【正文】 trial production has an important role, is widely used in metallurgy, mining, the electric power, the cement industry, etc. Traditional pulverized coal preparation control system, have less control points, by artificial measurement, manual operation characteristics, such as the production scale to expand and increase yield, the control system of the productivity increase, and the control methods have artificially before it is difficult to meet the requirements of production, and because the artificial error detection, control equipment backward, safety is low, to the whole system of production operations and management brought great difficulties. According to China39。 根據(jù)我國的水泥生產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀，本文以水泥工藝煤粉制備系統(tǒng)為研究對(duì)象，分析并設(shè)計(jì)了基于 PLC 的水泥工藝煤磨段自動(dòng)控制系統(tǒng) 。傳統(tǒng)煤粉制備控制系統(tǒng)，具有控制點(diǎn)少、靠人工測(cè)量、手動(dòng)操作等特點(diǎn)，隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和產(chǎn)量的提高，控制系統(tǒng)的處理量不斷增大，以往人工現(xiàn)場(chǎng)控制手段己很難滿足生產(chǎn)的要求，同時(shí)由于人工檢測(cè)誤差大，控制設(shè)備落后、安全性低，給整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)操作和管理帶來了很大的困難。 論文最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行 調(diào)試和運(yùn)行， 分析 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能， 并總結(jié) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的 主要 工作 內(nèi)容 。 近年來，在新建或改建的新型干法窯水泥生產(chǎn)線中，自動(dòng)化新技術(shù)、新裝備得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)保證產(chǎn)品的質(zhì)量，降低消耗，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率起到了重要作用。因此，水泥作為現(xiàn)階段建筑工程中的主要建筑材料，其自動(dòng)化水平 的發(fā)展和進(jìn)步具有重要意義。 90 年代中后期， DCS 系統(tǒng)的控制范圍從水泥生產(chǎn)線的主工藝流程擴(kuò)展到整 個(gè)水泥生產(chǎn)線上的有車間，同時(shí)，系統(tǒng)采集的信息量也大大增加，生產(chǎn)與經(jīng)營管理信息系統(tǒng)開始得以應(yīng)用。（ 3）是絕大多數(shù)的中小水泥企業(yè)雖然計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)很普遍，但仍處于采用模擬儀表對(duì)過程參數(shù)進(jìn)行測(cè)控的階段，如 :采用鈣鐵分析儀對(duì)出磨生料進(jìn)行配料控制 。 論文設(shè)計(jì)內(nèi)容 可編程控制器 (PLC)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)控制裝置。 同時(shí)利用 SIMATTC的 組態(tài)軟件“ WinCC”設(shè) 計(jì)一個(gè) 人機(jī)界面 （ HMI） ， 通過 MPI與可編程控制器通信， 對(duì) 控制系統(tǒng)進(jìn)行 全面監(jiān)控 ，從而使用戶操作更方便。 第 4 頁 2 PLC 和 HMI 基礎(chǔ) 及應(yīng)用 可編程控制器基礎(chǔ) PLC 簡(jiǎn)介 可編程控制器 (programmable logic controller， PLC)是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的，并逐漸發(fā)展成 以微處理器為核心，把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自控制裝置。如電梯控制、高爐上料、磨床電鍍流水線等 [5]。 S7— 300 PLC 功能強(qiáng)、速度快、擴(kuò)展靈活，它具有緊湊的、無槽位限制的模塊化結(jié)構(gòu)，其系統(tǒng)構(gòu)成如圖 所示。與 S7200 PLC 比較，它采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（ ～ s）指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在 S7300 操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對(duì)話的編程要求大大減少。 S7300 PLC 具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來 連接 ASI 總線接口和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)；串行通信處理器用來連接點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)；多點(diǎn)接口（ MPI）集成在 CPU 中，用于同時(shí)連接編程器、 PC、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他 SIMATIC S7/M7/C7等自動(dòng)化控制系統(tǒng) [7]。 PLC 在水泥自動(dòng)化的應(yīng)用 在水泥生產(chǎn)企業(yè)中，由過程控制系統(tǒng)來完成生產(chǎn)工藝參數(shù)的檢測(cè)、顯示、記錄、調(diào)節(jié)、控制、報(bào)警等功能，它對(duì)提高水泥生產(chǎn)線的作業(yè)率，改善產(chǎn)品質(zhì)量及縮短新產(chǎn)品、新工藝的開發(fā)周期起著極其重要的作用。 隨著可編程序控制器 (PLC)本身的技術(shù) 進(jìn)步，突出發(fā)揮了微機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的周有能力，加強(qiáng)了其函數(shù)、數(shù)據(jù)處理、圖象顯示，聯(lián)網(wǎng)通訊能力、具備更強(qiáng)有力的軟件功能和合理方便的用戶界面等諸多方面的更新并趨于成熟，已在過程控制中占有及其重要的一席之地。而新一代的 PLC 在計(jì)算能力、響應(yīng)速度、聯(lián)網(wǎng)能力、靈活及可維護(hù)性等方面與 DCS 相比毫不遜色，顯示出 PLC 作為過程控制系統(tǒng)在現(xiàn)代水泥工業(yè)中廣泛的應(yīng)用前景。監(jiān)控組態(tài)軟件是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、 DCS 和 PLC 等工業(yè)控制技術(shù)的突飛猛進(jìn)而發(fā)展起來的。監(jiān)控組態(tài)軟件已經(jīng)成為其中的橋梁和紐帶，是自動(dòng)化系統(tǒng)集成中不可缺少的 關(guān)鍵 組成部分。 。 WinCC 的另一個(gè)特點(diǎn)在于其整體開放性，它可以方便地與各種軟件和用戶程序組合在一起，建立友好的人機(jī)界面，滿足實(shí)際需要。它不僅能用于單用戶系統(tǒng)，而且能構(gòu)成多用戶系統(tǒng)，甚至包括多個(gè)服務(wù)器和客戶機(jī)在內(nèi)的分布式系統(tǒng)。 WinCC 采用了當(dāng)今流行的面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，很類似流行的 Visual Basic 的語言。上下限及其他控制參數(shù)，在線進(jìn)行信號(hào)補(bǔ)償?shù)?[7]。 煤磨段的 工藝流程 根據(jù)原煤的物理化學(xué)性能以及燒成系統(tǒng)對(duì)煤粉燃料的要求，煤粉制備選用球磨機(jī)作為主機(jī)設(shè)備，并配有選粉機(jī)，煤粉收塵器及相匹配的輸送的控制設(shè)備，具體結(jié)合工藝流程圖介紹如下： 來自煤庫的原煤經(jīng)斗式提升機(jī)直接送入磨頭原煤倉。 控制系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備為球磨機(jī)。當(dāng)煤粉在煤粉倉收塵器內(nèi)發(fā)生事故燃燒時(shí)，通過雙向螺旋輸送機(jī)向外排放。 1. 在煤粉制備啟動(dòng)時(shí)，設(shè)計(jì)啟動(dòng)裝置。 5. 電動(dòng)翻板閥 啟?？刂啤? 9. 熱 風(fēng)機(jī) 和冷風(fēng)機(jī) 的啟?？刂?。 13. 煤粉倉溫度的顯示、報(bào)警。在現(xiàn)場(chǎng)控制室也設(shè)置與中控室同樣功能的監(jiān)控系統(tǒng)，操作由現(xiàn)場(chǎng)控制室執(zhí)行，中控室負(fù)責(zé)監(jiān)控。如加煤過量，則電流會(huì)再次下降。 根據(jù)球磨機(jī)控制原理，煤磨電機(jī)電流經(jīng)傳感器檢測(cè)變送到 PLC，與設(shè)定值比較，大于則送至 PID中進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算完成后輸出，調(diào)節(jié)給煤機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行給煤量調(diào)節(jié)，使球磨機(jī)負(fù)荷處于正常工作狀態(tài)。在上位 WinCC 監(jiān)控設(shè)計(jì)部分 ，建立 相應(yīng)的 變量，繪制監(jiān)控 畫面 并組態(tài)，并設(shè)置通訊方式 。這時(shí)， PLC 會(huì)根據(jù)程序自動(dòng)或者根據(jù)上位監(jiān)控系統(tǒng)給出的信號(hào)控制設(shè)備的運(yùn)行。同時(shí)可以對(duì)報(bào)表存檔打印，顯示實(shí)時(shí)報(bào)警和歷史報(bào)警等，方便操作 人員進(jìn)行工藝分析和查找故障。 圖 41 現(xiàn)場(chǎng) PLC 控制站 設(shè)計(jì) 流程圖 系統(tǒng)中 I/O 點(diǎn)數(shù)的選取 要對(duì)一個(gè)實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控， 需要在了解 生產(chǎn)工藝 的基礎(chǔ)上 ，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求， 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行深入分析后選取 要進(jìn)行監(jiān)控的點(diǎn)， 對(duì) 系統(tǒng)進(jìn)行控制，具體來說是對(duì)系統(tǒng)中的某些點(diǎn)進(jìn)行控制或系統(tǒng)中的某些設(shè)備 運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行，最終 達(dá)到了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制的目的。在該系統(tǒng)中， 根據(jù)系統(tǒng) 控制要求，系統(tǒng) 的主要運(yùn)行參數(shù)有電流、溫 度、壓力、轉(zhuǎn)速等 ，所以我們要對(duì) 相應(yīng)設(shè)備 的 這些參數(shù) 進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 （看看修改后的句子怎樣） 根據(jù)以上分析 和第三章中詳述的系統(tǒng)控制要求， 可以確定 系統(tǒng)中的 I/O 點(diǎn)。 表 41 I 點(diǎn)統(tǒng)計(jì) HMODE I BOOL 手動(dòng)模式開關(guān) LCFON/OFF I BOOL 羅茨風(fēng)機(jī) 1 開關(guān) LF2ON/OFF I BOOL 離心風(fēng)機(jī) 2 開關(guān) SLSON/OFF I BOOL 雙螺旋輸送機(jī)開關(guān) LF1ON/OFF I BOOL 離心風(fēng)機(jī) 1 開關(guān) LSON/OFF I BOOL 螺旋輸送機(jī)開關(guān) DTXFON/OFF I BOOL 動(dòng)態(tài)選粉機(jī)開關(guān) MMDJON/OFF I BOOL 煤磨電機(jī)開關(guān) LFFON/OFF I BOOL 冷風(fēng)閥開關(guān) RFFON/OFF I BOOL 熱風(fēng)閥開關(guān) LFJON/OFF I BOOL 冷風(fēng)機(jī)開關(guān) RFJON/OFF I BOOL 熱風(fēng)機(jī)開關(guān) DDFBFON/OFF I BOOL 電動(dòng)翻板閥開關(guān) YPON/OFF I BOOL 圓盤喂料機(jī)開關(guān) BFON/OFF I BOOL 棒閥開關(guān) DSON/OFF I BOOL 斗式提升機(jī)開關(guān) LCF2ON/OFF I BOOL 羅茨風(fēng)機(jī) 2 開關(guān) 第 16 頁 LCF1RUNBUG I BOOL 羅茨風(fēng)機(jī) 1 運(yùn)行故障 LCF1STARTBUG I BOOL 羅茨風(fēng)機(jī) 1 啟動(dòng)故障 LCF1STOPBUG I BOOL 羅茨風(fēng)機(jī) 1 停機(jī)故障 LCF2STARTBUG I BOOL 羅茨風(fēng)機(jī) 2 啟動(dòng)故障 LCF2STOPBUG I BOOL 羅茨風(fēng)機(jī) 2 停機(jī)故障 LCF2RUNBUG I BOOL 羅茨風(fēng)機(jī) 2 運(yùn)行故障 LF2STARTBUG I BOOL 離心風(fēng)機(jī) 2 啟動(dòng)故障 LF2STOPBUG I BOOL 離心風(fēng)機(jī) 2 停機(jī)故障 LF2RUNBUG I BOOL 離心風(fēng)機(jī) 2 運(yùn)行故障 SLSSTARTBUG I BOOL 雙螺旋輸送機(jī)啟動(dòng)故障 SLSSTOPBUG I BOOL 雙螺旋輸送機(jī)停機(jī)故障 SLSRUNBUG I BOOL 雙螺旋輸送機(jī)運(yùn)行故障 LF1STARTBUG I BOOL 離心風(fēng)機(jī) 1 啟動(dòng)故障 LF1STOPBUG I BOOL 離心風(fēng)機(jī) 1 停機(jī)故障 LF1RUNBUG I BOOL 離心風(fēng)機(jī) 1 運(yùn)行故障 LSSTARTBUG I BOOL 螺旋輸送機(jī)啟動(dòng)故障 LSSTOPBUG I BOOL 螺旋輸送機(jī)停機(jī)故障 LSRUNBUG I BOOL 螺旋輸送機(jī)運(yùn)行故障 DTXFSTARTBUG I BOOL 動(dòng)態(tài)選粉機(jī)啟動(dòng)故障 DTXFSTOPBUG I BOOL 動(dòng)態(tài)選粉機(jī)停機(jī)故障 DTXFRUNBUG I BOOL 動(dòng)態(tài)選粉機(jī)運(yùn)行故障 MDSTARTBUG I BOOL 煤磨電機(jī)啟動(dòng)故障 MDSTOPBUG I BOOL 煤磨電機(jī)停機(jī)故障 MDRUNBUG I BOOL 煤磨電機(jī)運(yùn)行故障 LFFOPENBUG I BOOL 冷風(fēng)閥打開故障 LFFCLOSEBUG I BOOL 冷風(fēng)閥關(guān)閉故障 LFFRUNBUG I BOOL 冷風(fēng)閥運(yùn)行故障 RFFOPENBUG I BOOL 熱風(fēng)閥打開故障 RFFCLOSEBUG I BOOL 熱風(fēng)閥關(guān)閉故障 RFFRUNBUG I BOOL 熱風(fēng)閥運(yùn)行故障 LFJSTARTBUG I BOOL 冷風(fēng)機(jī)啟動(dòng)故障 第 17 頁 LFJSTOPBUG I BOOL 冷風(fēng)機(jī)停機(jī)故障 LFJRUNBUG I BOOL 冷風(fēng)機(jī)運(yùn)行故障 RFJSTARTBUG I BOOL 熱風(fēng)機(jī)啟動(dòng)故障 RFJSTOPBUG I BOOL 熱風(fēng)機(jī)停機(jī)故障 RFJRUNBUG I BOOL 熱風(fēng)機(jī)運(yùn)行故障 DDFBFOPENBUG I BOOL 電動(dòng)翻板閥打開故障 DDFBFCLOSEBUG I BOOL 電動(dòng)翻板閥關(guān)閉故障 DDFBFRUNBUG I BOOL 電動(dòng)翻板閥運(yùn)行故障 YPSTARTBUG I BOOL 圓盤喂料機(jī)啟動(dòng)故障 YPSTOPBUG I BOOL 圓盤喂料機(jī)停機(jī)故障 YPRUNBUG I BOOL 圓盤喂料機(jī)運(yùn)行故障 BFOPENBUG I BOOL 棒閥打開故障 BFCLOSEBUG I BOOL 棒閥關(guān)閉故障 BFRUNBUG I BOOL 棒閥運(yùn)行故障 DSSTARTBUG I BOOL 斗式提升機(jī)啟動(dòng)故障 DSSTOPBUG I BOOL 斗式提升機(jī)停機(jī)故障 DSRUNBUG I BOOL 斗式提升機(jī)運(yùn)行故障 表 42 模擬量檢測(cè)點(diǎn) DSDL PIW 256 INT 斗式