【正文】 程序共分為空氣提升機(jī)輸送系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、壓力罐打料（即濃相輸送）以及閥門機(jī)構(gòu)執(zhí)行與故障判斷幾個(gè)部分。布爾助記符程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言與計(jì)算機(jī)中的匯編語(yǔ)言非常相似，采用布爾助記符來(lái)表示操作功能。它有若干個(gè)輸入端和輸出端，通過(guò)軟連接的方式，分別連接到所需的其它端子，完成所需的控制運(yùn)算或控制功能。DC表39本設(shè)計(jì)中選用1746OW16的離散量輸出模塊，其技術(shù)指標(biāo)如下表：項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)電壓類型24V ac/dcRelay工作電壓5265Vac 5125Vdc輸入點(diǎn)數(shù)16每個(gè)公共端的點(diǎn)數(shù)8背板電流需求(A)5V24V信號(hào)延時(shí)(ms，最大值)ON= OFF=斷態(tài)電流(最小值)0mA5Vdc時(shí)負(fù)載電流(最小)10mA每點(diǎn)連續(xù)電流(最大)See relay chart每模塊連續(xù)電流(最大) 軟件設(shè)計(jì) PLC編程語(yǔ)言的選擇1994年國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)頒布的IEC11313《可編程序控制器的編程軟件》標(biāo)準(zhǔn)中，共有5種語(yǔ)言如下：3種圖形化語(yǔ)言：LD(Ladder Diagram)梯形圖梯形圖是用梯形圖的圖形符號(hào)來(lái)描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。F)額定濕度5～95%接線每個(gè)端子兩根14AWG導(dǎo)線(最大)存貯器模塊中的EEPROM和UVPROM存貯器模塊提供永久性存貯備份，F(xiàn)lashEPROM(閃爍可擦除可編程只讀存貯器)集中了EEPROM的可反復(fù)使用與UVPROM的保密性等優(yōu)點(diǎn)。②可以用1746CP3電纜以對(duì)點(diǎn)方式將SLC5/04處理器的通道O連到支持DH485的設(shè)備上；也可以將SLC5/04處理器的通道O連接到1747PIC以實(shí)現(xiàn)連到支持DH485的設(shè)備(SLC5/01,SLC5/02,SLC5/03,)的連接。除塵系統(tǒng)測(cè)控電路如下圖37所示：圖37 除塵器控制系統(tǒng)測(cè)控電路 控制面板為了滿足生產(chǎn)工藝的要求，系統(tǒng)在控制面板上設(shè)有控制按扭和運(yùn)行指示燈。檢測(cè)回路和控制回路的協(xié)調(diào)來(lái)完成這一輸送過(guò)程的測(cè)控工作。擁有主控制權(quán)的CPU具有輸出控制權(quán)，而熱備CPU同時(shí)采集數(shù)據(jù)和保持通訊連接，但輸出被禁止。單純從可靠性方面分析，純硬件的冗余較之軟件冗余并無(wú)優(yōu)勢(shì)。冗余設(shè)計(jì)使系統(tǒng)關(guān)鍵部件的可靠性提高了一倍，而使系統(tǒng)的整體可靠性大大的提高。輸送時(shí)，打開加壓閥，用壓縮空氣對(duì)壓力容器內(nèi)部加壓；同時(shí)打開輸送閥門，待壓力容器達(dá)到規(guī)定的壓力時(shí)，打開出料閥，壓力容器內(nèi)的物料便壓送到輸送管道，再通過(guò)輸送管道把物料輸送到指定的槽料箱。料位計(jì)用來(lái)檢測(cè)空氣提升機(jī)、壓力罐中的原料是否達(dá)到規(guī)定的料位，氧化鋁輸送裝置配有4－20mA模擬量輸出料位計(jì)，在值班控制室顯示氧化鋁料倉(cāng)和壓力罐的料位高度以及高、低限報(bào)警。其它設(shè)備有：卸庫(kù)、溜槽、空氣提升機(jī)、壓力罐（本課題設(shè)計(jì)的系統(tǒng)選擇四個(gè)壓力罐）、氣水分離器、干燥器等。因此本系統(tǒng)中的輸入模塊選用1746IN16，輸出模塊選用1746OW16(RTB)。（一）PLC的類型PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場(chǎng)安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長(zhǎng)分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。中型PLC,I/O點(diǎn)數(shù)在256～1024點(diǎn)范圍內(nèi)。中型PLC,I/O點(diǎn)數(shù)在256～1024點(diǎn)范圍內(nèi)。使得用戶能夠按應(yīng)用的需要專門地設(shè)計(jì)和建立控制系統(tǒng)。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。（四）編程功能PLC的編程有離線編程和在線編程兩種。（一）運(yùn)算功能簡(jiǎn)單PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他高級(jí)運(yùn)算功能。SLC5/0SLC5/0SLC5/04和SLC5/05處理器有能夠起動(dòng)通信的通信口(Ethernet、DH+、DH485或RS232C)。它們具有SLC5/03的全部性能，以及一個(gè)更快的通信口和更短的執(zhí)行時(shí)間。SLC5/02處理器能讓您組成模塊化控制器，正常情況下，其I/O數(shù)高達(dá)256個(gè)輸入和256個(gè)輸出、指令存儲(chǔ)器容量為4K。SLC 500TM系列可編程控制器就是其中一個(gè)最恰當(dāng)?shù)睦?。物料進(jìn)入濃相輸送過(guò)程中，PLC控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)壓力罐系統(tǒng)的各個(gè)閥門和壓力變送器進(jìn)行檢測(cè)而實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制，從而達(dá)到自動(dòng)輸送物料。 控制方案氧化鋁粉輸送是電解鋁生產(chǎn)過(guò)程中原料供應(yīng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)采用先進(jìn)的可編程控制器(PLC)進(jìn)行控制，這樣不僅可以提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和靈活性，而且還可以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，降低設(shè)備的故障率，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)全過(guò)程自動(dòng)檢測(cè)和控制，具有操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，清潔環(huán)保生產(chǎn)等特點(diǎn)。再打開閥30，當(dāng)壓力罐的壓力滿足規(guī)定的壓力時(shí)關(guān)閉閥30，打開閥36和閥11，現(xiàn)在方可進(jìn)行壓力罐的打料。當(dāng)除塵系統(tǒng)啟動(dòng)后，開始啟動(dòng)離心風(fēng)機(jī)和羅茨風(fēng)機(jī)，同時(shí)卸庫(kù)開始向溜槽卸氧化鋁粉料，溜槽中的氧化鋁粉在離心風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)力下進(jìn)入空氣提升機(jī)。 (二) 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。我國(guó)鋁廠綜合自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展比國(guó)外晚。其主要原因，在于它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。在這樣嚴(yán)峻的形勢(shì)下，大范圍設(shè)備更新，國(guó)力承受不了:維持設(shè)各的現(xiàn)狀，拼設(shè)備生產(chǎn)，后果不堪設(shè)想，唯有應(yīng)用電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，把電子技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，才是提高企業(yè)素質(zhì)、提高整體效益的最現(xiàn)實(shí)、最有效的途徑。1 課題背景 概論隨著國(guó)內(nèi)電解鋁生產(chǎn)規(guī)模的急劇擴(kuò)張，對(duì)氧化鋁原料的需求大幅度增長(zhǎng)。因此PLC控制系統(tǒng)在電解鋁行業(yè)中的應(yīng)用也更是如此。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的濃相輸送技術(shù)，能夠較好地滿足這方面的要求，濃相輸送技術(shù)是由壓力罐系統(tǒng)、濃相管和PLC自動(dòng)控制設(shè)備等組成。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）頒布了對(duì)PLC的規(guī)定：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。而氧化鋁的輸送自動(dòng)控制系統(tǒng)一般包括由卸料庫(kù)到料倉(cāng)的輸送，再?gòu)牧蟼}(cāng)到壓力罐的輸送，最后由壓力罐到電解槽的輸送這三大部分。AbstractEnglish full name of the PLC Programmable Logic Controller, Programmable Logic Controller full name in Chinese is the traditional basis of the order of the controller into the microelectronics, puter technology, automatic control technology and munication technology and the formation of a new generation of industrial control devices, aim is to replace the relay, the implementation of logic in mind, the counting sequence control functions, flexible programcontrolled system. International Electrotechnical Commission (IEC) issued the provisions of the PLC: Programmable Logic Controller is a digital puting operation of electronic systems for the industrial environment applications. It uses programmable memory, used in its internal storage implementation of the logical, sequential control, timing, counting and arithmetic instructions such as operation and, through digital, analog input and output, the control of various types machinery or production processes.Discussed in this paper a programmable logic controller (PLC) automatic control equipment for the core of the design process of an aluminum production of alumina powder delivery of automatic control systems. Aluminum factory production process control system, mainly by the alumina carrier and the control of two major ponents electrolyzer. The automatic control system for the delivery of alumina generally include delivery of silo discharge database to further pressure from the hopper to transport cans, and finally from the pressure tank to the delivery of these three most of the electrolytic cell. dense phase conveying and dense phase conveying three super type of technology. 60 years of the 20th century developed the dense phase conveying technology, to better meet these requirements, dense phase conveying technology is by the pressure pot system, dense phase control and PLC control equipment ponent. Its working principle is: after the material into the pressure pot was boiling by the pressed air pressure, and maintain this state, to ensure that material into a special tube in the dense phase was divided into a section of the pressed air feed forward movement of bolt to achieve the delivery of materiaKey Words：Programmable Logic Controller。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。這樣的控制系統(tǒng)，雖然價(jià)格便宜，但是可靠性不高，往往出現(xiàn)“死機(jī)”、誤動(dòng)作等現(xiàn)象。本課題主要研究的是電解鋁生產(chǎn)過(guò)程的氧化鋁粉的輸送控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在，仍常常將PLC簡(jiǎn)稱PC。 課題的意義傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造提升對(duì)一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)，具有重要的戰(zhàn)略意義。PLC的定義有許多種。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。組成機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖21所示：圖21 PLC的硬件組成 典型的PLC產(chǎn)品 國(guó)外施耐德公司，Quantum、Premium、Momentum等；羅克韋爾（AB公司），SLC、MicroLogix、Control Logix等；西門子公司， SIMATIC S7400/300/200系列；GE公司日本歐姆龍、三菱、富士、松下等。向料倉(cāng)打料的整個(gè)工藝過(guò)程如下圖31所示：除塵器啟動(dòng)離心風(fēng)機(jī)關(guān)閉羅茨風(fēng)機(jī)啟動(dòng)離心風(fēng)機(jī)啟動(dòng)羅茨風(fēng)機(jī)關(guān)閉除塵器關(guān)閉圖31 向料倉(cāng)打料工藝過(guò)程2000T下層料倉(cāng)的氧化鋁粉到達(dá)高料位時(shí)開始啟動(dòng)向壓力罐的打料過(guò)程。先檢測(cè)壓縮空氣的壓力和閥門V閥門V8是否開到位，在達(dá)到要求時(shí)然后打開閥閥2閥24以及閥25。第一階段(加料過(guò)程)的測(cè)控電路如下圖33所示：圖33 加料系統(tǒng)測(cè)控電路第二階段是2000T上層緩沖料倉(cāng)到2000T下層料倉(cāng)的輸送；第三階段是壓力罐的濃相輸送過(guò)程：壓力罐的進(jìn)出料和濃相輸送的氣源采用空氣壓縮站提供的壓縮空氣，每個(gè)罐采用6個(gè)電控氣動(dòng)閥控制罐體的進(jìn)料，出料和輸送。根據(jù)下面的介紹，本控制系統(tǒng)的PLC選用美國(guó)AB公司的SLC500。SLC500處理器提供30或40個(gè)固定的數(shù)字I/O。SLC5/ ms的位指令，同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的信息吞吐時(shí)間比與之競(jìng)爭(zhēng)的處理器快10倍?；赑LC5中型處理器的高級(jí)指令集。增加帶1747CSN掃描器模塊的控制網(wǎng)(ControlNet)I/O。（三）通信功能大中型PLC系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如TCP/IP