| 石灰窯生產(chǎn)線中央控制系統(tǒng)采用SIEMENS（西門子）PLC、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、電子稱量設(shè)備及測(cè)溫裝置，其主要組成部分包括動(dòng)力部分、自動(dòng)控制部分、喂排料輸送部分、稱量部分及溫度測(cè)量和顯示部分等，實(shí)現(xiàn)石灰窯生產(chǎn)線全自動(dòng)控制。 該系統(tǒng)分為下位機(jī)和上位機(jī)兩部分。下位機(jī)主要由PLC、二次儀表和強(qiáng)電部分構(gòu)成，下位機(jī)完成保護(hù)、測(cè)量和自動(dòng)控制任務(wù)；上位機(jī)主要是由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和人機(jī)界面組態(tài)軟件組成，上位機(jī)完成系統(tǒng)的監(jiān)視、操作指令的發(fā)布、故障的報(bào)警和對(duì)數(shù)據(jù)的管理等任務(wù)。
分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有良好的可靠性，它是集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、報(bào)警和安全機(jī)制、流程控制、動(dòng)畫顯示和報(bào)表輸出等功能于一體，使整個(gè)生產(chǎn)線控制過(guò)程實(shí)現(xiàn)集中控制、集中操作、實(shí)時(shí)監(jiān)控和集中管理。采用該系統(tǒng)可以有效的提高生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，大大地降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。系統(tǒng)充分考慮節(jié)能降耗, 減少電磁干擾, 提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
二、系統(tǒng)工作原理
石灰窯控制系統(tǒng)是包括上料系統(tǒng)、原料配料系統(tǒng)、窯頭系統(tǒng)、窯尾煙氣處理系統(tǒng)、窯預(yù)熱器系統(tǒng)、成品系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。
2.1 電氣系統(tǒng)
電氣部分包括上料系統(tǒng)、原料配料系統(tǒng)、窯頭系統(tǒng)、窯尾煙氣處理系統(tǒng)、窯預(yù)熱器系統(tǒng)、成品系統(tǒng)的供配電, 主要電氣元件選用知名品牌產(chǎn)品。
其中, 上料用的升降提升機(jī)采用變頻器控制, 實(shí)現(xiàn)升降機(jī)兩端速度慢，中間速度快的功能要求。
為了使石料和煤有效均化，煤喂料用的皮帶機(jī)采用變頻調(diào)速控制，通過(guò)煤喂料用的皮帶機(jī)跟蹤石料用的電振機(jī)的下料速度，調(diào)節(jié)煤喂料用的皮帶機(jī)速度，從而實(shí)現(xiàn)石料和煤的有效均化。
鼓風(fēng)機(jī)也采用變頻控制，根據(jù)窯內(nèi)溫度的波動(dòng)，可以無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的速度，從而調(diào)節(jié)窯內(nèi)進(jìn)風(fēng)量的大小，達(dá)到窯內(nèi)溫度等溫控制的要求。
2.2 自動(dòng)化儀表系統(tǒng)
由于系統(tǒng)復(fù)雜, 要求反應(yīng)速度快, 因此配置的監(jiān)測(cè)儀表具有高精度、性能穩(wěn)定的特點(diǎn), 并且具有完善的控制手段。
儀表部分的溫度檢測(cè)儀表將輸入的熱電偶信號(hào)轉(zhuǎn)換為4 ~ 20 mA 的直流信號(hào)輸出進(jìn)入PLC 系統(tǒng), 儀表和上位機(jī)都可以顯示出各個(gè)點(diǎn)的溫度值。
2.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)面向生產(chǎn)過(guò)程, 完成生產(chǎn)參數(shù)的在線檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理運(yùn)算、顯示、存儲(chǔ)、管理、控制輸出、報(bào)表打印等功能。操作人員可通過(guò)人機(jī)對(duì)話修改、設(shè)定過(guò)程參量并控制設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。
系統(tǒng)可分為儀表手動(dòng)控制、上位機(jī)的手動(dòng)控制、上位機(jī)的單周期控制和上位機(jī)的全自動(dòng)控制。
由于系統(tǒng)采用的是全數(shù)字化控制裝置, 使其控制精度從原來(lái)的±0.5%提高到現(xiàn)在的±0.1%。
三、系統(tǒng)主要特點(diǎn)
3.1 石灰窯控制系統(tǒng)的自動(dòng)化特點(diǎn)
1) 全自動(dòng)操作方式
在全自動(dòng)操作方式中，操作員只需用鼠標(biāo)在上位機(jī)監(jiān)視畫面上一次點(diǎn)動(dòng)【自動(dòng)】運(yùn)行按鈕，系統(tǒng)會(huì)按照事先設(shè)定的程序，進(jìn)行連續(xù)運(yùn)行，再無(wú)須進(jìn)行人工干預(yù)。操作工只需要巡視各種設(shè)備運(yùn)行情況。在自動(dòng)方式下，由于在系統(tǒng)運(yùn)行程序中，嵌入了大循環(huán)和小循環(huán)控制，每次大循環(huán)完成后，小循環(huán)已經(jīng)處在工作完成后的等待狀態(tài)，大循環(huán)程序只需要從小循環(huán)等待狀態(tài)這一步向下進(jìn)行工作，這樣就大大縮短了大循環(huán)時(shí)間。
2) 單周期操作方式
在單周期操作方式中，操作員首先需要在監(jiān)視畫面上選擇周期方式，然后再點(diǎn)動(dòng)【自動(dòng)】運(yùn)行按鈕，系統(tǒng)會(huì)按照單周期方式運(yùn)行。即系統(tǒng)只進(jìn)行一個(gè)循環(huán)操作。
3) 上位機(jī)手動(dòng)操作方式
在上位機(jī)手動(dòng)操作方式中，系統(tǒng)中的所有的控制對(duì)象，都由上位機(jī)監(jiān)視畫面上的操作按鈕來(lái)操作。
當(dāng)上位機(jī)的參數(shù)值下載到下位機(jī)PLC后，操作員只需要在上位機(jī)監(jiān)視畫面中點(diǎn)擊起動(dòng)按鈕，當(dāng)實(shí)際值達(dá)到參數(shù)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停止設(shè)備運(yùn)行，這樣，就減少了操作工的操作次數(shù)，同時(shí)可使上位機(jī)手動(dòng)操作方式中也能計(jì)量準(zhǔn)確。
為了避免操作工失誤，監(jiān)視畫面中的操作畫面都采用了按鈕操作的二次確認(rèn)方式，即在監(jiān)視畫面中點(diǎn)擊設(shè)備操作按鈕時(shí)，不是直接起動(dòng)設(shè)備，而是出現(xiàn)一個(gè)按鈕操作界面，按鈕操作界面上有起動(dòng)按鈕和停止按鈕。操作工要根據(jù)按鈕操作界面上的起動(dòng)或停止按鈕來(lái)起動(dòng)或停止設(shè)備運(yùn)行。
4) 現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作方式
在現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作方式中，所有的手動(dòng)操作都脫離上位機(jī)和PLC獨(dú)立進(jìn)行控制，操作工可根據(jù)控制柜上稱重儀表顯示，通過(guò)操作控制柜上的各種按鈕也能完成所有的操作。
3.2 石灰窯控制系統(tǒng)互鎖裝置特點(diǎn)
由于原料輸送需要嚴(yán)格按照開機(jī)和停機(jī)順序進(jìn)行操作，假如操作工沒(méi)有按照順序操作設(shè)備，系統(tǒng)就有可能產(chǎn)生憋料情況，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生設(shè)備的損壞。所以說(shuō)，原料輸送設(shè)備的互鎖裝置是設(shè)備正常使用的關(guān)鍵。
本系統(tǒng)采用解鎖和互鎖兩種控制方式，在解鎖控制方式下，每臺(tái)設(shè)備都可以單獨(dú)運(yùn)行，此方式是供設(shè)備維修時(shí)使用，嚴(yán)禁在生產(chǎn)中使用。正常生產(chǎn)中使用的是互鎖控制方式，即開機(jī)時(shí)，當(dāng)后級(jí)設(shè)備沒(méi)有啟動(dòng)時(shí)，前級(jí)設(shè)備是起動(dòng)不起來(lái)的。關(guān)機(jī)時(shí)，當(dāng)前級(jí)設(shè)備沒(méi)有停止時(shí)，后級(jí)設(shè)備也禁止停止。此操作也可在自動(dòng)方式下運(yùn)行。
四、上位機(jī)監(jiān)視畫面的特點(diǎn)
系統(tǒng)監(jiān)視畫面中的每個(gè)控制對(duì)象在運(yùn)行時(shí)，都有對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)畫面與之對(duì)應(yīng)，操作工可根據(jù)動(dòng)態(tài)顯示知道其對(duì)象正在運(yùn)行。同時(shí)也使界面看上去更加真實(shí)可靠。
4.1 控制對(duì)象故障顯示及查詢
系統(tǒng)對(duì)每個(gè)控制對(duì)象都有故障監(jiān)督功能，當(dāng)任何一臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)都不能工作，并同時(shí)記錄下系統(tǒng)不能工作的故障，并在故障查詢畫面中通過(guò)指示燈告知操作工是什么故障發(fā)生，可幫助用戶快速查詢故障。
4.2 配方管理
系統(tǒng)的配方管理，采用單獨(dú)畫面實(shí)現(xiàn)。進(jìn)入配方界面，需要授權(quán)后才可進(jìn)入，授權(quán)不夠的操作員無(wú)權(quán)進(jìn)入配方界面，同時(shí)也無(wú)權(quán)修改配方，只有工藝員以上的授權(quán)，才可修改配方。
系統(tǒng)可以存儲(chǔ)200多個(gè)配方，每個(gè)配方都以配方名存儲(chǔ)，查詢配方需要根據(jù)配方名查詢。不同的配方名代表著不同的配方，以備查詢配方。
配方的生成，也需要通過(guò)授權(quán)來(lái)生成。同時(shí)對(duì)選中的配方要通過(guò)配方下載按鈕，把配方下載到下位機(jī)PLC中。
4.3 生成報(bào)表
系統(tǒng)不論是自動(dòng)運(yùn)行方式還是手動(dòng)運(yùn)行方式，都生成報(bào)表記錄，系統(tǒng)可真實(shí)地記錄下原料的消耗情況。
生成班報(bào)表首先要操作工輸入班次信息，操作員姓名信息。以上信息也要通過(guò)授權(quán)才可輸入，無(wú)授權(quán)的其他人無(wú)權(quán)進(jìn)入。
班報(bào)表的查詢和刪除也非常方便，但查詢和刪除班報(bào)表也需要授權(quán)。
本石灰窯自動(dòng)控制系統(tǒng)，其上位機(jī)的人機(jī)界面友好，操作性能好， 操作人員可方便、靈活的根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行控制，充分滿足石灰窯生產(chǎn)工藝的各項(xiàng)技術(shù)要求，性能穩(wěn)定可靠， 操作維護(hù)方便， 減少了不安全因素對(duì)人和設(shè)備的危害，提高了生產(chǎn)率，減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，在節(jié)能降耗、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、安全生產(chǎn)等方面均發(fā)揮了重要的作用。 |
電子皮帶秤
