【正文】 ，基于WinCC 組態(tài)軟件開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)在架構(gòu)上主要以鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)燒結(jié)工藝流程和相關(guān)設(shè)備為線索，鑒于時(shí)間原因只對鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯 環(huán)冷機(jī)的流程實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的監(jiān)控自動化系統(tǒng)功能。 4. 生產(chǎn)報(bào)表打印功能 ? 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能。 工程師站 (ENS)由高檔微機(jī)組成，具有系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫組態(tài)、設(shè)備組態(tài)、圖形組態(tài)、控制語言組態(tài)、報(bào)表組態(tài)、事故庫組態(tài)、離線查詢、程序調(diào)試下載等功能；操作員站 (OPS)由高檔微機(jī)或工業(yè)微機(jī)組成，具有流程圖顯示與操作、報(bào)警監(jiān)視及確認(rèn)、日志查詢、趨勢顯示、參數(shù)列表顯示、控制調(diào)節(jié)、在線參數(shù)修改和報(bào)表打印等功能。 ② 報(bào)警記錄運(yùn)行系統(tǒng)組件主要負(fù)責(zé)過程值的監(jiān)控、控 制報(bào)警輸 出、管理 報(bào)警確認(rèn) 。對 WinCC的主要子系統(tǒng)敘述如下 ： 用戶接口和操作 1．可組態(tài)的用戶接口：用戶接口的布局 (屏幕畫面 )使得用戶和過程之間的對話更加靈活，而且更加面向任務(wù)。在鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯氧化球團(tuán)生產(chǎn)過程綜合自動化系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)了自動配料，造球水分，鏈篦機(jī)的速度、鼔干段罩內(nèi)溫度、抽干段罩內(nèi)溫度和預(yù)熱段罩內(nèi)溫度，回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)速、點(diǎn)火用煤粉量，點(diǎn)火燒嘴用一、二次風(fēng)量和窯內(nèi)氣體焙燒溫度，回轉(zhuǎn)窯事故停機(jī)時(shí)的緊急慢動控制，環(huán)冷機(jī)速度，鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯 環(huán)冷機(jī)速度聯(lián)動比例等控制回路。 鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯氧化球團(tuán)生產(chǎn)的控制系統(tǒng)的運(yùn)行可分為三個(gè)階段，即啟動階段、正常運(yùn)行階段和停止階段。 PLC上電， OB100(啟動模塊 )結(jié)束后，操作系統(tǒng)調(diào)用 OB1，當(dāng) OB1運(yùn)行結(jié)束后操作系統(tǒng)再次啟動 OB1。這個(gè)概況中可以顯示符號指示每個(gè)模板是否正?；蛴泄收?。 STEP7 編程軟件概述 本系統(tǒng)采用 SIMATIC S7400的配套編程工具 STEP 7完成硬件組態(tài)、參數(shù)設(shè)置、 PLC程序編制、測試、調(diào)試和文檔處理 [13]。 PROFIBUSDP 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)接口 1．分段結(jié)構(gòu) 為滿足 PROFIBUSDP的 最大數(shù)據(jù)傳輸速率 12 Mbpt的要求，在一條雙絞線電纜的總線系統(tǒng)上，最多可以管理和監(jiān)控 127臺設(shè)備，不過必須分成幾段，每斷 32個(gè)站，段與段之間可以用中繼器連接，與 MPI協(xié)議網(wǎng)絡(luò)一樣，在最低通訊速率時(shí)，兩中繼器之間的通訊距離可達(dá) 1000 m每段的首尾接口都必須接終端電阻。 第三 章主 要對 鏈 篦機(jī) 回轉(zhuǎn) 窯 環(huán)冷 機(jī)計(jì) 算 機(jī)自 動控 制系 統(tǒng)的 軟 件設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)是基 WinCC 。 2. PLC 在向微型化、網(wǎng)絡(luò)化、 PC 化和開放性方向發(fā)展 由于最初采用計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想和適應(yīng)各種現(xiàn)場應(yīng)用的設(shè)計(jì)思路，因此隨著電子事業(yè)的飛速發(fā)展， PLC已超越了傳統(tǒng)邏輯控制的意義 [5]?；剞D(zhuǎn)環(huán)體上部固定一個(gè)襯有耐火材料的環(huán)冷機(jī)罩。電機(jī) 減速機(jī)傳動方式由于安全性差、噪音大，新設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)窯一般不予以采用。 遼寧科技大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 3. 支承裝置：本回轉(zhuǎn)窯有兩個(gè)支承點(diǎn)，從排料端到進(jìn)料端分別為1號和 2號；其中 2號靠近傳動裝置，在安裝時(shí)定為基準(zhǔn)點(diǎn)。鏟料板的主要作用是將篦板上的物料送入回轉(zhuǎn)窯。懸掛減速裝置采用三環(huán)減速機(jī)形式，左右各一套，通過膨脹套連接懸掛在頭部主軸的兩端。 鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯 環(huán)冷機(jī)的檢測和自動控制 1. 鏈篦機(jī) 干燥預(yù)熱系統(tǒng) 鏈篦機(jī)干燥預(yù)熱系統(tǒng)的檢測和控制的項(xiàng)目有鏈篦機(jī)速度、料層厚度的檢測和控制；鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯 環(huán)冷機(jī)速度聯(lián)動比例控制；鏈篦機(jī)鼔風(fēng)干燥段、抽風(fēng)干燥段和預(yù)熱段煙罩溫度及其壓力的檢測與調(diào)節(jié)；鼔風(fēng)干燥段、抽風(fēng)干燥段和預(yù)熱段風(fēng)箱溫度及其壓力的檢測；鏈篦機(jī)回水流量和進(jìn)水壓力的檢測與顯示。以保證窯內(nèi)所需焙燒溫度。實(shí)現(xiàn)這一控制目標(biāo)存在兩方面的問題需要解決：復(fù)雜工業(yè)過程的關(guān)鍵參數(shù)穩(wěn)定化控制和這些參數(shù)的優(yōu)化配置。我國鋼鐵企業(yè)的劣勢之一是鐵礦資源品質(zhì)差，鐵精礦質(zhì)量低，成本高。此自動控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用模塊化的設(shè)計(jì)思想， PLC 控制系統(tǒng)采用 STEP7 來完成硬件的組態(tài)。結(jié)合鞍鋼氧化球團(tuán)生產(chǎn) 工藝技術(shù)要求，應(yīng)用西門子 PROFIBUSDP 現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)燒結(jié)過程自動化的硬件組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)配置、集中管理和自動化控制功能。因此追求高質(zhì)量的產(chǎn)品、低成本的消耗成為企業(yè)能否在激烈的市場競爭中立于不敗之地的最首要的保證。針對鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯工藝球團(tuán)燒結(jié)這樣的復(fù)雜生產(chǎn)過程，自動控制的主要目標(biāo)是穩(wěn)定生產(chǎn)工藝狀況，避免人為因素造成產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的劇烈波動，確保生產(chǎn)能夠獲得最大的效益，這就對生產(chǎn)過程自動化控制提出了如下的要求：必須通過先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制手段實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵工藝參數(shù)的穩(wěn)定化控制，保證生產(chǎn)產(chǎn)量和質(zhì)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，以獲得最大的生產(chǎn)效益，這就是 基于生產(chǎn)工藝目標(biāo)要求的計(jì)算機(jī)控制問題。同時(shí)將環(huán)冷卻機(jī)一冷段 1100 ℃ 熱廢氣引入窯頭罩，作為補(bǔ)充二次風(fēng)。環(huán)冷機(jī)鼓風(fēng)機(jī)通過風(fēng)門自動調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量，控制回?zé)犸L(fēng)溫度。為適應(yīng)鏈篦機(jī)生產(chǎn)能力和原料狀況的變化，設(shè)計(jì)中選用了變頻專用電動機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速，使鏈篦機(jī)運(yùn)行裝置的運(yùn)行速度在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了無級調(diào)速。 3. 鏟料板裝置 鏟料板裝置包括鏟料板及支承、鏈條裝置、重錘裝置及拉緊裝置。筒體支承點(diǎn)的滾圈是嵌套在筒體上的，并用擋鐵固定在筒體上。 4. 傳動裝置：回轉(zhuǎn)窯傳動方式有電機(jī) 減速機(jī)傳動方式和柔性傳動方式。環(huán)冷機(jī)是一個(gè)環(huán)狀槽形結(jié)構(gòu)，由若干可翻轉(zhuǎn)的臺車組成環(huán)形工作表面，環(huán)形式中車兩側(cè)圍有內(nèi)外墻，構(gòu)成環(huán)狀回轉(zhuǎn)體，內(nèi)外墻內(nèi)壁均襯有耐火材料。 20世紀(jì) 90年代以來，由于 PCbased的工業(yè)計(jì)算機(jī)（簡稱工業(yè) PC）的發(fā)展，以工業(yè) PC、 I/O裝置、監(jiān)控裝置、控制網(wǎng)絡(luò)組成的 PCbased的自動化系統(tǒng)得到了迅速普及，成為實(shí)現(xiàn)低成本工業(yè)自動化的重要途徑 [4]。對鏈篦機(jī)、回轉(zhuǎn)窯、環(huán)冷機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，最后對工業(yè)過程控制的現(xiàn)狀進(jìn)行了敘述； 第二章主要對鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯 環(huán)冷機(jī)計(jì)算機(jī)自動控制系統(tǒng)的硬件配置進(jìn)行了介紹；對現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)、 STEAP7和 PLC都進(jìn)行了詳細(xì)的說明?？偩€循環(huán)時(shí)間必須要比中央控制器的程序循環(huán)時(shí)間短，在很多應(yīng)用場合，程序應(yīng)用時(shí)間約為10 S。 PLC控制系統(tǒng)采用 STEP7 、地址和站址的分配以及 PLC程序編制、測試、調(diào)試和文檔處理。 (3) 診斷硬件：該功能能夠提供可編程控制器狀態(tài)的一個(gè)概況。 S7 CPU操作系統(tǒng)連續(xù)循環(huán)地執(zhí)行 OB1。球團(tuán)燒結(jié)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的 PLC 程序采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法，分為組織塊、功能塊、功能塊和共享數(shù)據(jù)塊四種類型。 2. 基礎(chǔ)回路控制功能 基礎(chǔ)回路控制可實(shí)現(xiàn)各生產(chǎn)過程工藝參數(shù)的準(zhǔn)確控制操作。 WinCC 組態(tài)軟件的體系結(jié)構(gòu) WinCC工控 組態(tài)軟 件是德 國西門 子公司 委托美 國 Micrsoft公司為 其開發(fā)的基于 Windows 20xx的大型 HMI應(yīng)用軟件，它集控制技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)、圖形技術(shù)、數(shù)據(jù) 庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一身，包含動態(tài)顯示、報(bào)警、趨勢、控制策略、控制網(wǎng)絡(luò)通信等組件，提供一個(gè)友好的用戶界面，使用戶可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要生成相應(yīng)應(yīng)用軟件 [14]。 2．報(bào)警記錄的組件構(gòu)成：報(bào)警記錄組件由組態(tài)系統(tǒng)組件和運(yùn)行系統(tǒng)組件組成： ① 報(bào)警記錄組態(tài)系統(tǒng)組件為報(bào)警記錄編輯器，用來定義顯示何種報(bào)警、報(bào)警的內(nèi)容、報(bào)警的時(shí)間。 利用 WinCC 實(shí)現(xiàn)球團(tuán)燒結(jié)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測 球團(tuán) 燒結(jié) 過 程計(jì) 算機(jī) 監(jiān) 控系 統(tǒng)上 位機(jī) 部 分由 工程 師 站和 操作 員 站組成。 3. 生產(chǎn)安全管理功能 ? 對設(shè)備故障進(jìn)行報(bào)警，對設(shè)備的維護(hù)進(jìn)行管理，保證設(shè)備的安全運(yùn)行； ? 針對關(guān)鍵設(shè)備的啟停，定義操作條件進(jìn)行限制保護(hù)； ? 對自動控制和軟手動控制過程中，對操作人 員可能出現(xiàn)的誤操作，應(yīng)用軟件包具有采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施的功能。 6. 系統(tǒng)導(dǎo)航功能 ? 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部導(dǎo)航的功能； ? 實(shí)現(xiàn)各監(jiān)控畫面之間的切換和各個(gè)子系統(tǒng)間的切換的功能。 本系統(tǒng)采用西門子的 PROFIBUSDP 過程現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的融合，使現(xiàn)場的主要設(shè)備與 PLC 連接，實(shí)現(xiàn)了球團(tuán)生產(chǎn)的集中管理和分散控制。 回首我的大學(xué)時(shí)光感慨頗多， 兩年 的航程 歲短暫但不乏收獲。針對鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯工藝球團(tuán)燒結(jié)這樣的復(fù)雜生產(chǎn)過程，本自動控制的設(shè)計(jì)是穩(wěn)定生產(chǎn)工藝狀況，避免人為因素造成產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的劇烈波動，可以將系統(tǒng)維持在較優(yōu)的狀態(tài)，保證生產(chǎn) 產(chǎn)量和質(zhì)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，以獲得最大的生產(chǎn)效益。利用組態(tài)軟件 WinCC 生動準(zhǔn)確的畫面描述工業(yè)控制流程。監(jiān)視參數(shù)記錄報(bào)表可隨機(jī)和定時(shí)兩種形式打印生產(chǎn)過程監(jiān)控參數(shù)。其功能主要包括： 1. 生產(chǎn)監(jiān)測功能 ? 鏈篦機(jī) 回轉(zhuǎn)窯球團(tuán)生產(chǎn)過程的主要工藝參數(shù)如： 煙罩溫度、風(fēng)箱溫度、鏈篦機(jī)料厚、回轉(zhuǎn)窯焙燒溫度、窯頭溫度、窯尾溫度等均由自動化儀表進(jìn)行在線檢測，由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行線性化及數(shù)字濾波等處理； ? 所有工藝參數(shù)實(shí)時(shí)地顯示在動態(tài)工藝流程圖畫面中。歸檔系統(tǒng)除了用于過程值的處理外，還用于對報(bào)警進(jìn)行歸檔。 圖形系統(tǒng) 1．圖形系統(tǒng)的任務(wù)：顯示靜態(tài)畫面和操作者可控制的畫面元素；更新動態(tài)畫面元素；對操作員輸入作出反應(yīng)； 2．圖形系統(tǒng)組件構(gòu)成