為實現某集團2007年產鐵780萬t、產鋼700萬t的生產目標，於2005年開始新建綜合料場，新建綜合料場分3個階段進行施工，到2007年底基本建成。新建綜合料場生產工藝、機械設備、電氣及控製係統均較為先進，在很大程度上滿足了原有4*高爐,新建四燒車間2台265n?燒結機、6#高爐的用料需求。
1工藝概述
新建某股份有限公司煉鐵廠綜合料場占地六平方公裏之多，共有設備300多個，控製流程複雜,是我國最大的煉鐵綜合料場之一。各種物料經輸入1、輸入2、輸入3、精礦倉，由皮帶輸送係統、5台堆取料機堆料設備、一台混勻堆料機送入各物料條進行儲備，儲備物料經過2台混勻取料機、5台堆取料機取料設備輸送到輸出1、輸出2,再經輸岀係統給四燒車間2台265平方米燒結機的供料係統以及6,高爐的噴吹站供料，其中：輸入1包括一套翻車機係統；自產精礦、區外精礦、澳礦、雲石、石灰石經混勻配料係統，混勻配料按配比輸出各物料並送入H或G料條；煤粉經過料線選擇經儲料堆或輸入、輸出係統輸送到配煤係統，配煤係統對煙煤、無煙煤按比例配送。另外,6#高爐篩下返礦經返礦輸送係統運送到料場料堆中。綜合料場配有CC1、CC3、CC4、CC6除塵係統，噴水係統等配套係統，有效降低生產設備故障率並最大限度減少對外部環境的汙染。
2係統結構
2.1工具軟件概述
新建綜合料場電控係統采用國產GCS-1型PLC控製係統，該PLC係統適合大、中、小自動控製方案，其組態軟件為SOFTPLC係統組態軟件，人機界麵係統為SVIEW實時監控軟件。SOFTPLC係統組態軟件包括：TDNG、MBE。實時監控軟件SVIEW是GCS-1型PLC控製係統的上位機監控軟件,通過鼠標和操作員鍵盤的配合使用，可以方便地完成各種監控操作。
2.2網絡構成
控製站采用ARCNET網絡結構，同一站點可連遠程機架，站內機架用RG-62A/U同軸電纜相連，電纜終端電阻93Q,對現場級設備，執行器、傳動係統、二次儀表等進行數據采集、完成邏輯運算和自動控製功能，控製站同控製站之間通過光纖環網自適應交換機進行相連;操作站與操作站之間通過TCP/IP協議⑴的以太網相連，實現實時數據交換、報警輸出、趨勢記錄、報表打印等部分過程級控製功能；操作站與控製站之間的通訊交換機，遵循TCP/IP協議,同控製站之間的光纖環網進行數據交換。控製站通過以太網通訊模塊同光纖環網相互交換數據。主幹網包括3個相關聯的其拓撲結構為環形的網絡，一個獨立除塵係統網絡，網絡拓撲結構為光纖總線型。為保證通信順暢、抗電幹擾，遠距離傳輸信號,主幹網傳輸介質均為光纖。綜合料場除塵係統網絡拓撲見圖1,綜合料場係統網絡拓撲見圖2.
其中，環形拓撲結構、總線形拓撲結構存在以下不足:診斷故障困難、對站點要求高⑵。

2.3硬件配置
硬件采用浙大中控SUPCONGCS-1PLC控製係統。控製器是以嵌入式⑶CPU為核心的實時控製器，符合IEC61131-3標準，以該控製器為核心可以構建成開放式的PLC控製係統。CPU帶負載能力，本地站為32個I/O模塊,遠程站取決於ARCNET的傳輸帶寬，每個站最大負載為128個模擬量或1024個開關量，係統總的容量不能超過3000個信號點。選用同步控製模塊、冗餘備份模塊實現CPU熱備份;通過以太網通(2)#站、卸料站、精礦站,兩個遠程站:篩分站、篩分除塵。控製站中的電源均配置UPS。
3控製功能
3.1料線無擾動切換功能
綜合料場從物料輸入係統到輸出係統,再跨到配煤、燒結係統，皮帶係統料線眾多，料線交叉，同時物料種類多樣。根據生產的需要，各個係統在操作站均配置了料線選擇區，各區域料線相銜接，能實現順料線啟動相關設備，逆料線停止皮帶係統,所選料線可清晰地在操作站顯示，不選料線隱藏在畫麵中，在幾個料線同時運轉的時候，停料線可以在不載料的過程中掐料線尾，加料線、倒係統,通過設在操作站上倒係統軟按鈕進行，完成料線不停車的切換，待料線完全啟動完後，倒係統軟按鈕自動複位,交叉係統可以在不停車的情況下，無擾動的並入所選的料線中，避免了設備的大啟、大停，縮短了啟停設備時間,提高了運料的效率。
3.2混勻自動控製
3.2.1混勻配料概述
綜合料場混勻配料間為四燒車間進行預配料，配料間頂部有布料車，給料槽輸料，配料槽共計有12個，配料的料種有九類，包括：自產精礦、區外精礦、澳粉、巴潤礦、白雲石、灰石、返礦、除塵灰，在通常的情況下，精礦、澳粉、巴潤礦、白雲石、灰石參加配料。配料根據料種、料量，由配料秤給定，給定的物料通過皮帶機輸送到堆料機，堆料機把混合料送入堆料機兩側的料條，進行備料。
3.2.2混勻配料實現方法
混勻配料間有12套給料設備，其中：10套圓盤、皮帶給料機,2套螺旋給料機，給料機電氣設備包括:計算機操作站、PLC、積算器、配料秤、變頻器以及相關的配套電氣裝置。每套給料機獨立構成給料量調節回路。給料量調節回路原理見圖3。

由圖所示，給料量調節由以計算機控製係統和積算器為核心的調節回路完成，給料量可以單獨設定，也可由配料總量與配料比共同計算給定，計算給定優先級大於直接設定，給料量經過計算機PLC相應的輸出卡件轉化為標準4~20mA信號，信號直接給積算器且處理後輸出。物料的實時檢測量經過配料秤送入積算器,經給料PID調節，達到目的要求。給料量SP與給料量PV實時偏差比較，偏差大且超過設定的時間，進行報警，嚴重的情況設備要停止運行。通過以上過程控製，基本保證預配料配比的精度，有效杜絕了料槽的篷堵,穩定了料堆的成分。
3.3配煤自動控製
配煤間有6套給料設備，每套設備獨立構成給料量調節回路，給料調節原理見圖3。綜合料場配煤係統是高爐噴吹站的進料關口，配煤的精確性直接影響噴煤的質量和安全,特別是配入煙煤以後，要求配煤的精度更高。為了滿足工藝上的要求，相應自動化設備調整了控製精度：在配煤係統的程序上加入配煤的給定量與K8凯发登录入口的偏差報警、偏差停車，煙煤的配比誤差控製在5%以內，若有任意給料設備偏差超過精度範圍,那麽配煤設備將同停，在主控室操作站設聲光報警，在現場崗位安裝聲音報警設備，在操作站上繪製實時配煤K8凯发登录入口趨勢。配煤係統自動化設備的調整，使得配煤精度進一步提高，把煙煤和無煙煤嚴格控製在配比精度範圍以內，煙煤、無煙煤混用安全可靠；檢測、監視設備的運行狀況更加便利、及時，便於崗位發現設備故障，及時處理設備隱患；管理人員可通過畫麵了解配煤情況，根據配煤趨勢指導煙煤和無煙煤配比量。
3.4堆取料機控製
根據工藝布局、流程的要求，堆取料機要與皮帶係統進行聯鎖，把堆取料機運行狀態的數據傳入GCS-1係統，同時把皮帶係統啟停、故障、命令等信號通過GCS-1係統的SOFTPLC傳送到各台堆取料機的PLC中處理。常規、傳統的做法是把雙方要傳輸的信號用硬線在不同的係統間通過各自的I/O模件進行傳送。綜合料場皮帶機頭尾輪間距大，堆取料機常進行移動作業，如果采用常規、傳統的做法，常出現的問題:線纜不宜鋪設，經常被拉斷，維護量大，消耗大量的人力、物力。綜合料場突破了傳統，采用GCS-1係統SOFTPLC與SIMATIC通訊及SIMATIC無線通訊技術。
3.5電氣設備聯鎖控製
綜合料場從整體上分為輸入係統、堆取料機係統、輸出係統及兩個比較獨立的係統：翻車機係統和除塵係統。係統由14個控製站進一步細分為14個小係統，有聯鎖關係的小係統所控製的設備的聯鎖信號以數據包的形式在站點間傳輸，控製主回路保護聯鎖和運行設備之間的動作聯鎖部分的控製程序采用梯形邏輯圖編程，這樣使得控製程序簡潔明了，並有利於調試和生產維護及故障查找。電氣設備聯鎖控製實現了上述各係統電氣設備的順序啟動/停止和帶料同時啟動/停止以及各相關電氣控製設備的聯鎖運行和聯鎖保護，保證生產設備的正常運行和安全生產。
3.6除塵係統控製
綜合料場除塵係統相對獨立，由四個控製站點組成，各站自成係統,沒有聯鎖關係，為便於維護、管理,各個站點間由光纖總線連接，在主控室有獨立的操作站，操作站配有TDNG硬DOG、操作員硬DOG。控製站檢測除塵係統的風機運行狀態，風機入口、出口溫度，風機軸振及潤滑油溫度等，操作站監視各檢測點的數值，出現異常情況進行報警，嚴重情況下，保護風機跳車。除塵係統的投入,減少設備揚塵，保護了外部環境，實現人、設備、環境三位一體的和諧。
4投入效果
綜合料場經過兩年多的建設，目前基本建成投入使用，為四燒車間、6係列及7係列噴吹站、4,高爐、6•高爐儲備了物料，改善了料種的結構，提高了燒結礦的質量，穩定了高爐的用料，真正發揮了鋼鐵大糧倉的作用。長遠看，能有效降低物料的采購成本，合理的調配物料,既管當前又管將來。
5結束語
基於國產SUPCONGCS-1PLC控製係統在綜合料場的應用，實現了綜合料場包括:輸入係統、堆取料係統、輸出係統及除塵係統等完整工藝過程的自動控製。同時，利用係統的開放式功能，實現了與西門子控製係統的通訊。

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