对地址采用定槽背板寻址方式。

1.2阳极炉控制系统模块系统配置图：

2、阳极炉控制功能

2.1阳极炉本体参与联锁的设备有：交流电机、直流电机、制动器、离合器以及各附属设备等。操作地点有炉控室、浇铸室、现场三个地方，由各转换开关来实现在三者之间的控制转换。炉体倾转的控制方式有自动控制和手动控制，并且能实现，当回转式阳极炉操作过程中发生交流失压时，本体由直流电机进行自动倾转，倾转到炉前安全位置时自动停止。

2.1.1自动控制方式：在PLC能正常工作情况下应选择此方式。在自动方式下，可在炉控室或浇铸室操作台上进行炉子及辅助设备联锁倾转作业，并在事故倾转条件发生时，实现事故倾转。

2.1.2手动方式：当PLC不能正常工作时，可以选择“应急手动”方式，在阳极炉或浇铸机集中操作台上操作直流电机进行炉子的倾转操作；辅助设备的操作可以在现场控制箱上选择“手动”方式进行。

2、2炉体倾转位置的确认

倾角位置由旋转编码器采集决定。炉前安全位置：0度，该位置为炉体反转的安全位置，炉体在正角度范围时，如发生事故倾转，到该位置时自动停止。正常氧化还原位：+32度，此位置氧化还原风管处于水平位置，当炉子从安全位置旋转到此位置时，自动停止。操作工如果需要调整吹炼角度时，需要重新压下手柄开关才能再次启动。紧急倒铜极限位：+110度在受PLC监控时，阳极炉正转到此位置时自动停止，此位置是炉体能够正向旋转的极限位置。炉后安全位置（开始出铜位置）：-10度阳极炉在此位置准备出铜，进行活动溜槽的吊挂工作。此位置也是炉前/炉后控制权限交接点。当炉控室1LKAC控制面板上操作位置选择开关“-SA2”处于“炉控室”位置时，炉体只能从炉前转到此位置；当炉控室1LKAC控制面板上操作位置选择开关“-SA2”处于“浇铸室”位置时，炉体只能从炉后转到此位置。此角度在PLC编程时进行联锁。出铜极限位置：-75度该位置为炉体反转的极限位置。在受PLC监控时，阳极炉反转到此位置时自动停止。

2、3燃油辅助系统控制

风油比调节：燃烧风采用阳极炉的燃烧风；风量和油量之间采用三种调节方式A.手动调节：手动设置燃烧风仪表调节阀开度，不进行反馈调节；手动设置进油仪表调节阀开度，不进行反馈调节；B.自动调节：分别设置燃烧风仪表调节阀开度及进油仪表调节阀开度，由反馈值跟踪进行闭环调节；C.串级调节：首先设置进油仪表调节阀开度，再设置风油比系数，根据风油比系数计算出所需燃烧风量（计算公式：风量=油量×风油比参数×调整系数），自动调节燃烧风仪表调节阀开度。

3、Logix5550系列应用的要点

3、1合理规划程序文件Logix5550组态软件是以工程项目文件和程序文件来对任务进行组态的。每个工程项目文件中可包含若干个程序文件,每个程序文件包括顺序功能表和梯形图程序。编程时,应将相关度较大的任务放在一个程序文件中,使工程项目文件结构化,便于今后阅读和调试。本设计中,将电气、仪表、通讯、分别组成各程序文件。

3、2组态程序

Logix5550处理器和通道组态后,下装至控制器。若控制器掉电,可能会发生原有的处理器和通道的部分组态丢失。针对此一情况,可在组态后,将控制器中的组态程序上装至编程站,再下装组态程序至控制器,则不再发生上述现象。

3、3Logix5550系统的数据文件

Logix5550系统对数据是以数据文件的方式保存数据的。数据文件有整数文件、浮点数文件、二进制文件等,文件间可进行相互转换。其中系统已使用部分数据文件,编程时不得占用,以免造成意想不到的后果。

3、4系统抗干扰

针对现场中的电磁干扰,所有从现场来的弱电信号均由屏蔽电缆或信号隔离器送至控制器各模块,从而保证了系统的抗干扰性。

4结语

本系统自2005年5月投入运行,已生产出阳极板20多万t。与使用常规仪表相比,省去了庞大的继电气控制系统和常规显示仪表,大大减少操作工的劳动强度,极大地提高了工厂自动化控制水平。该系统的运行实践表明,Logix5550可编程控制系统稳定可靠。

参考文献：

[1]彭容秋.铜冶金.中南大学出版社。

[2]严晓东.徐健余.CongLogix在9#高炉中的应用.陕西科技大学学报，2010(2):42-45.

[3]乐嘉谦.仪表工手册.化学工业出版社。