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西门子模块6ES7211-0BA23-0XB0产品信息
在炼铁高炉的生产中，主令控制器是卷扬较为关键的核心控制设备，一旦上料的主卷扬发生故障维护及调整非常麻烦，将直接导致整个炼铁高炉生产的停滞，造成高炉上料中断，给炼铁生产带来重大经济损失。
目前，国内炼铁高炉主卷扬控制方式还普遍采用传统的LK系列机械触点工作模式，在实际使用过程中存在着许多先天性的缺限和不足，如故障、精确度差、调整费时、不适应自动化生产需要等等弊端。随着计算机技术、自动化控制技术迅猛发展，越来越多现代化的先进控制手段和方法被应用到生产实践当中,但主令控制器的改进一直滞后，数字主令的诞生使这一现状得到了根本性的改变。
新兴铸管公司*二炼铁部在2003年10月份的高炉大修方案中经过认真的技术论证、深入厂家考察，果敢地采用了这一新型**产品，经过一年左右的运行实践，证明了当时高炉大修方案选择的正确性，数字主令的应用显著提高了炼铁高炉的生产效率、方便了现场管理、减轻了日常维护的困难，提高了经济效益，高性价比产品的综合效益及优势得到很好的体现，先进设备和工艺的采用充分保证了生产任务的顺利完成。同时，为进一步提高公司综合管理水平，增强企业发展后劲，实现控制工艺上水平、上档次提供了成功的改造模式，相继在此后的1＃高炉改造、芜湖新兴高炉改造中都采用了数字主令的控制方式。本文将就数字主令的原理、工作过程、产品特性、在炼铁高炉主卷扬中的应用和效果做较为详尽的阐述。
数字主令是将先进的编码检测技术和现代化的自动化控制模式相结合、并针对生产现场的实际情况而开发出的更新换代产品，其工作过程实际上就是自成体系的一个反馈控制单元，因而又被称作自控主令（ZKLK系列）。设计思想是采用弱电控制强电、以程序逻辑代替机械触点的动作，因而从根本上解决了可靠性能差、响应速度慢、控制精度低、调整与维护麻烦、通讯和保护困难、显示物位不直观等一系列技术问题，使主令控制器这一工业生产中的核心设备从性能上发生了质的飞跃，能满足和适应需要精确定位(或限位)的控制场合，如：高炉主卷扬、转炉定位、炼钢氧定位、纺织造纸卷料定长控制等等，取代老式LK系列主令成为现代工业生产与控制技术发展要求的必然。
产品结构及工作原理：
产品主要由传感器单元、处理控制单元、电缆及联接单元三部分组成。核心部件采用先进、可靠的SIMATIC可编程序控制器（PLC）和OMRON旋转编码器组成。系统通过齿轮（或链轮）将主卷扬减速机的低速轴同传感器箱啮合（安装位置和方法与老式主令相同），减速机带动卷扬滚桶转动，从而实现对料车（氧等）位置移动的控制，并将移动的距离传给旋转编码器产生位置码送给PLC，通过其CPU的程序处理（译码、运算、分析）实现精确定位或限位，发送相应的控制信号和保护输出，这样，被控对象的位置就实现控制；同时，控制箱上的操作面板通过PPI通讯与PLC联接，这一良好的人机界面使得被控对象的当前位置显示准确直观、参数的设定与调整简捷方便。
ZKLK系列主令控制器的特点：
①故障率低：由于自控主令采用无触点的高精度传感器，避免了工作环境恶劣的影响，同时用程序逻辑代替机械触点的动作，因而从根本上较大提高了设备的可靠性，故障率几乎为零。
②控制精度高：装置采用了数字化的控制模式，精确度可达毫米级，因而能满足各种应用场合的需要。
③调整方便：操作面板这一良好的人机界面，使得限位参数的调整准确、方便快捷，显示直观清晰。
④符合自动化生产的要求：装置选用先进的控制手段和产品，通讯功能符合DCS、现场总线等现代控制系统的技术标准和要求。
⑤性价比高：数字主令的**率、高精确度、调整的方便快捷、免维护的特性，无一不昭示出其较高的性价比。只要能为用户减少一次恶性事故那已是物**所值了。
正是因为数字主令具有以上的特点，我们结合新兴铸管*二炼铁部的具体情况，制订了积极稳妥的高炉改造方案，首先在2＃高炉的大修中选用，同时将原来的一台老式LK机械主令保留做为安全备用，具体执行方案是…。
经过一年左右的运行实践证明了ZKLK数字主令的先进性、优越性和可靠性，在高炉主卷扬的主令控制中可放心使用，因而在后来的1＃高炉、芜湖新兴的高炉造中…
该产品可广泛适用于冶金、水利、石油化工、造船、造纸、矿山、港口机械、纺织、仓储等工业生产和自动化控制技术领域。在位移(角度)测量显示和定位、大量程(长距离)限位或定位、卷料定长测量控制等高精度场合，都是较理想的工控自动化产品。
ZKLK系列产品是现代自动化控制技术与传统工业控制模式的结晶，核心部件：检测、显示及处理控制单元，均来自国际公司产品(Omron、Siemens)。整个设备采用精巧的制作、完善的产品结构、高精度的电子元件、先进可靠的可编程控制器PLC、中文液晶显示界面、良好快捷的调整方式、**的程序开发、能与上端PLC或控制网络的联接，处处昭示了这一高科技产品的先进性、可靠性、稳定性、性价比。
具体适用场合有：高炉主卷扬、转炉定位、炼钢氧定位、探尺、溜槽定位、竖炉卷扬、无缝轧制、煤(料)车控制、闸门开度、阀门开度、船闸提升与定位、提升机吊车定位、行车天车定位、自动仓储、推焦杆定位、平煤定位、造纸纺织卷料定长等等。
正是由于ZKLK产品本身所具有的良好特性：设计模式上采用弱电控制强电、以程序逻辑进行数据处理并输出控制与保护信号，因而从根本上解决了老式产品(如：LK系列主令) 在应用场合中暴露出的：可靠性能差、响应速度慢、控制精度低、调整与维护麻烦、通讯和保护困难、显示物位不直观、与现代控制技术及体系融合性差等一系列技术问题，使得工业生产中的核心设备从性能上发生了质的飞跃。因而，在应用上取代老式LK系列主令控制器，也就成为现代工业生产与控制技术发展要求的必然!
1 引言
大连金牛股份有限公司环保治理工程——电炉除尘项目，由日本新日铁株式会社和无锡东方环境研究所合作完成。该项目采用炉盖四孔直排和屋顶罩相结合的除尘工艺，电炉产生的烟尘，绝大部分通过直排系统，即经过电炉*四孔，水冷滑套，燃烧沉降室，水冷管道，再经增压风机排出；另一小部分通过屋顶罩排出，两股烟尘在除尘器前汇合，经除尘器净化后由主风机排出。整个工艺过程根据电炉工况采用自动控制，大大降低了工人的劳动强度，彻底改变了冶炼时厂房内的烟尘污染状况，除尘效果十分明显。
2 自动控制系统的组成
除尘自动控制系统共分三大部分，分别由现场级（检测仪表、传感器和执行装置），基础自动化（PLC）和上位机组成。系统组态如图1所示。
现场仪表主要检测工艺过程参数和设备运行状态参数，PLC及分布式I/O通过数据扫描采集信号并进行数据处理，然后根据控制要求向现场执行装置发出控制信号，完成控制功能。上位机一方面接收PLC的输入信号，另一方面根据控制要求向PLC发出控制指令，对工艺过程实现监控，同时实现过程数据管理功能。
2.1 现场级
该系统中需要检测的工艺参数较多，包括温度、压力、流量、转速、振动等等，其中参与控制的主要参数有风门阀入口温度，野风阀前烟气温度，除尘器差压等，另外还有一些设备运行状态参数，主要是监视和报警作用。系统工艺控制流程图如图2所示。系统根据检测到的工艺状态参数以及电炉工况模式，通过PLC或现场操作箱对现场的执行机构进行自动或手动控制，如控制滑套、风门阀、二次阀、野风阀等的开度，控制主风机和增压风机组的转速以及除尘器清灰等动作。
2.2 基础自动化
该系统共有数字量信号180多个，模拟量信号30多个，采用西门子SIMATIC S7-300可编程控制器（CPU315—2DP），由于现场信号
比较分散，并且有些信号距离主站PLC柜较远，故现场另设一个分布式I/O站，通过Profibus—DP总线与主站进行通讯，系统PLC硬件配置如图3所示。
软件部分采用西门子STEP7 编程软件，模块化编程。系统主要控制过程有以下方面：
（1）主风机和增压风机控制：
根据电炉冶炼工况模式的不同，控制风门阀和二次阀的开度，调节系统风量。同时通过液力偶合器调节主风机和增压风机的转速，达到节能降耗的效果。
（2）滑套控制
根据增压风机风门阀前的烟气温度，自动调节滑套的开度，以控制直排系统风量和烟气温度，保护增压风机风门阀叶轮。
（3）野风阀控制
根据野风阀前烟气温度，控制野风阀的开关，从而控制进入除尘器的烟气温度，保护除尘器布袋不被高温烟尘烧坏。
（4）除尘器清灰控制
除尘器清灰系统分为定时和差压控制清灰两种，正常情况下，按照一定的时间间隔依次对除尘器各仓进行离线清灰。如果除尘器差压过大时，则系统自动缩短离线清灰间隔时间，以加快清灰速度。
（5）反吹气源控制
由于进入布袋的烟尘温度较高，为防止脉冲反吹时冷空气遇热凝露，使布袋拧结。需对气源进行净化和加热，使反吹气体保持在合适的温度范围内。
2. 3 上位机
系统上位机采用的是研华工控机，通过工业以太网与PLC进行远程通讯，通讯介质采用光纤，由网卡、交换机、光电转换模块、及PLC通讯模块组成。同时，该系统可与车间内其它工艺控制过程联网，组成二级网络，实现生产管理。画面监控采用西门子WINCC组态软件编程，界面友好，操作人员通过HMI可监控整个生产过程，并具有数据管理，报警和打印功能。
3 系统调试
系统安装完成后进行了调试，调试分冷调试和热调试。冷调试是在无负荷条件下进行的，热调试是系统通过冷调后，在有负荷条件下进行的。整个调试过程硬件部分和软件部分同时进行。
3.1 冷调试
冷调分单体调试和系统调试。单体调试是指对单个设备的运行调试，是系统调试的基础。包括所有的传感器元件、仪表输出、显示是否正常，参数调整是否正确，电机、液力偶合器、风机、阀门等执行装置，启动、运行状态是否正常。在PLC程序和HMI上监控它们的运行，出现问题及时排除，为下一步系统联调做好准备。系统调试是在单体调试结束后，所有设备运行正常的条件下，对整个控制系统进行的调试。包括系统中所有控制、联锁条件的调试，PLC控制程序的调试及HMI监控程序的调试等。
3.2 热调试
在系统冷调试结束后，进入热调试阶段，热调试是在带负荷的工况条件下，完成系统自动监控的调试。包括系统中一些重要的控制参数的调整。比如在不同的电炉工况下，直排系统和屋顶罩的风量是不同的，理论值和实际值总会有些差异，这就需要在实际生产工况下调整增压风机和主风机的转速，使其既满足排尘的要求，又节省能源。
4 结论
目前，该系统已投运三个多月，除尘效果良好，系统运行稳定。电炉正常运行的情况下，可不需人工干预，完全实现自动控制，与以前的除尘系统相比优势十分明显。实践表明，该系统的投入运行，彻底改善了电炉炼钢对环境造成的污染，提高了生产技术水平，降低了能源消耗，收到很好的经济效益和社会效益