1.1预设内容燃料破碎系统和熔剂系统的电气系统均采用SchneiderCPU，In- touch10.0人机界面软件，西门子电机保护器及扩展单元组成扼制单元，编程软件为Concept2.6PLC编程软件和SimocodeProfissional电机保护器软件。此系统用于扼制钢厂烧结厂二原料燃料破碎和熔剂两个系统料线的生产。由HMI上位机画面监控设施的工作状态，并在设施出现故障时可以提示用户检修设施。
现场工艺燃料破碎系统一共分为两个区：A区是从白石灰库入料到消燃，通过粗燃振动给料机料将原料送至粗燃1胶带机，通过粗燃胶带机再送至对辊破碎室的对辊破碎机，对辊破碎机将原料细碎后转至燃细胶带机；B区来至A区燃细胶带机的原料经由振动给料机至燃细2-5胶带机，再送到四辊破碎机进行碎料，之后经转8胶带机将破碎后的原料送至配料室的配2胶带机，后经配12胶带机将料送至配13胶带机再到配6或配7胶带机*后转至矿槽。当设施联动运行中，如有单体设施发生故障，则相应料线将自动停止生产。由上位机画面显示并记录系统的故障信息，提供给用户检查处理设施故障，以免影响生产。
现场工艺熔剂系统一共分为三个区：A区是从二库矿槽入料到圆盘，再到熔筛-2胶带机，转至熔破-1胶带机后入矿槽；B区是熔破2-5胶带机将矿槽原料送至破碎机，原料经破碎机破碎后，送至熔筛-1胶带机，由熔筛1胶带机送至振筛矿槽；C区是原料经1-7#振动筛筛选，分别下到转9胶带机和熔破-1胶带机，到熔破-1胶带机的原料被送回到矿槽再破碎，到转9胶带机的原料则送至配3胶带机，再经配10，配11到配4或配5胶带的到矿槽。当设施联动运行中，如有单体设施发生故障，则相应料线将自动停止生产。由上位机画面显示并记录系统的故障信息，提供给用户检查处理设施故障，以免影响生产。
1.2预设范围软件编程范围为烧结厂二原料燃料破碎如图1所示和熔剂PLC控制系统。
1.3扼制系统功能扼制系统功能包括两个部分：PLC过程站主要功能和操作站的主要功能。
其中PLC过程站主要功能包括：（1）实现生产过程的联动扼制；（2）
实现单体设施的手动扼制；（3）系统报警。
操作站的主要功能包括：（1）工艺流程画面显示；（2）燃料破碎系统与熔剂系统的工艺过程总貌及各区域画面显示；（3）工艺过程操作或料线选择；（4）各类报警画面显示。
1.4系统操作位置的设置燃料破碎系统和熔剂系统分集中操作和机旁操作两种操作方式，集中操作优先。集中操作在扼制室上位机画面中完成，机旁操作根据设备组所在位置及功能设机旁操作箱，用于人工手动操作单体设施的运行。集中操作设置如下：在中控室"即中央扼制室"的设施由上位机，PLC主站和网络柜组成。它们成组一个通讯，监视和远程扼制的现代操作站。在这里可以实现整个工艺线的单动和联动等扼制，也可在这里看到现场的实际运行和故障情况。
机旁操作点具体设置如下：在现场，每台设施均设有一个扼制箱。
其扼制箱体上的大至设有：1个启动预告按钮，1个紧停旋钮，1个正向启动按钮，1个反向启动按钮，1个停止按钮。这些按钮中紧停旋钮在任何扼制方式下均有效。其余按钮只在扼制方式为"现场操作"模式下有效。
2.系统编程本节通过具体的实例介绍PLC在参与系统运作过程的使用，简单的介绍PLC扼制系统。由于整个的程序比较大，模块比较多，只是将P5胶带机上半部分程序做一些简要的描述。
整个程序一共由19个DBF模块和一个LD模块组成，其中以报警故障保护，胶带机运行，熔筛除铁器，振动筛选料等尤其重要，在预设过程保证系统运行的程序比较简单，只是要使整个系统以正常的方式运转，参数的选取，报警的设置，装置的配置等就显得重要了。整个系统又分为若干部分，其中胶带机的由电机带动的，有四辊和双辊两张样式，这更具实际的需要选取。在扼制的过程中，判断小车或胶带机的位置是通过五个极限扼制的，*左边和*右边有两个过极限，在左边和右边还有两个极限，中间一个中间极限。输送的物品为能够进行研磨的物质，如煤，石灰石。整个模块都是通过上位机画面操作的，几种不同的扼制方式使小车，胶带机，及其它设施正常运转。梯形图程序通过DP接口传送到西门子PLC中。工业计算机，以太网，DP网等相连构成整个工厂的自动化扼制系统，为所有的扼制提供了一条简单有效的方法。
整个B区的胶带机一部分是连锁的，相互影响。程序可相互，*上面左边是故障报警保护，故障一共有八大类，例如电源故障，拉绳急停，运行故障，过热故障等，*后面的是对应的是电机的信号，有正转反馈信号和反转反馈信号两种，没有说明的一般为正转反馈信号。同时根据上面的模块图，左右两边的信号的接口数相互对应，在下面一部分就是胶带机运行的真正程序，运用了常开常闭节点，中间有斜线的常闭节点有效。胶带机一般正常工作，从小车上接到石灰石，输送石灰石到另外一个地方，在输送的过程将会监测是否收到所运输的原料，若没有则报警，反之则正常，且在速度一定的情况下单位时间运输的原料相等，输送的原料在过极限的地方将会自动停止，防止原料外泄。在程序中，就有过热故障，运行故障，监测故障等，其中绿色信号代表正常，红色代表故障。
故障模块的部分，具体的PLC图形编写包括整个系统故障的处理办法和出现故障的种类。故障的种类一次为启动故障（QD_GZ），拉绳故障（LS_GZ），急停故障（JT_GZ），电压故障（DY_GZ）。还有一些其他的故障如：过热故障，运行故障。出现故障的解决方法一般为复位（FUWEI），也可以现场强行启动。ZZ代表正转，FZ代表反转，t#2S表示2S后输入信号。SR表示SR寄存器，TCN表示计数器。
对应上述程序的流程，一般的胶带机大部分图都相同，运行的流程根据实际情况只有一点不同。其中里面的参数设置才是主要的问题，在整个系统运行的过程中，不停的进行监测，保证信号正常，要在左右两边的过极限处注意。
3.系统扼制整个系统由燃料破碎系统和溶剂系统组成，它们分别有三种扼制方式，本节溶剂系统不做阐述。其中报警保护尤其重要，同时还介绍上位机画面的部分内容。
烧结机子系统将混合料经点火炉点火燃烧，机上冷却成烧结矿并破碎，使其成为合格的高炉原料。它是系统的核心，除了满足工艺的常规流程扼制外，主要还有下列模拟量扼制：（1）铺底料圆辊调速：扼制铺底料料层厚度，采用比率调节。
（2）混合料圆辊调速：扼制烧结机料层厚度，采用比率调节。
（3）铺底料给料机调速：预估铺底料矿槽料位的变化，调节铺底料料流量。
（4）冷却终点扼制：通过调节烧结机机速，使冷却终点温度扼制在一个人为的设定值范围内。
（5）炉温调节：串级加比值调节，温度调节器的输出作为煤扼制回路的串级输入，温度环采用PID调节，煤扼制回路采用PI调节并按一定的状况所设定的比值自动跟踪。
（6）物料平衡：使混合料槽物料的进入量与烧结机的需求量保持基本平衡，采用模型来计算未来可能需要的总配料量。
3.1燃料破碎系统燃料破碎流程如图3所示。根据扼制要求现场共分为两个区A和B.消燃库与对辊破碎室为A区共有两条平行子料线，由振动给料机，胶带机，对辊破碎等设施组成。燃料细碎室，8#转运站及配料室为B区共有二条主料线，分别为配6线和配7线，由胶带机，四辊破碎机等设备组成。此系统由一台PLC进行扼制，由一台上位机进行监控。另有一台上位机为备用。
系统扼制方式有中央集中联动扼制，中央集中单动扼制和现场机旁单动扼制。而在这三种扼制方式中，对于皮带小车的正转和反转均有过极限保护和位置信号回馈。
（1）中央集中联动扼制当选择中央集中联动扼制后，系统所有设施无论运行与否都将处于待机状态。按生产要求用户在中控机上先选择生产料线，如果现场设备满足联动条件，则可在中控画面上启动联动进行生产。当现场有平行子料线出现故障时，另一平行子料线仍正常运行。其故障料线的检修和恢复不影响生产中的料线。但是当有主料线设施发生故障时，系统停机并报警。
1）中央扼制室HMI画面选择好配6皮带线，点选联动扼制，配6胶带机正转或反转运行后，经过10秒延时时间，配13胶带机自动开机运行。配13胶带机正常运行30秒后，配12胶带机自动开机运行。配12胶带机正常运行30秒后，配2胶带机自动启动。配2胶带机正常运行30秒后，自动启动转8-1胶带机。转8胶带机启动之后等待1#或2#四辊现场启动信号。并在四辊启动前由中控HMI画面选择好四辊的运行线路（只1#四辊启动为B1线。只2#四辊启动为B2线。当两辊同时要求启动时为B1+B2线）。当四辊下辊启动后，经延时1分钟，四辊上辊自动启动，并按先前选择的料线相应地自动启动燃细2-3或燃细4-5胶带机和1-4#振动给料机。至此B区配6线联锁启动完成。配7线联锁启动顺序和方式与配6线相同，只是在HMI画面处点选配7皮带线。
2）当B区完成正常联锁启动后，中控才可对A区进行联锁启动。中央扼制室在HMI画面选择联锁启动A区。中央扼制室选择联锁启动A区并按发出启动信号后，燃细-1胶带机自行启动。完成启动后，需要中控选择对辊的运行线路（只1#对辊启动为A1线。只2#对辊启动为A2线。1#，2#同时启动为A1+A2线）。当对辊正常启动后，经延时5秒，粗燃1-2胶带机根据对辊的启动情形自行启动。粗燃1或2胶带机启动后，粗燃1或粗燃2振料机根据粗燃胶带机的启动信号自行启动。当粗燃振料机自行启动后A区联锁启动完成后，全系统正常运行。
（2）中央集中单动扼制选择此种方式后整个生产系统将处于非联锁状态。要选择此扼制方式，须在中控HMI画面中点选此种扼制方式。授权后中控HMI画面可任意动作A区或B区的任一设施（单动）。如：选择A区1#对辊运行。当中控选择中央集中单动后，由中控HMI画面选择启动1#对辊。
1#对辊运行后，粗燃1胶带机是不会运行的。
（3）现场单动扼制如要在现场进行现场扼制需要在中控HMI画面处选择现场单动扼制。当选择后，现场电气箱内的启动和停止按钮才起作用。但是现场的紧停和拉绳无论在何种控方式下均有效。此时中央扼制HMI画面启停无效。但画面仍可监视设施运行与否。此种扼制方式主要用于设施发生故障，检修人员处理完故障后的现场检查。
3.2故障报警及剖析（1）故障方式当系统处于联锁运行状态时，如其中某一子料线中的设施出现故障无法正常运行时，整个流水线将停止。此时可动用备用方案线路来避开有故障的设施。此时设施故障报警。其故障有：电源故障，启动故障，过热故障，欠压故障，拉绳故障，启动故障，过载故障，运行故障。
（2）电机保护器电机保护器故障分以下两种情况：1）过载保护，造成电机过载的原因有电流不平衡，缺相或机械负荷过载等造成。
2）相不平衡保护，SIMOCODE可以对相不平衡的程度进行监视并传输到扼制系统。在超过一个可调节值时，可触发一个可定义和可延迟的响应。
（3）故障处理任一故障都会引起报警，提醒维护人员检查处理设施故障。系统中某一设施出现故障时，如故障设施所在的分支有平行工艺线，则可换用平行工艺线继续生产。故障线的检修和故障复位不影响正常工艺线。但当所有平行工艺线均发生故障时，则系统停止。如主线设施发生故障，则系统自动停止。系统发出报警信号。为了防止负载短路损坏输入输出单元，可在PLC输入输出线路上安装熔断器，熔断器的规格由实际电路的电流决定。针对供电紧停和电压不稳定的问题，PLC外部的负载还需要失压保护，过流保护，过压保护，紧急制动等举措，以确保系统正常运行。有时候还要采取灭弧举措。针对电机正传和反转等在联锁扼制的场所，不但要在PLC的梯形图程序内部设置联锁功能，还要在外部的电路采取联锁举措。
3.3上位机HMI画面可烧结厂二原料燃破系统所有设施的状态进行监视和控制，能提示设施故障并记录故障信息。系统一共分为四个画面，画面一为燃料破碎画面；画面二为熔剂画面；画面三为设施权限画面，此画面显示燃料破碎系统和熔剂系统所有设施当前处于哪种扼制方式（例如：联动，单动，机旁单动，中央单动）。画面三的主要操作是在画面一与画面二中完成的，所以采用的画面四系统的名字。画面四为报警记录画面，此画面显示燃料破碎系统和熔剂系统所有设施当前的故障信息，此信息可共用户查询。其中，画面同时显示燃料破碎和熔剂两套系统的画面，通过以太网与两台PLC进行通讯，当其中一套画面出现故障而无法对现场设施进行监控时，另一台画面上依然可以进行监控，不影响生产。
4.结语本课题所革新的系统是对烧结厂设施的一次具有重大意义的升级革新，包含检测，扼制，通讯，监控及扼制算法的实现和编程等各个环节。在该系统中使用了现场总线，PLC，上位监控，网络通信等先进的通讯扼制手段等配合扼制算法对于实现整个系统集中监控及多个生产环节相互联系的目的达到了较为满意的效果。尤其是本监控系统实现了网络互连，解决了长期以来系统分散，监控力度不足的问题。
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