高爐上料雙冗余系統(tǒng)最佳操作法（工程師培訓(xùn)）

三高爐上料通訊雙冗余系統(tǒng)維護及故障處理最佳操作法一、概述近幾年來，隨著改革的不斷深化展，隨著生產(chǎn)工藝提出要求的不斷加深，煉鐵廠高爐上料部分的重大故障集中體現(xiàn)在通訊部分，對此本人提出了上料系統(tǒng)通訊雙冗余改造。此項目首先于今年六月份在三高爐順利實施，從此三爐上料再也沒出現(xiàn)過通訊故障，整個上料系統(tǒng)故障率大大降低。對此，本人總結(jié)了一套上料通訊雙冗余系統(tǒng)維護及故障處理的最佳操作法，以便于維護人員達到快速處理故障的目的。二、本操作法的適用范圍：本操作法的適用范圍是各煉鐵高爐上料部分，和其他所有使用QUANTUMPLC進行控制的崗位。三、整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡介⒈上料工藝簡介：煉鐵廠高爐上料工藝主要負責(zé)高爐爐頂及上料轉(zhuǎn)運站的控制,模擬參數(shù)采集和顯示,其工藝參量主要包括如下三個部分：①爐頂系統(tǒng)分為四個部分：料罐系統(tǒng)、布料溜槽系統(tǒng)、探尺系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)②倉下系統(tǒng)包括裝礦系統(tǒng)、裝雜礦系統(tǒng)、裝焦系統(tǒng)、礦回收系統(tǒng)和稱量補償系統(tǒng)。③N1皮帶及選程系統(tǒng),包括N1皮帶控制及1#站選程及閘口控制。2.上料控制系統(tǒng)構(gòu)成：整個上料系統(tǒng)包括爐頂上料系統(tǒng)和倉下選程兩個部分，這兩部分由一臺QUANTUMPLC控制，爐頂上料系統(tǒng)控制部分的模塊位于主控過程站，而倉下選程控制部分的模塊作為PLC的遠程站位于倉下過程站內(nèi);兩部分的通訊通過同軸電纜連接，單纜遠程通訊。⒊目前存在問題：①距離遠，同軸電纜接頭多，由于各種原因同軸電纜經(jīng)常出現(xiàn)通信斷，造成高爐被迫減風(fēng)、停風(fēng)，直接影響影響生產(chǎn)的正常運行。②現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜惡劣，風(fēng)吹日曬雨淋振動接頭老化等等，都可使通訊出現(xiàn)問題，造成單纜遠程通訊故障③使用冗余電纜，可以克服以上這些通訊突然間段的故障，當(dāng)一根通訊出現(xiàn)故障時另一個可自動完成通訊任務(wù)，同時報出錯誤，使維護人員在不影響生產(chǎn)的情況下及時快速的進行解決故障，從而大大降低故障率。⒋鑒于繼承原系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的思想，進行了系統(tǒng)升級改造,方案如下：各站J890和P810改為P890CRA931改為CRA932CRP931改為CRA93P更換H827-103機架為H827-209機架③更換機架間通訊電纜和通訊分支器昆騰昆騰本地站1＃站10＃主站2＃站3＃站11＃站7＃站6＃主站5＃站4＃站8＃主站10＃從站9＃站6＃從站8＃從站2CC-12CC-22CC-32CC-42CC-52CC-64CC-24CC-14CC-34CC-44CC-5首鋼三高爐上料雙冗余改造原理圖主控室一號站此圖想達到的目的是讓維護人員對系統(tǒng)通用整體結(jié)構(gòu)建立完整概念，對出現(xiàn)的問題有一個基本的理性分析過程和解決思路。四、上料通訊雙冗余系統(tǒng)設(shè)備簡介（以140CPU43412為例）140CPU43412A模板(1)CPU面板指示燈①READY:(準(zhǔn)備完畢)綠色,CPU上電自檢通過.RUN:(運行正常)綠色,CPU開始運行解算邏輯BATLOW:紅色,需要換電池④MODBUS1:綠色,MODBUS端口1正在通訊.⑤MODBUS2:綠色,MODBUS端口2正在通訊⑥MODBUS+:綠色,MODBUS+端口正在通訊.⑦ERROR:紅色,表示在MODBUSPLUS端口的通訊有錯誤⑧MEMPRT:琥珀,存儲器寫保護(存儲器保護開關(guān)動作)(2)☆CPU前面板開關(guān)設(shè)定:在CPU的前面板裝有一個鑰匙開關(guān)和一個3位置滑動開關(guān).當(dāng)控制器工作時,鑰匙開關(guān)用來保護存儲器不發(fā)生編程變化.滑動開關(guān)用來選擇設(shè)定MODBUS(RS-232)端口的通訊參數(shù),有3種選擇方案:ASCII停止存儲器保護RTU啟動MEM鑰匙開關(guān)滑動開關(guān)①將滑動開關(guān)設(shè)定在上面位置,賦予端口ASCII功能,設(shè)定下列通訊參數(shù),不能進行改變.注意:當(dāng)前面板開關(guān)設(shè)定在RTU方式時,CPU硬件缺省為橋方式.當(dāng)聯(lián)網(wǎng)控制器時,與CPUModbus端口相連的板上裝置可與在ModbusPlus網(wǎng)絡(luò)上任何節(jié)點相連的控制器進行通訊.②將滑動開關(guān)設(shè)定在中間位置,賦予端口遠程終端裝置(RTU)功能,設(shè)定下列通訊參數(shù),不能進行改變.波特率9600奇偶校驗偶數(shù)據(jù)位8停止位1設(shè)備地址后板旋轉(zhuǎn)開關(guān)設(shè)定③將滑動開關(guān)設(shè)定在下面位置,這將使你能將通訊參數(shù)賦予軟件端口,下列參數(shù)有效.波特率19200-50奇偶校驗允許/禁止奇/偶數(shù)據(jù)位7/8停止位1/2設(shè)備地址1-247(3)Modbus連接器引腳所有QuantumCPU都裝有一個9線RS-232C連接器,它支持Modicon的Modbus通訊協(xié)議.下面將給出9線和25線引腳的Modbus端口引出現(xiàn)連接圖.IBM-ATQuantum25腳插座25腳插頭屏蔽11屏蔽IBM-ATQuantum25腳插座25腳插頭屏蔽11屏蔽TX22RXRX33TXRTS44DTRCTS55地DSR66DSR地77RTSNC88CTSDTR209NCIBM-ATQuantum9腳插座9腳插頭CD11屏蔽RX22RXTX33TXDTR44DTR地55地DSR66DSRRTS77RTSCTS88CTS9NCTX—數(shù)據(jù)發(fā)送DTR—數(shù)據(jù)終端就緒RX—數(shù)據(jù)接收CTS—清發(fā)送RTS—請求發(fā)送DSR—數(shù)據(jù)設(shè)置就緒N/C—空腳CD—發(fā)送檢測（4）后面板開關(guān)CPU的后面板上裝有2個旋轉(zhuǎn)開關(guān)（參看下圖），它們用于設(shè)置ModbusPlus節(jié)點和Modbus端口地址。SW1（上面的開關(guān)）設(shè)置地址高位（十位），SW2（下面的開關(guān)）設(shè)置低位（個位）。。SW1和SW2地址設(shè)定節(jié)點地址SW1SW21-901-910-1910-920-2920-930-3930-940-4940-950-5950-960-6460-4注意:如果節(jié)點地址為0或大于64,MODBUS+LED將維持常亮,以示所選地址無效2.遠程I/O(RIO)模板(1)RIO接口(HEAD)模板CRP93200(RIOHEAD2CH)RIO接口(HEAD)模板的LED指示燈及描述①READY:綠色,模板通過上電自檢.②COMACT:綠色,模板在遠程I/O網(wǎng)絡(luò)中正在通訊③ERRORA:紅色,通道A一個或多個分支通訊失?、蹺RRORB:紅色,通道B一個或多個分支通訊失敗(僅限于雙纜)(2)RIO分支(DROP)模板CRA93200(RIODROP2CH)☆RIO分支(DROP)模板的LED指示燈及描述①READY:綠色,模板通過上電自檢.②COMACT:綠色,模板在遠程I/O網(wǎng)絡(luò)中正在通訊③FAULT:紅色,不能與一個或多個I/O模板通訊④ERRORA:紅色,通道A通訊失敗⑤ERRORB:紅色,通道B通訊失敗(僅限于雙纜)☆RIO分支(DROP)模板后面板開關(guān)(參考CPU)RIO分支(DROP)模板的后面板上裝有2個旋轉(zhuǎn)開關(guān)，它們用于設(shè)置RIO站地址。SW1（上面的開關(guān)）設(shè)置地址高位（十位），SW2（下面的開關(guān)）設(shè)置低位（個位）。注意:如果節(jié)點地址為0或大于32,RIO模板上的ERRORA和ERRORB閃爍指示錯誤,有效地址為1-32.3.電源模板(CPS11420)☆電源LED指示燈及描述:PWROK:綠色,電源已送到總線接線方法①內(nèi)部有線頭,不要連接任何外部線纜至這些端子上內(nèi)部有線頭,不要連接任何外部線纜至這些端子上②⊕③使用115VAC時,連接短路線⊕使用115VAC時,連接短路線④ACL⊕ACL⑤⊕⑥ACN⊕ACN⑦接地線⊕接地線五、常見問題及疑難故障處理方法高爐生產(chǎn)是一個連續(xù)性很強的過程，上料自動控制系統(tǒng)在生產(chǎn)中出現(xiàn)問題要求快速處理正常。附圖包含了日常操作思路，常見故障現(xiàn)象和處理方法及其所遇見過的疑難問題和解決方法。雙冗余改造的最大優(yōu)點是他有兩個通訊通道A和B,任一個通道有通訊錯誤時在CPU上相對應(yīng)的通道將會有相應(yīng)的紅色錯誤指示ERRORA或ERRORB。依此判斷故障快速而準(zhǔn)確。任一個通道有通訊錯誤而另一個通道正常時，可將本通道的壞分支器或虛接同軸更換，而不影響生產(chǎn)。而以前單纜就會拉不了料要減風(fēng)或停風(fēng)，而現(xiàn)在雙冗余對生產(chǎn)一點兒影響也沒有，出了故障也可慢慢處理不用那么緊張。單纜處理這類故障就要斷通訊，減風(fēng)或停風(fēng)，處理起來特別緊張。三爐上料PLC從站有9個，以前單纜時每個從站主機架有一個P810和J890，每個J890都有8個撥碼開關(guān)，維護人員大部分對此不熟，更換J890時經(jīng)常撥錯，導(dǎo)致通訊癱瘓。而雙冗余每個984從站通訊模塊采用P890，地址采用數(shù)字式的撥碼開關(guān)，非常好撥，維護人員再也不會撥錯。更換模板時,不要帶電插拔更換CPS11420、P890、J890電源模板時,要拆掉115VAC交流短接片更換模板時,有些要扭動旋轉(zhuǎn)開關(guān),重新設(shè)置地址.如CPU,RIO分支模板,DIO模板更換MODBUS+網(wǎng)頭時,注意其顏色,網(wǎng)中間的頭為黑色,網(wǎng)兩端的頭為白色更換遠程I/O分支器MA-0185-100,注意IN和OUT,并正確裝好.注意檢查遠程I/OF連接器MA-0329-001和遠程電纜終結(jié)電阻52-0422-000,壞了及時更換⑨Concept軟件不能把PLC中程序上裝到PC機中,PC機中程序可下裝到PLC中,再聯(lián)機。操作改變PLC中程序時可同時改變PC機中程序⑩出錯停機碼停機位碼(Hex)描述7FFFPLCunhealthy8000PLCstopped4000BadI/Omap2000PLCunconfigured1000BadModbusportintervention0800Badsegmentscheduler0400Start-of-network(SON)didnotstartasegment0200Badpower-downchecksum0100NOendoflogicdetected0080Watchdogtimerhasexpired0040Realtimeclockhasfailed0020Badcoilusetable0010RIOoptionhasfailed0008Illegalnodetypefound0004Userlogicchecksumerror0002Discretedisabletableerror0001Badconfiguration五、經(jīng)濟效益分析實踐證明，自此之后三高爐故障率大大降低，爐況非常好，負荷達到了最高水平，爐子運行特別順穩(wěn)，，提高了生產(chǎn)效率，保證了煉鐵的順利進行，由于爐況、利用系數(shù)大大提高，負荷達到了近兩年來最高水平，這樣按保守計算三高爐每月可多產(chǎn)生鐵400多噸折合人民幣40多萬元，這樣全年可為節(jié)約500多萬元。作者簡介：陳國洪，男，出生于1970年5月18日，1999年畢業(yè)于東北大學(xué)計算機工程碩士，自動化信息技術(shù)公司高爐點檢站班長，煉鐵區(qū)域工程師，

六、效益分析借05.06.16日檢修之機，一高爐對α角程序進行了改進，實現(xiàn)了α角小于1度的定位。此次α角的改進，進一步改善了裝料制度的調(diào)整，徹底解決了調(diào)1度有點過，不調(diào)則又顯不夠的問題，實現(xiàn)了α角進一步的微調(diào)，使其調(diào)整更加靈活。通過反復(fù)的校對和觀察，與05.06.20日正式投入使用，當(dāng)時中心煤氣略微顯開，邊緣微重，調(diào)裝料αK29(4)32(3)29(3)αK29(4)32(3)28.5(3),調(diào)后中心煤氣由7.0％上