制糖石灰窯控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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圖2STEP7中的變量表
根據(jù)生產(chǎn)的要求編寫上料的程序，這是溫度控制的基礎(chǔ)，因?yàn)檫M(jìn)料數(shù)量的準(zhǔn)確可以讓煅燒過程更平穩(wěn)，產(chǎn)生的波動小，從而減少了生燒與過燒的發(fā)生，提高石灰石的利用率。如圖3所示，右邊的程序?yàn)榇蟾G的石料稱重程序，PIW336為石料重量傳感器傳送給PLC的石料重量信號，經(jīng)過轉(zhuǎn)換放置在DB3.DBD0中；左邊的程序?yàn)樾「G的自動中斷程序，即當(dāng)物料超過上限時(shí)，切斷卷揚(yáng)機(jī)等設(shè)備。
圖3上料的部分程序
3 監(jiān)控畫面設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)完成施工后，所有的控制和監(jiān)視都可以在上位機(jī)的顯示器上操作，使用了與西門子PLC完全兼容的WinCC。WinCC是面向監(jiān)控與SCADA的軟件工具，可以提供適合于工業(yè)動態(tài)流程圖的顯示，報(bào)警處理，顯示實(shí)時(shí)及歷史曲線圖，生產(chǎn)報(bào)表以及存貯等功能模塊，用高性能的過程耦合、快速的畫面更新以及可靠的數(shù)據(jù)使WinCC具有高度可視化和實(shí)用性[6]。
WinCC所集成的圖形、人機(jī)界面、數(shù)據(jù)庫、通訊等技術(shù)，使開發(fā)人員通過對話式的組態(tài)方式，完成監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)，使用者將PLC與WinCC結(jié)合就使的通訊就異常容易，將STEP7與WinCC組合，就很容易在工程中縮短調(diào)試時(shí)間[7]。此外，WinCC軟件是適合監(jiān)控級應(yīng)用的整體開放性軟件，各軟件提供企業(yè)都可以開發(fā)自己的應(yīng)用軟件與WinCC的開放性接口相接。
系統(tǒng)工藝基本主流程圖如圖4中所示，動態(tài)顯示了石灰窯的現(xiàn)場工藝過程，包括上料過程、運(yùn)行設(shè)備狀況等，這樣就可以及時(shí)準(zhǔn)確掌握石灰石煅燒分解情況，并顯示故障進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷。
圖4上料的部分程序
在實(shí)際現(xiàn)場儀表的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)自動和手動兩種方式。在系統(tǒng)全部軟、硬件安裝調(diào)試時(shí)采用手動操作分步驗(yàn)證。調(diào)試正常投入運(yùn)行時(shí)采用自動操作，利用所設(shè)計(jì)的梯形圖控制程序自動實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，特別是稱重、流量等模擬量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)控制。
在控制過程中，對于風(fēng)壓、物料質(zhì)量、燃料流量等重要的模擬量控制參數(shù)都進(jìn)行主畫面實(shí)時(shí)報(bào)警，即實(shí)現(xiàn)參數(shù)超限聲光報(bào)警，用對話框形式提示故障原因，同時(shí)迅速自動調(diào)節(jié)至正常監(jiān)控狀態(tài)。全過程實(shí)現(xiàn)過程變化預(yù)測的同時(shí)，也對各時(shí)段歷史曲線數(shù)據(jù)予以保存，對曲線分析比較后對溫度變量的變化趨勢作出相應(yīng)的預(yù)測，如圖5所示。
圖5石灰窯煅燒溫度曲線
4 結(jié)語
該石灰窯控制系統(tǒng)采用了目前典型的工業(yè)控制方案，硬件與軟件分別選擇了S7-300PLC與WinCC，使用Profibus搭建了控制系統(tǒng)，完成了石灰窯生產(chǎn)中的上料、稱重、卸灰等一系列步驟降低了人工成本，提高了制糖石灰窯的工作效率，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)石灰窯生產(chǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控與數(shù)據(jù)管理，為相關(guān)制糖企業(yè)的石灰窯生產(chǎn)提供了參考。
參考文獻(xiàn)：
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