西門子冗余系統(tǒng)在燒結工程中的應用

段果果

成都金自天正智能控制有限公司，四川 成都 610041

1 概述

達鋼燒結控制目的在于獲得品位高，強度好，粉末少，粒度均勻，化學成分穩(wěn)定和冶金性好的燒結礦，來作為高爐煉鐵的原料。根據(jù)主要目的和控制設備的不同，分為配料燃熔控制系統(tǒng)、燒結冷卻控制系統(tǒng)、成品篩分控制系統(tǒng)、主抽風機控制系統(tǒng)4個子系統(tǒng)。為了最大程度的保證生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，使用西門子S7400H冗余PLC控制。其自動化控制均達到國內(nèi)同類燒結較高水平。

2 硬件的配置與安裝

1）以燒結4個子系統(tǒng)配置為例，一套S7-400H PLC，包括：

（1）1個安裝機架UR2-H；（2）2個電源模板PS 40710A；（3）2個容錯CPU，CPU414-4H或CPU 417-4H；（4）4個同步子模板；（5）2根光纜。（6）若干ET200M分布式I/O 從站，包括：2個IM 153-2；若干個數(shù)字量輸入模板；若干個數(shù)字量輸出模板；若干個模擬量輸入模板；若干個模擬量輸出模板；若干個其余模板；（7）必備的附件，如Y-Link，PROFIBUS 屏蔽電纜及網(wǎng)絡連接器等；（8）必備的附件，如PROFIBUS 屏蔽電纜及網(wǎng)絡連接器等。

2）硬件安裝步驟如下：

（1）設置機架號通過CPU背板上的開關設置；CPU通電后此機架號生效；

（2）將同步子模板插到CPU板中；

（3）連接同步光纜：將兩個位于上部的同步子模板相連；將兩個位于下部的同步子模板相連；在打開電源或啟動系統(tǒng)之前要確保CPU的同步光纜已經(jīng)連接；

（4）組態(tài)分布式I/O站ET200M ，使其作為具有切換功能的DP從站；

（5）將編程器連到第一個容錯CPU（CPU0）上，此CPU 為S7-400H 的主 CPU ；

（6）通電后CPU自檢查：CPU第一次通電時，將執(zhí)行一次RAM 檢測工作，約需3min。這段時間內(nèi)CPU 不接收通過MPI接口來的數(shù)據(jù)，并且STOP LED 燈閃爍。如果有備用電池，再次通電時不再做此項檢查工作。

（7）啟動CPU：裝入程序后執(zhí)行一個熱啟動操作：首先啟動主CPU ，然后啟動熱備CPU。

2 軟件的配置與安裝

1）系統(tǒng)需要軟件如下：

Windows 2000 Server版，Step7 V5.4，SP3，Wincc V6.2 SP3，Simatic Net V6.3。

2）S7中配置步驟如下：

（1）在S7-400H站目錄下雙擊Hardware打開硬件配置；

（2）添加一個UR2 H機架；

（3）配置電源和CPU，并設定CPU上PROFIBUS DP主站的地；

（4）添加同步子模板到IF1和IF2槽位上；

（5）添加以太網(wǎng)網(wǎng)卡并配置MAC網(wǎng)絡地址，只有以太網(wǎng)可以與HMI系統(tǒng)WINCC通信；

（6）將機架0的硬件配置拷貝，粘貼，復制機架1并調整網(wǎng)絡參數(shù)，如：以太網(wǎng)的MAC地址等，在硬件組態(tài)中出現(xiàn)兩個機架；

（7）系統(tǒng)參數(shù)設置。

容錯站中的模板參數(shù)賦值與S7-400 標準站中的模板參數(shù)賦值沒有什么區(qū)別。

對于中央處理器單元只需對CPU0（機架0上的CPU）設定CPU參數(shù)，所設定的數(shù)值將自動分配給CPU1（機架1 上的CPU）。除以下參數(shù)外CPU1的設置不能更改：

CPU的MPI地址λ；

集成PROFIBUSλDP接口的站地址和診斷地址；

I/O 地址區(qū)中的模板λ。

在I/O 地址區(qū)編址的模板必須完全在過程映象內(nèi)或完全在過程映象外，否則不能保證數(shù)據(jù)的一致性。

1）Wincc冗余

WINCC冗余系統(tǒng)采用兩臺連接到一起的服務器協(xié)同工作，運行期間，兩臺服務器相互監(jiān)控，可以及時的發(fā)現(xiàn)對方是否進入故障狀態(tài)，如果一臺服務器發(fā)生故障，則所有的客戶端自動切換到仍然正常的服務器，從而保證所有客戶端總可以進行對自動化系統(tǒng)的監(jiān)視和操作。

2）S7400H與Wincc通訊

第一步，進入Configuration Console，進入Modules，進入Broadcom NetXtrem（本機網(wǎng)卡）：

General→在模板模式中選擇Configured mode，在Index選擇4。

Address→Current中的MAC地址copy下來。

第二步，進入Access points，在界面參數(shù)中選擇ISO方式。

第三步，進入Step7項目，插入Simatic PC Station站，進行組態(tài)：

3 結論

燒結系統(tǒng)2010年9月正常投產(chǎn)迄今，設備運行正常，PLC無故障。其中冗余PLC系統(tǒng)對整個系統(tǒng)提供了可靠的穩(wěn)定性。