【正文】 振動572000Hz 沖擊30Gs額定環(huán)境溫度工作：0~+60℃貯藏：+40℃~85℃濕度5~95%無凝露表35 可以用于SLC500處理器系列的通訊選件：通訊接收接收或發(fā)送DH485SLC5/01SLC5/02,SLC5/03,SLC5/04RS232(DF1全雙工，DF1半雙工主/從，DH485,或ASCLL)SLC5/01①SLC5/02①SLC5/03②SLC5/04③DH+SLC5/01③④SLC5/02③④, SLC5/03③, SLC5/04說明：①當連到DH485通道時，需要1747PIC模塊。F～185176。ON=25AC,OFF=25AC斷態(tài)電流(最小值)1Ma ACamp。FBD( Function Block Diagram)功能塊圖功能模塊圖是采用功能模塊來表示模塊所具有的功能，不同的功能模塊有不同的功能。2種文本化語言：IL(Instruction List)指令表指令表是用布爾助記符來描述程序的一種程序設計語言。根據(jù)工藝流程和該控制系統(tǒng)的要求以及硬件的配置，在本設計中采用美國AB公司的RSLogix500梯形圖編程軟件進行梯形圖編程，整個軟件系統(tǒng)由程序模塊組成，便于擴充與修改。 AB可編程控制器系統(tǒng)軟件羅克韋爾自動化除了提供自動化基礎硬件外，還提供大量的軟件工具，并在其產品中包含了最新的Microsoft的32位Windows NT及ActiveXTM技術。ST(Struction Text)結構化文本。功能模塊可以分為不同的類型，在同一種類型中，也可能因功能參數(shù)的不同而使功能或應用范圍有所差別，例如，輸入端的數(shù)量、輸入信號的類型等的不同使它的使用范圍不同。采用梯形圖程序設計語言，程序采用梯形圖的形式描述。框架選件：框架是安放處理器和I/O模塊之處，有四種尺寸的框架（4槽、7槽、10槽以及13槽）,本設計中的框架選用13槽的1746A13。③需要1785KA5模塊。在控制室即可實現(xiàn)自動運行與手動運行間的切換。 濃相輸送測控電路濃相輸送控制部分由濃相輸送罐（即此系統(tǒng)中的壓力罐）和濃相輸送管道以及壓力罐和管道上的閥門組成，它們是整個濃相輸送控制系統(tǒng)中的關鍵設備。兩個CPU模塊互相監(jiān)視對方的運行狀態(tài)和通訊情況，一旦發(fā)現(xiàn)對方故障，立即發(fā)出報警，通過ControlNet網，傳送給上位工控機，在操作管理臺上顯示報警。因為增加了較多的部件、模塊，這些部件和模塊的故障，也會影響系統(tǒng)的可靠性。PLC控制器是系統(tǒng)控制的中心，采集系統(tǒng)的全部工況信號，實時控制相關的設備動作；同時監(jiān)視生產過程參數(shù)和設備運行狀態(tài)，當危險工況出現(xiàn)時，及時發(fā)出聲光報警，當極限工況出現(xiàn)時，聯(lián)鎖保護設備，保障生產過程安全?？刂葡到y(tǒng)應根據(jù)工藝要求設置壓力罐和濃相管的高壓力極限，最大程度保證壓力罐正常打料和操作人員的人生安全。就地控制柜主要是完成現(xiàn)場檢測并且控制執(zhí)行機構。詳細設備見《預焙槽氧化鋁輸送原理圖》圖紙。（三）電源的選擇一般PLC的供電電源應設計選用220VAC電源，與國內電網電壓一致。根據(jù)前面對美國AB公司的SLC500特點的和實際情況，按控制功能和輸入輸出點數(shù)，本系統(tǒng)選用美國AB公司的SLC500類型的PLC。大型PLC,I/O點數(shù)在1024以上。大型PLC,I/O點數(shù)在1024以上。但這兩種硬件結構的編程工具和大多數(shù)的I/O模塊都是兼容的，因此在設計時根據(jù)具體系統(tǒng)情況考慮低成本和系統(tǒng)的需要選擇什么樣的模塊式控制器，SLC500系列除了組態(tài)靈活之外，SLC500可編程控制器之間還可以通過內置的DH485網絡進行通訊，以進行編程和監(jiān)控。根據(jù)本系統(tǒng)特點，選用EEPROMNA存儲器一個，存儲容量26000字。離線編程方式：PLC和編程器公用一個CPU，編程器在編程模式時，CPU只為編程器提供服務，不對現(xiàn)場設備進行控制。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產品具有與下位機的通信，有些產品具有與同位機或上位機的通信，有些產品還具有與工廠或企業(yè)網進行數(shù)據(jù)通信的功能。增加帶1747SN掃描器模塊的通用遠程I/O。SLC5/04有一個取代DH485口的內裝式DH+通信口，它能實現(xiàn)與其它的SLC5/04和PLC處理器、操作員界面和編程終端的通信。當您選擇一個掃描器模塊，并將其插入30個模塊插槽之中的一個槽內，您便能將通用的遠程I/O或設備網(DeviceNet)I/O加入您的系統(tǒng)。這些小巧的控制器體現(xiàn)了我們對于產品在穩(wěn)定可靠、技術創(chuàng)新和性能卓越等各方面，按照最高標準進行設計和制造的承諾。 PLC的選型根據(jù)前一節(jié)中的工藝過程和控制方案，下面進行PLC工程設計選型。系統(tǒng)中的各電氣設備按照工藝流程的要求，自動逆向順序啟動和正向延時順序停車，以防系統(tǒng)中的設備發(fā)生堵料；控制系統(tǒng)中的各電氣設備具有聯(lián)鎖和容錯控制；當系統(tǒng)發(fā)生設備故障時，具有自動報警功能，事故設備之前的所有設備應立即停止運行，事故設備之后的運行設備延時順序停止運行；系統(tǒng)可以進行自動和手動切換控制，自動控制用于正常生產狀態(tài)，并且可以對常見的故障自動進行處理，手動控制用以滿足非常情況下的生產要求，以及日常維護等；對于系統(tǒng)中大容量電機啟動時采取錯開啟動時間的措施，避免因啟動電流超負荷對供電電網電壓的影響；控制系統(tǒng)具有多種選擇功能，實現(xiàn)對各種電氣設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控。啟動震動篩的電機使震動篩震動，打開2000T下層料倉下的閥門，氧化鋁粉在離心風機提供的風力作用下和震動篩震動作用下進入壓力罐。當空氣提升機的氧化鋁粉到達規(guī)定料位時，開始啟動空氣提升機的提升，將提升機的氧化鋁粉送入2000T上層緩沖料倉。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 PLC的工作原理當PLC投入運行后，其工作過程一般分為二個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新二個階段。面對激烈市場競爭所帶來的局面，企業(yè)只有緊緊把握市場運行的脈搏，充分結合自身的特點，面向世界經濟的大潮，不斷融入新技術、新方法，推陳出新。另一方面，PLC還必須依靠其他新技術來面對市場份額逐漸縮小所帶來的沖擊，尤其是工業(yè)PC所帶來的沖擊。我國鋁廠綜合自動化技術的發(fā)展比國外晚，八十年代以前，國內鋁電解槽生產過程主要以人工操作和經驗管理為主，勞動強度大，生產條件差，工作環(huán)境惡劣。由于國內氧化鋁生產發(fā)展的速度跟不上電解鋁生產發(fā)展的速度，所以對國外原料的依賴程度不斷增加。近年由于大中型預焙新型槽結構的采用，這就要求開發(fā)新的控制系統(tǒng)和設備與之適應。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。它的工作原理是：物料進入壓力罐中后經壓縮空氣加壓呈沸騰狀態(tài)，并維持這一狀態(tài)，確保物料進入特制的濃相管中就被壓縮空氣分割成一段一段的料栓向前流動，實現(xiàn)物料的輸送。它采用可編程序的存貯器，用來在其內部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。電解鋁廠生產過程的控制系統(tǒng)，主要由氧化鋁輸送及電解槽的控制兩大部分組成。不用此信息時，刪除此框。20世紀70年代中末期，可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。而在硬件方面一直沿用自制工控機或單片機作為主控制器構成控制系統(tǒng)。鋁電解是一個電解槽數(shù)量多、高能耗、高粉塵、強磁場、環(huán)境惡劣、勞動強度大的生產過程。上世紀80年代，個人計算機發(fā)展起來，也簡稱為PC，為了方便，也為了反映或可編程控制器的功能特點，美國AB公司將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器Programmable Logic Controller（PLC），并將“PLC”作為其產品的注冊商標?？梢奝LC控制系統(tǒng)在電解鋁行業(yè)中將會長期占據(jù)主要控制系統(tǒng)地位。2 PLC控制系統(tǒng)概述 PLC PLC的定義可編程控制器，英文稱Programmable Logic Controller，簡稱PLC。 (一) 輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應得單元內。CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。同時啟動2000T上層緩沖料倉向2000T下層料倉的打料過程，待2000T下層料倉的氧化鋁粉到達高料位時停止。當電解槽有需要打料信號時，開始啟動壓力罐向電解槽的打料過程。 氧化鋁粉輸送的控制系統(tǒng)分三階段：第一階段是卸庫到2000T上層緩沖料倉的氧化鋁粉輸送：卸庫內上料后，氧化鋁氣動溜槽輸送氧化鋁到2000T上層倉的空氣提升機使用的氣源采用MJ250C型羅茨風機提供，空氣提升機裝置由一個電磁閥和羅茨風機連鎖控制。所選用PLC應是在相關工業(yè)領域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應與裝置規(guī)模和控制要求相適應。這些產品有強大的可靠性歷史記錄，它們覆蓋了幾十萬個各式各樣的應用場合。除具有SLC5/02的性能以外，它們有第二個內置式RS232C通信口，它能夠組態(tài)成ASCII或DF1協(xié)議，同時可通過1761NETAIC轉換器對DH485網絡進行信息存取。簡單和價格適中的功能強大的處理器，建議應用于材料處理、HVAC控制、組裝生產、小型過程控制和監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集遠程終端(SCADA RUT)應用。增加帶1747SDN掃描器模塊的設備網(DeviceNet)I/O。PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制（在本設計中沒有模擬量輸出，只有料位、壓力的模擬量輸入）。在電腦上通過編程軟件進行離線編程，并通過編譯，檢查有無語法錯誤。SLC500系列是一個不斷充實的小型可編程控制器系列。(2)電氣環(huán)境：①抗噪音措施：采取屏蔽電纜線、屏蔽層和遠離帶噪音的電磁開關等；②防電磁波干擾：采取可靠接地和封閉方法。PLC還具有人機對話，高速數(shù)據(jù)處理、遠程控制，通訊聯(lián)網等功能。在本系統(tǒng)中的PLC的CPU選用1747L532一個, 12k字及4k附加的數(shù)據(jù)存貯，功耗是5Vdc～,24Vdc～。對輸出模塊，考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應時間較長等特點；可控硅輸出模塊適用于開關頻繁，電感性低功率因數(shù)負荷場合，但價格較貴，過載能力較差。四）存儲器的選擇由于計算機集成芯片技術的發(fā)展，為保證應用項目的正常投運，一般要求PLC的存儲器容量，按256個I/O點至少選8K存儲器選擇。除塵器是將氧化鋁粉在輸送過程中而形成的‘灰塵’收集起來以便重新送入料倉。壓力罐由壓力罐體（壓力容器）、進料閥、進/排氣閥、錐形出口閥及控制盤等組成。下位機系統(tǒng)結構圖如下圖34所示：圖34 下位機系統(tǒng)結構圖 AB的PLC的CPU雙冗余設計PLC是現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱之一，是可靠性高、應用非常廣泛的工業(yè)控制產品。硬件冗余的方法，是將兩個CPU模塊插在不同的兩個機架上，每個機架上除了CPU模塊，還要有通訊模塊CNBR等。純硬件冗余的優(yōu)點之一，就是不需要軟件進行專門的編程。 控制電路根據(jù)控制系統(tǒng)工藝流程和控制要求，可將系統(tǒng)劃分為三大控制電路：提升機裝置測控電路、濃相輸送測控電路、除塵系統(tǒng)控制電路。檢測回路負責對壓力罐罐體、管道壓力大小及罐體料位高低進行判斷，按照工藝要求決定對相關的電控氣動閥的開啟或關閉；控制回路負責接通低壓配電柜內對應的MCC功能單元，使壓力繼電器、電控氣動閥啟動或停止，完成氧化鋁的濃相輸送?？刂泼姘宓慕Y構簡圖如下圖38所示：圖38 控制面板簡圖 PLC的I/O電路及外部接線PLC的輸入輸出地址和外部接線是一一對應的，按照對應的編號接線便可以使系統(tǒng)有序，每一個程序和硬件都有接線電路，下面以第一部分的輸送控制系統(tǒng)為例畫出接線圖。表36 下面主要給出本系統(tǒng)中用到的電源1747P2說明1747P2進線電壓85132/170265Vac4763HZ典型進線功率180VA最大上電沖擊電流20A內部電流容量5A at 5Vdc at 24Vdc熔絲保護1747F2或等效250V3A熔絲 SANO SOC SD4或BUSSMANNAGC324Vdc用戶電源的電流容量200mA24Vdc用戶電源電壓范圍1830Vdc額定工作溫度0℃～60℃(32176。1746離散I/O模塊：1746I/O平臺是為模塊硬件設計的，它采用了經濟且節(jié)省空間的方式在用戶控制系統(tǒng)中加入I/O模塊。在梯級中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件發(fā)生的結果表示在后面。順序功能圖是用功能表圖來描述程序的一種程序設計語言。在大中型的可編程序控制器系統(tǒng)中，常采用結構化語句描述程序設計語言來描述控制系統(tǒng)中各個變量的關系。