[實用新型]一種基于MODBUS TCP/IP通訊模式的新型熱風爐控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420835058.3
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN204404556U
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發(fā)明（設計）人: 房戈;侯憲斌;武子文;王永康;牛繼凱;陳磊
• 申請（專利權）人: 安陽鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: F24H9/20
• 分類號: F24H9/20
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 徐皂蘭

技術領域

本實用新型涉及針對不同類型控制系統(tǒng)共同完成一套工藝設備控制過程的技術領域，尤其是一種基于MODBUS?TCP/IP通訊模式的新型熱風爐控制系統(tǒng)。

背景技術

MODBUS協(xié)議是應用于電子控制器上的一種通用語言，它的開放性使其逐步成為一種自動控制的通信協(xié)議標準。傳統(tǒng)的MODBUS協(xié)議大多運行在RS-232C或者RS-485兼容的串行鏈路上，其可靠性、傳輸效率和靈活性的不足限制了應用范圍。隨著工業(yè)以太網技術的發(fā)展，工業(yè)控制從單機控制走向TCP/IP網絡的集中控制、集散控制。有了它，不同廠商生產的控制設備可以連成工業(yè)網絡，進行集中監(jiān)控。MODBUS?TCP/IP協(xié)議以一種非常簡單的方式將MODBUS幀嵌入TCP幀中，其是一種面向連接的方式，它的呼叫、應答機制與MODBUS的主從機制相互配合，使得交換式以太網具有很高的確定性。

在設計普通的工藝控制系統(tǒng)時，通常將一個工藝單元設計為一個完整的控制系統(tǒng)即由一個PLC實現(xiàn)一個工藝單元設備的全部工藝控制，一個工藝單元設備之間的控制信息數(shù)據(jù)的無縫連接保證了工藝設備之間的正常通訊工作。對于不同類型的PLC系統(tǒng)完成一個工藝單元的控制，在網絡結構設計、設備控制精確度、通訊機制的處理上都提出了較高的要求。

某煉鐵廠8#高爐原建有3座配套熱風爐，2#熱風爐爐墻出現(xiàn)嚴重傾斜開裂，需要及時進行大修，但是如果停止2#熱風爐，1#和3#熱風爐無法保證高爐鼓風的需要，為了解決問題，煉鐵廠工藝人員決定為8#高爐增加一座4#熱風爐。8#高爐原自動化控制系統(tǒng)硬件為莫迪康昆騰系列PLC，配套編程軟件Concept6.0，上位軟件MP72，因原上位系統(tǒng)軟件為淘汰產品且無法加入新點，MP72已經不再更新升級，造成了原有控制系統(tǒng)中無法新增4#熱風爐的控制設備。因此，兩套不同上位系統(tǒng)的控制系統(tǒng)平臺且完成同一工藝設備系統(tǒng)的控制，使得控制系統(tǒng)的架構及設計成為關鍵。另外，熱風爐助燃風機原為電壓直接起動，電壓直接啟動的方式容易造成風機的喘震，造成熱風爐助燃風機損壞、風量風壓控制不均及能耗居高不下的現(xiàn)象。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于MODBUS?TCP/IP通訊模式的新型熱風爐控制系統(tǒng)，采用工業(yè)以太網、MODBUS?TCP/IP協(xié)議的新型通訊控制模式，解決了不同型號PLC控制系統(tǒng)之間控制程序的整合，完成了燒爐、換爐、燜爐等工藝控制過程，實現(xiàn)了生產工藝的無縫連接。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種基于MODBUS?TCP/IP通訊模式的新型熱風爐控制系統(tǒng)，包括原熱風爐操作站、新熱風爐操作站、原系統(tǒng)交換機、新系統(tǒng)交換機、原1至3號熱風爐PLC控制系統(tǒng)、新4號熱風爐PLC控制系統(tǒng)及主控顯示系統(tǒng)；所述的原熱風爐操作站、新熱風爐操作站、原1至3號熱風爐PLC控制系統(tǒng)、新4號熱風爐PLC控制系統(tǒng)、主控顯示系統(tǒng)分別包括NOE網絡模塊和支持網絡掃描功能的CPU；原熱風爐操作站通過原系統(tǒng)交換機與原1至3號熱風爐PLC控制系統(tǒng)連接；新熱風爐操作站通過新系統(tǒng)交換機與新4號熱風爐PLC控制系統(tǒng)連接；主控顯示系統(tǒng)通過原系統(tǒng)交換機與新系統(tǒng)交換機連接。

進一步，所述的基于MODBUS?TCP/IP通訊模式的新型控制系統(tǒng)還包括所述的基于MODBUS?TCP/IP通訊模式的新型熱風爐控制系統(tǒng)還包括助燃風機風門的風機變頻控制系統(tǒng)，風機變頻控制系統(tǒng)包括變頻器及相關切換控制，系統(tǒng)采用硬線控制，即由熱風爐PLC輸出的4-20mA電流信號控制，根據(jù)CPU輸出的電流信號自動調節(jié)風機頻率，并將風機頻率反饋到PLC輸入口，通過風門開度與變頻控制電流的適時切換與配合，控制風門的開啟，保證風壓在喘震點運行時得到及時宣泄，消除風機喘震。

進一步，所述的NOE網絡模塊和支持網絡掃描功能的CPU需要進行通訊設置，在新4號熱風爐PLC控制系統(tǒng)中設置I/O掃描，讀取和寫入地址須分別配置，數(shù)據(jù)類型須為REAL，數(shù)據(jù)地址及讀、寫的長度須配置正確，通過對NOE網絡模塊中I/O掃描配置，實現(xiàn)新4號熱風爐PLC控制系統(tǒng)通過以太網從/向原1至3號熱風爐PLC控制系統(tǒng)采集讀取/寫入數(shù)據(jù)，然后可以在原熱風爐操作站、新熱風爐操作站與其它主控顯示系統(tǒng)任意實現(xiàn)熱風爐的完整無縫煥爐操作。

本實用新型相比現(xiàn)有技術的有益效果：

本實用新型架構合理、工藝設備控制信號傳遞準確、結構完善，能夠實現(xiàn)平穩(wěn)的自動燃燒和自動換爐控制。具體有益效果：