PLC控制在加热炉中的应用

程永启

【摘 要】PLC在自动化控制中使用越来越广泛，在工业控制中得到大量应用，日照钢铁2150热轧带钢厂的加热炉，使用西门子S7-400 plc进行电控和仪表控制，采用ET200分布式I/O，Profibus-DP主站通信，实现了加热炉的自动装、出钢，步进梁控制及燃烧控制等功能。

【关键词】PLC；ET200；PROFIBUS-DP

【Abstract】PLC is widely used in automation control，it is widely used in industrial control，the heating furnace of rizhao steel 2150 hot rolling steel mill，use Siemens S7-400 PLC electronic control and instrument control，use ET200 distributed I/O，Profibus-DP main station communication，the antomatic steel of the heating furnace，the control of the step beam and the combustion control are realized.

一、概述

2150带钢厂有3台蓄热式步进加热炉，使用西门子S7-400系列中的6ES7416-2DP控制器，该型号PLC有运行速度高，扩展功能强等特点。加热炉控制由电控系统和仪控系统组成，分别由各自S7-400控制。电控系统主要负责装、出料炉门，步进梁，装、出钢机控制；仪控系统主要对检测仪表信号采集，风机及各燃烧段的阀门进行控制。

二、PLC硬件组态

（一）电控PLC硬件组态：

电控系统的CPU 416-2DP作为主站，ET200作为从站，需要注意的是，装出钢机的绝对值编码器也是作为从站连接，这种连接方式确保了高速数据传输，保证现场传感器信号能够及时反馈到处理器，通过程序进行处理。

（二）仪控PLC硬件组态：

仪表控制PLC 的远程ET200共有14个站，采集了大量的数字量输入输出信号和模拟量的输入输出信号，数字量输入和输出主要是燃烧阀组的开关限位，气动阀的换向动作信号；模拟量的信号主要是现场检测仪表信号和各个燃烧段的调节阀信号。

三、PLC程序

（一）电控PLC程序采用典型的梯形图和语句表进行编写，梯形图结构直观，便于维护人员操作和处理。程序通过循环中断，电源故障、诊断中断、插入拔出模块中断、CPU硬件故障、优先级错误、扩展机架、DP主站系统或分布式I/O站故障、通信故障、过程中断等对程序进行处理。

（二）仪控程序采用siemens公司step7集成开发环境下的CFC开发包编写。CFC编写的应用程序具有模块化强，层次结构清晰，在线参数调试修改方便等诸多优点。仪控燃烧控制的8段采用串级PID双交叉限幅控制来实现，如下图：

四、PLC在加热炉出现的故障及解决方法

（一）Profibus-Dp网络故障

故障现象：PLC在运行过程中出现现场信号丢失，现场检查传感器信号正常，ET200接口模块IM153-1上的DP故障灯亮。

分析：从PLC的CPU故障诊断中查看故障，显示I/O故障信息；查看硬件组态中的网络组态，当点击在线硬件监控时，未连接到主站的ET200就可以从在线硬件组态中看到。从上述信息可以分析，网络连接中最近站点的网络故障率最大。

解决方法：更换ET200最近故障站点的终端连接器，如果故障未能消失，则更换下个站点的终端连接器，以此类推，故障站点的网络故障消失，若此时故障仍未消失，则检查ET200的接口模块153-1，更换后正常。

（二）装出钢机故障后不能远程复位

故障现象：装钢机在装钢过程中，出现机械卡阻，装钢机报过流故障，就地柜可以复位，远程画面不能复位。

分析：画面复位程序是靠程序中的装钢机控制字来实现的，检查控制位没有异常，但复位控制的变量在不同的程序网络段都有使用，复位变量在中間网络段。

解决方法：PLC程序的扫描是自上而下，顺序执行的，因此将执行复位变量的网段移到使用该变量网段最下边即可解决。

【参考文献】

[1]S7-300/400 PLC应用技术，机械工业出版社，廖常初主编.endprint