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四台PLC主站的用户程序是在基于SIEMENS公司的SIMATIC STEP7 Basis V5.0 软件平台上完成硬件组态、地址和站址的分配以及电弧炉和钢包精炼炉用户程序的设计开发的,在主程序(OB1)中将各种控制功能和各PLC站点间的通讯数据分别编写在不同的子程序(功能块FB、DB、FC)中,其中35KV高压合分闸、事故高压分闸,模拟量信号的输入均充分考虑了现场工业运行环境的强干扰问题,在软件设计中采用了抗干扰措施。
人机界面的画面组态采 用SIEMENS公司的SIMATIC WINCC作为二次用户程序开发的软件平台,在工程师站安装WINCC-RC用于开发,操作员站安装WINCC-RT用于运行,WINCC运行于 bbbbbbs NT V4.0 操作系统平台之上,以增加系统运行安全和稳定性,并给用户将来建立工厂管理网带来方便。
现场操作人员通过分别设置在电炉和精炼炉操作员站的人机界面监视整个系统各个主要参数的运行情况;这些参数包括:
输入炉内的三相电弧电流,三相电弧电压,三相电弧功率,电能耗的实时显示和历史趋势显示。冷却水系统温度监测点的水温监测以及流量及压力的监测和超温越 限报警。35KV高压系统过流、欠压监测。电炉变压器的各种故障报警信号监测和报警,变压器低压侧过电流和高压跳闸信号的监测。炉体状态显示及液压系统的 工作状态监测。同时,在不同冶炼阶段炉内三相电弧工作电流的给定值、冶炼时间、35KV高压通电时间,钢水温度的显示以及各种报警参数的历史记录和打印报 表的生成。
2.3 通讯网络的组态
网络组态采用SIEMENS公司的SIMATIC NET,NCM S7 PROFIBUS组态软件完成PROFIBUS S7通讯网的网络组态。
在工程师站、操作员站分别设计安装CP5412网卡,在四台PLC主站安装CP342-5通讯模块,通过SIEMENS公司的PROFIBUS S7通讯电缆完成工程师站、操作员站和分别分布在电弧炉及钢包精炼炉主控制室的四台PLC主站之间的通讯网络硬件组态
3 抗干扰措施的设计和实施
在电弧炉炼钢的工业环境中,切实有效的硬件和软件抗干扰措施的实施成为系统设计和工厂设计及设备制造和安装过程中必须谨慎考虑的非常主要的环节。
根据现场运行实践证明,电炉变压器在高压合闸瞬间所产生的浪涌,大电流运行时变压器所产生的强磁场,炉内电弧以及大电流线路在电弧短路时所产生的强电磁 场,电网的谐波分量等诸因素综合起来的干扰源可视为一个从低频到甚高频的宽带噪声源,其所产生的各种干扰都将严重威胁系统运行及通讯网络的安全和稳定。 故而在设计中针对各种干扰的存在考虑了以下的抗干扰措施:
3.1 隔离电源
PLC主站和远程从站的工作电源均通过带屏蔽的隔离变压器完成对PLC电源供电,使PLC与大功率电气设备的电位隔离开来,以避免供电线路带来的噪扰。