PCS7在高炉控制中的应用

郝军华

摘 要 针对印度MONNET550m3高炉控制系统介绍SIEMENS PCS7编程工具软件在工程中的使用、硬件构成、网络结构，并介绍了高炉中逻辑的控制，实现了印度高炉生产的全集成过程自动化。

关键词 PCS7系统；高炉；Profibus-DP网

中图分类号：TF576 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）05-0082-02

高炉生产是目前获得大量生铁的主要手段。它的原料是富铁矿或人造富矿。高炉冶炼是还原过程，把氧化铁还原成含有锰磷硫等杂质的生铁。它为炼钢厂提供炼钢生铁和合金生铁，也为机械制造提供铸造生铁。因此高炉生产的优劣直接关系到钢铁企业炼钢和轧钢的生产情况。

1 550立方米高炉自控系统是SIMATIC PCS7系统配置

整个自动化控制系统采用3套冗余AS417H站分别是高炉本体、热风炉、喷煤，2套S7-300 PLC是热风液压站和煤气清洗，2套冗余的监控画面服务器，承担数据共享、处理实时控制、报警信息管理、画面报表共享等。5台操作工生产应用的客户机，2套用于程序维护和编辑画面的工程师站，Y-Link耦合器1套连接液压站，Profibus-DP网连接远程I/O站，1台网络打印机打印报表。系统配置如图1。

图1

2 软件配置

高炉监控计算机应用Windows XP3英文版操作系统软件，编辑软件是SIEMENS公司推出的PCS7 7.0英文版编程工具。

OS Preject Editor 不仅用来创建Server工程或者Client工程的基本数据，而且还用来创建主画面的预览区、工作区和按钮区。

在PCS7中WinCC包含在工程师系统中对操作站进行组态。WinCC Client可以在工程师站上组态。利用SIMATIC Manager中的TransferAS/OS Connection Data功能，Tags从ES传送到OS站。传输只是从ES到操作员站，数据包创建在WinCC Server上。编程人员主要用了CFC编程，SFC编程。系统通过多屏图形卡可以将最多四个过程监视器连接在一起来扩展工作区，使得组态更为简便。

每批料由一矿批和一焦批组成，当采用烧结矿分级时，装料制度为OL↓OS↓C↓或C↓OL↓OS↓（OL=O大粒度，OS=O小粒度）；当烧结矿不分级时，装料制度为C↓OL↓。炉顶装完一矿批和一焦批为一个过程，周而复始。上料矩阵周期循环表如图2。

其中一个上料矩阵周期循环最多有16罐料，上料代号代表料罐装的是矿还是焦，影响到布料料单的执行情况。如果对应格中填31，32，33，34，41，42，43，44代表此罐装的是矿，八个数字代表不同矿仓的组合，如果对应隔中填11，21代表此罐装的是焦，二个数字代表不同焦仓的组合。布料代号代表炉顶布料的方式，用61，62，63，64，65，66确定不同料的不同布料的倾角，圈数和料线，布料代号与炉顶布料矩阵相联系。周期标记用来确定料批是否结束或上料循环是否结束，当在此栏对应的隔中填99时代表料批结束。

此表可以设定矿上料的八种组合，可以选择3个杂矿仓，1个球团矿仓，4个烧结矿仓，1个焦丁仓的任意一个或几个仓作为一种矿上料的方式。排出方式是根据排出方式设定表所设定的代号按照一定顺序控制矿仓的排矿顺序。矿上料代号表设定好了后，当周期循环矩阵运行到矿罐时就会按照设定的矿代号选择对应的仓进行下料。

称重设定值表中惯性量为提前关给料机的提前量，料空值为当称斗内料重低于多少时认为料已放空，最大误差为当误差值大于最大误差时，下次补偿的重量采用最大误差。

在执行料单周期循环时应该首先检查料单，判断料单中有无非法数据，闪烁框提示。

1）槽下供矿、供焦主卷扬料车，安装料程序要求交替工作。2）烧结矿振动筛每次有1台工作，其他矿种至少有一台给料设备工作。矿石称量后按程序分别落至供矿皮带运走至中间矿石卸料斗，经矿石卸料斗卸入上料主卷扬料车运至炉顶。卸料时，只允许称量斗逐个向供矿皮带卸料。3）焦炭筛共4台。每次有1台工作。焦炭经称量后按程序分别落至焦炭卸料斗卸入上料主卷扬料车入炉。4）返矿、返焦皮带机有二种工作制度，即连续工作制和间断工作制。采用间断工作制时，返矿皮带先于振动筛启动，后于振动筛停止。5）每批料需加一定的焦丁量，称量后的焦丁在上料皮带机供矿时卸到矿石斗里面，混装入炉。

3 应用体会

本工程借助PCS7软件调试平台，有利于我们将PLC编程软件、HMI监控软件、网络硬件组态软件集成在同一应用软件，而且从功能上将自动化控制器功能模块的各种信息通过工程师站编译OS（compile OS）的方式上传到OS的WinCC项目中 ，并自动生成画面变量标签（Tags）、调用数据库动态图标（block icons）及其对应的弹出标准面板（faceplate）、自动生成报警消息（Message）、趋势曲线（Trend）等，甚至就连静态、动态的画面文本信息也可以通过程序员直接由AS块编译后生成在OS中，这样OS大部分的工作非常简便，大部分的工作都集中AS上完成，不但方便了维护程序功能，又集中修改程序，从而使多个工程项目程序的一致，省去了原先西门子软件中AS、OS两部分共同合作的大量繁琐工作。

4 结束语

PCS7系统不但具备了与西门子其他传动产品强大的系统集成能力，而且还具备良好的开放性，在印度550立方米高炉应用中大大地提高了系统的可靠性和工作的连续性，实际应用的效果也是特别理想，不但加快了高炉的生产节奏，提高了铁水产量，而且提高系统自动化控制的整体水平，减轻生产操作人员负担，降低生产事故率，对提高了设备使用寿命具有重大意义。正是PCS7产品以上这些有利于提高客户竞争力的性能和特点，促使业主在以后新上系统项目中再一次选用了PCS7系统软件。

参考文献

[1]甄立东.西门子WINCC V7基础与应用[M].机械工业出版社.endprint

摘 要 针对印度MONNET550m3高炉控制系统介绍SIEMENS PCS7编程工具软件在工程中的使用、硬件构成、网络结构，并介绍了高炉中逻辑的控制，实现了印度高炉生产的全集成过程自动化。

关键词 PCS7系统；高炉；Profibus-DP网

中图分类号：TF576 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）05-0082-02

高炉生产是目前获得大量生铁的主要手段。它的原料是富铁矿或人造富矿。高炉冶炼是还原过程，把氧化铁还原成含有锰磷硫等杂质的生铁。它为炼钢厂提供炼钢生铁和合金生铁，也为机械制造提供铸造生铁。因此高炉生产的优劣直接关系到钢铁企业炼钢和轧钢的生产情况。

1 550立方米高炉自控系统是SIMATIC PCS7系统配置

整个自动化控制系统采用3套冗余AS417H站分别是高炉本体、热风炉、喷煤，2套S7-300 PLC是热风液压站和煤气清洗，2套冗余的监控画面服务器，承担数据共享、处理实时控制、报警信息管理、画面报表共享等。5台操作工生产应用的客户机，2套用于程序维护和编辑画面的工程师站，Y-Link耦合器1套连接液压站，Profibus-DP网连接远程I/O站，1台网络打印机打印报表。系统配置如图1。

图1

2 软件配置

高炉监控计算机应用Windows XP3英文版操作系统软件，编辑软件是SIEMENS公司推出的PCS7 7.0英文版编程工具。

OS Preject Editor 不仅用来创建Server工程或者Client工程的基本数据，而且还用来创建主画面的预览区、工作区和按钮区。

在PCS7中WinCC包含在工程师系统中对操作站进行组态。WinCC Client可以在工程师站上组态。利用SIMATIC Manager中的TransferAS/OS Connection Data功能，Tags从ES传送到OS站。传输只是从ES到操作员站，数据包创建在WinCC Server上。编程人员主要用了CFC编程，SFC编程。系统通过多屏图形卡可以将最多四个过程监视器连接在一起来扩展工作区，使得组态更为简便。

每批料由一矿批和一焦批组成，当采用烧结矿分级时，装料制度为OL↓OS↓C↓或C↓OL↓OS↓（OL=O大粒度，OS=O小粒度）；当烧结矿不分级时，装料制度为C↓OL↓。炉顶装完一矿批和一焦批为一个过程，周而复始。上料矩阵周期循环表如图2。

其中一个上料矩阵周期循环最多有16罐料，上料代号代表料罐装的是矿还是焦，影响到布料料单的执行情况。如果对应格中填31，32，33，34，41，42，43，44代表此罐装的是矿，八个数字代表不同矿仓的组合，如果对应隔中填11，21代表此罐装的是焦，二个数字代表不同焦仓的组合。布料代号代表炉顶布料的方式，用61，62，63，64，65，66确定不同料的不同布料的倾角，圈数和料线，布料代号与炉顶布料矩阵相联系。周期标记用来确定料批是否结束或上料循环是否结束，当在此栏对应的隔中填99时代表料批结束。

此表可以设定矿上料的八种组合，可以选择3个杂矿仓，1个球团矿仓，4个烧结矿仓，1个焦丁仓的任意一个或几个仓作为一种矿上料的方式。排出方式是根据排出方式设定表所设定的代号按照一定顺序控制矿仓的排矿顺序。矿上料代号表设定好了后，当周期循环矩阵运行到矿罐时就会按照设定的矿代号选择对应的仓进行下料。

称重设定值表中惯性量为提前关给料机的提前量，料空值为当称斗内料重低于多少时认为料已放空，最大误差为当误差值大于最大误差时，下次补偿的重量采用最大误差。

在执行料单周期循环时应该首先检查料单，判断料单中有无非法数据，闪烁框提示。

1）槽下供矿、供焦主卷扬料车，安装料程序要求交替工作。2）烧结矿振动筛每次有1台工作，其他矿种至少有一台给料设备工作。矿石称量后按程序分别落至供矿皮带运走至中间矿石卸料斗，经矿石卸料斗卸入上料主卷扬料车运至炉顶。卸料时，只允许称量斗逐个向供矿皮带卸料。3）焦炭筛共4台。每次有1台工作。焦炭经称量后按程序分别落至焦炭卸料斗卸入上料主卷扬料车入炉。4）返矿、返焦皮带机有二种工作制度，即连续工作制和间断工作制。采用间断工作制时，返矿皮带先于振动筛启动，后于振动筛停止。5）每批料需加一定的焦丁量，称量后的焦丁在上料皮带机供矿时卸到矿石斗里面，混装入炉。

3 应用体会

本工程借助PCS7软件调试平台，有利于我们将PLC编程软件、HMI监控软件、网络硬件组态软件集成在同一应用软件，而且从功能上将自动化控制器功能模块的各种信息通过工程师站编译OS（compile OS）的方式上传到OS的WinCC项目中 ，并自动生成画面变量标签（Tags）、调用数据库动态图标（block icons）及其对应的弹出标准面板（faceplate）、自动生成报警消息（Message）、趋势曲线（Trend）等，甚至就连静态、动态的画面文本信息也可以通过程序员直接由AS块编译后生成在OS中，这样OS大部分的工作非常简便，大部分的工作都集中AS上完成，不但方便了维护程序功能，又集中修改程序，从而使多个工程项目程序的一致，省去了原先西门子软件中AS、OS两部分共同合作的大量繁琐工作。

4 结束语

PCS7系统不但具备了与西门子其他传动产品强大的系统集成能力，而且还具备良好的开放性，在印度550立方米高炉应用中大大地提高了系统的可靠性和工作的连续性，实际应用的效果也是特别理想，不但加快了高炉的生产节奏，提高了铁水产量，而且提高系统自动化控制的整体水平，减轻生产操作人员负担，降低生产事故率，对提高了设备使用寿命具有重大意义。正是PCS7产品以上这些有利于提高客户竞争力的性能和特点，促使业主在以后新上系统项目中再一次选用了PCS7系统软件。

参考文献

[1]甄立东.西门子WINCC V7基础与应用[M].机械工业出版社.endprint

摘 要 针对印度MONNET550m3高炉控制系统介绍SIEMENS PCS7编程工具软件在工程中的使用、硬件构成、网络结构，并介绍了高炉中逻辑的控制，实现了印度高炉生产的全集成过程自动化。

关键词 PCS7系统；高炉；Profibus-DP网

中图分类号：TF576 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）05-0082-02

高炉生产是目前获得大量生铁的主要手段。它的原料是富铁矿或人造富矿。高炉冶炼是还原过程，把氧化铁还原成含有锰磷硫等杂质的生铁。它为炼钢厂提供炼钢生铁和合金生铁，也为机械制造提供铸造生铁。因此高炉生产的优劣直接关系到钢铁企业炼钢和轧钢的生产情况。

1 550立方米高炉自控系统是SIMATIC PCS7系统配置

整个自动化控制系统采用3套冗余AS417H站分别是高炉本体、热风炉、喷煤，2套S7-300 PLC是热风液压站和煤气清洗，2套冗余的监控画面服务器，承担数据共享、处理实时控制、报警信息管理、画面报表共享等。5台操作工生产应用的客户机，2套用于程序维护和编辑画面的工程师站，Y-Link耦合器1套连接液压站，Profibus-DP网连接远程I/O站，1台网络打印机打印报表。系统配置如图1。

图1

2 软件配置

高炉监控计算机应用Windows XP3英文版操作系统软件，编辑软件是SIEMENS公司推出的PCS7 7.0英文版编程工具。

OS Preject Editor 不仅用来创建Server工程或者Client工程的基本数据，而且还用来创建主画面的预览区、工作区和按钮区。

在PCS7中WinCC包含在工程师系统中对操作站进行组态。WinCC Client可以在工程师站上组态。利用SIMATIC Manager中的TransferAS/OS Connection Data功能，Tags从ES传送到OS站。传输只是从ES到操作员站，数据包创建在WinCC Server上。编程人员主要用了CFC编程，SFC编程。系统通过多屏图形卡可以将最多四个过程监视器连接在一起来扩展工作区，使得组态更为简便。

每批料由一矿批和一焦批组成，当采用烧结矿分级时，装料制度为OL↓OS↓C↓或C↓OL↓OS↓（OL=O大粒度，OS=O小粒度）；当烧结矿不分级时，装料制度为C↓OL↓。炉顶装完一矿批和一焦批为一个过程，周而复始。上料矩阵周期循环表如图2。

其中一个上料矩阵周期循环最多有16罐料，上料代号代表料罐装的是矿还是焦，影响到布料料单的执行情况。如果对应格中填31，32，33，34，41，42，43，44代表此罐装的是矿，八个数字代表不同矿仓的组合，如果对应隔中填11，21代表此罐装的是焦，二个数字代表不同焦仓的组合。布料代号代表炉顶布料的方式，用61，62，63，64，65，66确定不同料的不同布料的倾角，圈数和料线，布料代号与炉顶布料矩阵相联系。周期标记用来确定料批是否结束或上料循环是否结束，当在此栏对应的隔中填99时代表料批结束。

此表可以设定矿上料的八种组合，可以选择3个杂矿仓，1个球团矿仓，4个烧结矿仓，1个焦丁仓的任意一个或几个仓作为一种矿上料的方式。排出方式是根据排出方式设定表所设定的代号按照一定顺序控制矿仓的排矿顺序。矿上料代号表设定好了后，当周期循环矩阵运行到矿罐时就会按照设定的矿代号选择对应的仓进行下料。

称重设定值表中惯性量为提前关给料机的提前量，料空值为当称斗内料重低于多少时认为料已放空，最大误差为当误差值大于最大误差时，下次补偿的重量采用最大误差。

在执行料单周期循环时应该首先检查料单，判断料单中有无非法数据，闪烁框提示。

1）槽下供矿、供焦主卷扬料车，安装料程序要求交替工作。2）烧结矿振动筛每次有1台工作，其他矿种至少有一台给料设备工作。矿石称量后按程序分别落至供矿皮带运走至中间矿石卸料斗，经矿石卸料斗卸入上料主卷扬料车运至炉顶。卸料时，只允许称量斗逐个向供矿皮带卸料。3）焦炭筛共4台。每次有1台工作。焦炭经称量后按程序分别落至焦炭卸料斗卸入上料主卷扬料车入炉。4）返矿、返焦皮带机有二种工作制度，即连续工作制和间断工作制。采用间断工作制时，返矿皮带先于振动筛启动，后于振动筛停止。5）每批料需加一定的焦丁量，称量后的焦丁在上料皮带机供矿时卸到矿石斗里面，混装入炉。

3 应用体会

本工程借助PCS7软件调试平台，有利于我们将PLC编程软件、HMI监控软件、网络硬件组态软件集成在同一应用软件，而且从功能上将自动化控制器功能模块的各种信息通过工程师站编译OS（compile OS）的方式上传到OS的WinCC项目中 ，并自动生成画面变量标签（Tags）、调用数据库动态图标（block icons）及其对应的弹出标准面板（faceplate）、自动生成报警消息（Message）、趋势曲线（Trend）等，甚至就连静态、动态的画面文本信息也可以通过程序员直接由AS块编译后生成在OS中，这样OS大部分的工作非常简便，大部分的工作都集中AS上完成，不但方便了维护程序功能，又集中修改程序，从而使多个工程项目程序的一致，省去了原先西门子软件中AS、OS两部分共同合作的大量繁琐工作。

4 结束语

PCS7系统不但具备了与西门子其他传动产品强大的系统集成能力，而且还具备良好的开放性，在印度550立方米高炉应用中大大地提高了系统的可靠性和工作的连续性，实际应用的效果也是特别理想，不但加快了高炉的生产节奏，提高了铁水产量，而且提高系统自动化控制的整体水平，减轻生产操作人员负担，降低生产事故率，对提高了设备使用寿命具有重大意义。正是PCS7产品以上这些有利于提高客户竞争力的性能和特点，促使业主在以后新上系统项目中再一次选用了PCS7系统软件。

参考文献

[1]甄立东.西门子WINCC V7基础与应用[M].机械工业出版社.endprint