【文章內(nèi)容簡介】 Visual Basic 的語言。對象的屬性可以進(jìn)行設(shè) 定或編程以實(shí)現(xiàn)對該對象的動(dòng)畫及事件的觸發(fā)，內(nèi)嵌的 MSC 減少了開發(fā)者的學(xué)習(xí)時(shí)間，并增加了靈活性。 在上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)中，利用 WinCC 強(qiáng)大的組態(tài)功能能設(shè)計(jì)出友好的用戶監(jiān)控畫面，實(shí)現(xiàn)在線幫助、用戶權(quán)限管理、報(bào)警記錄及查詢、系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄及查詢、報(bào)表生成及打印等功能。此外，為了方便維護(hù)與參數(shù)設(shè)置，設(shè)計(jì)了參數(shù)設(shè)定、參數(shù)保存與恢復(fù)、參數(shù)校正、 I/O 狀態(tài)表等功能，可以查看 PLC 的輸入輸出狀態(tài)，在線設(shè)定延時(shí)。上下限及其他控制參數(shù)，在線進(jìn)行信號補(bǔ)償?shù)?[7]。 第 9 頁 3 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 水泥生產(chǎn)過程中，煤粉的制備 具有現(xiàn)場工藝復(fù)雜、設(shè)備類型多樣、 I/O 點(diǎn)數(shù)多 等特點(diǎn) ， 為保證生產(chǎn)的可靠連續(xù)性，要求煤粉制備過 程能夠安全、 連續(xù)的 提供 煤粉，其制備系統(tǒng)所研磨的煤粉不但要滿足燃燒工藝的要求，還要進(jìn)行防燃、防爆和回收，同時(shí)要求系統(tǒng)可靠性高、穩(wěn)定性好以及完善的故障診斷功能，合理的選擇控制系統(tǒng)的總體架構(gòu)并設(shè)計(jì)性價(jià)比高的設(shè)計(jì)方案具有十分重要的意義。 本章首先簡要介紹了煤粉制備系統(tǒng)的生成工藝流程，然后結(jié)合系統(tǒng)的控制要求，最終確定系統(tǒng)的總體設(shè) 計(jì)。 水泥生產(chǎn)工藝中，煤粉制備的框圖如 圖 31所示。 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。倉下設(shè)有棒閥、圓盤喂料機(jī)，通過調(diào)節(jié)圓盤喂料機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速可控制入磨喂煤量。原煤經(jīng)電動(dòng)翻板閥進(jìn)入磨內(nèi)進(jìn)行烘干粉磨。 用于烘干原煤水分的熱源是熱風(fēng)機(jī)。 控制系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備為球磨機(jī)。出磨煤粉由廢氣帶入動(dòng)態(tài)選粉機(jī)，分離了的粗粉經(jīng)錐形鎖風(fēng)閥 摻入螺旋輸送機(jī)，通過電動(dòng)翻板閥回磨進(jìn)行再粉磨。廢氣由煤磨引入煤粉收塵器進(jìn)行凈化，凈化后的廢氣排入大氣，其含塵濃度符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求。由煤粉收塵器收集下來的煤粉經(jīng)雙向螺旋輸送機(jī)進(jìn)入煤粉倉。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。 窯頭喂煤采用煤粉計(jì)量稱，本稱集喂煤、計(jì)量、調(diào)節(jié)、輸送于一體，操作非常方便，本稱的輸送氣源來自 2臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)。 整個(gè)煤粉制備過程的工藝流程圖如 下 圖 32所示。 第 10 頁 圖 31 煤粉制備框圖 斗式提升機(jī) 原煤倉 圓盤喂料機(jī) 電動(dòng)翻板閥 動(dòng)態(tài)選粉機(jī) 閥定量給料機(jī) 熟料 干式球磨機(jī) 煤粉收塵器 回轉(zhuǎn)下料器 螺旋輸送機(jī) 煤粉倉 冷風(fēng)機(jī) 熱風(fēng)機(jī) 螺旋輸送機(jī) 螺旋收塵器 煤粉倉收塵器 風(fēng)粉煤灰 機(jī) 轉(zhuǎn)子稱 斜槽 羅茨風(fēng)機(jī) 煤磨電機(jī) 熱風(fēng)閥 風(fēng)粉煤灰 機(jī) 冷風(fēng)閥 風(fēng)粉煤灰 機(jī) 離心風(fēng)機(jī) 大氣 風(fēng)粉煤灰 機(jī) 離心 風(fēng)機(jī) 原煤堆 第 11 頁 離心風(fēng)機(jī)大氣熱風(fēng)機(jī)提升機(jī)球磨冷風(fēng)閥冷風(fēng)機(jī)熱風(fēng)閥煤磨電機(jī)原煤倉雙向螺旋輸送器動(dòng)態(tài)選粉機(jī)煤粉倉收塵器大氣煤粉倉煤粉計(jì)量稱羅茨風(fēng)機(jī)煤粉收塵器螺旋輸送器圓盤喂料機(jī)離心風(fēng)機(jī)電動(dòng)翻板閥圖 32 煤磨段工藝圖 煤磨段 系統(tǒng)的控制要求 對于水泥工藝煤磨段， 基于 S7300 PLC 和 WinCC 組態(tài)軟件，完成給煤機(jī)轉(zhuǎn)速控制磨機(jī)負(fù)荷自動(dòng)控制系統(tǒng)的開發(fā) 。 1. 在煤粉制備啟動(dòng)時(shí)，設(shè)計(jì)啟動(dòng)裝置。 2. 斗式提機(jī)的啟?？刂?。 3. 原煤倉原煤料位的實(shí)時(shí)檢測、顯示與報(bào)警。 4. 圓盤喂料機(jī) 的啟?？刂?，在工頻范圍內(nèi)的變頻調(diào)速， 調(diào)整給煤量 。 5. 電動(dòng)翻板閥 啟?？刂?。 6. 煤磨入口、出口、定子 3 處溫度的讀取顯示、報(bào)警。 7. 煤磨入口、出口 2 處壓力的讀取顯示、報(bào)警。 8. 熱風(fēng)閥的 開關(guān)控制 。 9. 熱 風(fēng)機(jī) 和冷風(fēng)機(jī) 的啟停控制。 10. 煤粉收塵器的壓力、溫度實(shí)時(shí)顯示、報(bào)警， 以及 啟?？刂?。 11. 螺旋輸送機(jī)的啟停控制。 第 12 頁 12. 煤粉倉料位、重量的實(shí)時(shí)檢測、顯示與報(bào)警。 13. 煤粉倉溫度的顯示、報(bào)警。 14. 轉(zhuǎn)子秤輸送值的實(shí)時(shí)顯示、報(bào)警，以及單機(jī)下的啟?？刂?。 15. 羅茨風(fēng) 機(jī)手動(dòng)就地選擇與遠(yuǎn)程人機(jī)界面的選擇，并能實(shí)現(xiàn) 啟動(dòng)與停止控制，電流顯示、報(bào)警。 16. 中控室可集中監(jiān)控主要生產(chǎn)工藝流程，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的工藝流程圖、操作圖、實(shí)時(shí)曲線圖、歷史曲線圖的顯示與打印等功能。在現(xiàn)場控制室也設(shè)置與中控室同樣功能的監(jiān)控系統(tǒng)，操作由現(xiàn)場控制室執(zhí)行，中控室負(fù)責(zé)監(jiān)控。 17. 所有設(shè) 備的故障信號在中控有顯示。 煤磨段 中球磨機(jī)負(fù)荷 的控制要求 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，磨內(nèi)負(fù)荷小時(shí)，磨煤機(jī)電流??；負(fù)荷增加時(shí)，磨煤機(jī)電流隨之增加。如果啟動(dòng)一臺(tái)空磨，然后緩慢向磨中加煤，則電流將穩(wěn)定增加直至最大。如加煤過量，則電流會(huì)再次下降。中間有一個(gè)電流峰值。至于加煤過程中為什么電流會(huì)下降，主要是因?yàn)橹亓χ行膶⑾蚰サ闹行霓D(zhuǎn)移，最終會(huì)看到磨的電功率消耗是依據(jù)磨的加煤量。因此認(rèn)為，利用磨電流代替存煤量參與球磨機(jī)負(fù)荷控制，使其處于最佳載煤量運(yùn)行，將大大提高制粉系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。 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)。 煤磨段自動(dòng) 控制 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 根據(jù)工藝流程，結(jié)合 控制要求，針 對煤粉制備設(shè)備類型多樣、點(diǎn)數(shù)多且分布極為分散等 特點(diǎn)，提出了 現(xiàn)場 PLC 控制站 + 上位 WinCC 組態(tài)監(jiān)控 架構(gòu)的總體設(shè)計(jì)方案。 結(jié)合系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案， 用 PLC 進(jìn)行下位控制站設(shè)計(jì)， WinCC 進(jìn)行上位監(jiān)控 設(shè)計(jì)。 在 PLC 現(xiàn)場控制站設(shè)計(jì)部分，根據(jù)控制系統(tǒng)控制要求，確定系統(tǒng)控制點(diǎn)和控制量，合理地進(jìn)行 PLC 硬件配置，設(shè)計(jì) PLC 控 制程序。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 。 控制系統(tǒng)架構(gòu)如圖 33 所示。 控制系統(tǒng)各部分功能 PLC 控制站 第 13 頁 該煤磨工藝的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)共設(shè) 1 個(gè) PLC 控制站， PLC 站的主要 作用是采集現(xiàn)場的信號并控制設(shè)備的運(yùn)行 ，現(xiàn)場的信號包括料位、溫度、壓力、并包括設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。 當(dāng)控制系統(tǒng)運(yùn)行模式選擇開關(guān)選擇到“自動(dòng)模式”時(shí)，操作人員不能使用現(xiàn)場 的啟停按鈕來控制設(shè)備的運(yùn)行。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)給出的信號控制設(shè)備的運(yùn)行。 當(dāng)控制系統(tǒng)運(yùn)行模式選 擇開關(guān)選擇到“手動(dòng)模式”時(shí)，操作人員可以使用現(xiàn)場 的啟停按鈕來控制設(shè)備的運(yùn)行。 圖 33 控制系統(tǒng)架構(gòu)圖 WINCC 監(jiān)控 站 該 系統(tǒng)的上位監(jiān)控系統(tǒng)僅 一個(gè) 操作 站， 用戶 既能完成系統(tǒng)組態(tài)、調(diào)試及控制參數(shù)的在線修改和設(shè)置等，又能完成對整個(gè) 煤粉制備 的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控 等功能 。 煤磨工藝的各個(gè)設(shè)備 的 工藝 參數(shù) 以及各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)通過 PLC 采集并在上位機(jī)監(jiān)控畫面上顯示，操作人員可以查看工藝 各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況。同時(shí)可以對報(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。 當(dāng)現(xiàn)場控制柜的模式選擇開關(guān)選到“手動(dòng) ”時(shí)，在上位機(jī)監(jiān)控畫面中可以選擇設(shè)備為“手動(dòng)”運(yùn)行狀態(tài)，然后手動(dòng)控制設(shè)備的運(yùn)行。 計(jì)算機(jī) P L C 電流傳感器 喂料機(jī)變頻器 球磨電機(jī) 喂料機(jī)電機(jī) 上位監(jiān)控站 現(xiàn)場控制站 第 14 頁 4 現(xiàn)場 PLC 控制站 設(shè)計(jì) 本控制系統(tǒng)中，現(xiàn)場 PLC 控制站 設(shè)計(jì)方案 如 圖 41 所示。 其中第三章已將控制系統(tǒng)的控制要求和功能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)作了介紹，本章主要完成余下的設(shè)計(jì)內(nèi)容。 圖 41 現(xiàn)場 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， 對系統(tǒng)進(jìn)行深入分析后選取 要進(jìn)行監(jiān)控的點(diǎn)， 對 系統(tǒng)進(jìn)行控制，具體來說是對系統(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)到了對系統(tǒng)進(jìn)行控制的目的。 水泥生產(chǎn)煤磨段主要 的 控制對象是球磨機(jī)的負(fù)荷。 球磨機(jī)的負(fù)荷可以通過煤磨電機(jī)電流間接測量， 通過對煤磨電機(jī)電流的控制，利用圓盤喂料機(jī)變頻器，調(diào)節(jié)量圓盤喂料機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)而改變原入磨量 （語句不通） ， 實(shí)現(xiàn)對球磨機(jī)負(fù)荷的控制 。 所以，煤磨電機(jī)電流 與圓盤喂料機(jī)轉(zhuǎn)速均 是模擬量 輸入點(diǎn)， 這兩個(gè)點(diǎn)也是要進(jìn)行控制的量 。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 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。 譬如 電流 ，如果 設(shè)備電機(jī)出現(xiàn)過載現(xiàn)象 ， 長期 超出設(shè)計(jì) 任務(wù)解決方 案 創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目 硬件組態(tài) 創(chuàng)建程序 下載程序到 PLC 調(diào)試 第 1 步 第 2 步 第 3 步 第 4 步 第 5 步 選取控制量與控制點(diǎn) 明確系統(tǒng)控制要求 繪制程序流程圖 第 15 頁 所規(guī)定的 電流上限值 ， 會(huì)使 設(shè)備壽命減短甚至損壞； 如果 電流 過小，則導(dǎo)致 設(shè)備難 以經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行 ，影響生產(chǎn)效率 。在對這些點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控后，如果有異常，操作員會(huì)立即采取相應(yīng)的措施。 （ 改為： 針對監(jiān)控的數(shù)據(jù)，操作人員根據(jù)實(shí)際需求采取相應(yīng)的措施，以便即使避免故障產(chǎn)生，影響正常生產(chǎn)） 除此之外，系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備 的啟停 順序 也是根據(jù)實(shí)際工藝進(jìn)行控制并監(jiān)控 ，由于設(shè)備 運(yùn)行與否會(huì)影響 整 個(gè)制粉 系統(tǒng)的 正常生產(chǎn)，因此設(shè)備的啟停 是否滿足實(shí)際生產(chǎn)要求 是很關(guān)鍵的 ， 譬如系 統(tǒng)中給料部分必須是在 球磨部分運(yùn)行 后 才允許啟動(dòng)的， 當(dāng)然， 對設(shè)備 的運(yùn)行或故障狀態(tài) 也 要進(jìn)行監(jiān)控 ，這樣以便于現(xiàn)場檢修或者故障處理 。 （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)。如圖所示。 這樣，在對系統(tǒng)進(jìn)行控制時(shí)，就得到了具體的 變量，在設(shè)計(jì)時(shí)所針對的就是這些變量，而不是籠統(tǒng)的系統(tǒng)。同時(shí)，根據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，可以進(jìn)行 S7300 的硬件選型。 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 LF1