制糖石灰窯控制系統的設計與實(shí)現
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圖2STEP7中的變量表
根據生產(chǎn)的要求編寫(xiě)上料的程序，這是溫度控制的基礎，因為進(jìn)料數量的準確可以讓煅燒過(guò)程更平穩，產(chǎn)生的波動(dòng)小，從而減少了生燒與過(guò)燒的發(fā)生，提高石灰石的利用率。如圖3所示，右邊的程序為大窯的石料稱(chēng)重程序，PIW336為石料重量傳感器傳送給PLC的石料重量信號，經(jīng)過(guò)轉換放置在DB3.DBD0中；左邊的程序為小窯的自動(dòng)中斷程序，即當物料超過(guò)上限時(shí)，切斷卷?yè)P機等設備。
圖3上料的部分程序
3 監控畫(huà)面設計
控制系統完成施工后，所有的控制和監視都可以在上位機的顯示器上操作，使用了與西門(mén)子PLC完全兼容的WinCC。WinCC是面向監控與SCADA的軟件工具，可以提供適合于工業(yè)動(dòng)態(tài)流程圖的顯示，報警處理，顯示實(shí)時(shí)及歷史曲線(xiàn)圖，生產(chǎn)報表以及存貯等功能模塊，用高性能的過(guò)程耦合、快速的畫(huà)面更新以及可靠的數據使WinCC具有高度可視化和實(shí)用性[6]。
WinCC所集成的圖形、人機界面、數據庫、通訊等技術(shù)，使開(kāi)發(fā)人員通過(guò)對話(huà)式的組態(tài)方式，完成監控軟件設計，使用者將PLC與WinCC結合就使的通訊就異常容易，將STEP7與WinCC組合，就很容易在工程中縮短調試時(shí)間[7]。此外，WinCC軟件是適合監控級應用的整體開(kāi)放性軟件，各軟件提供企業(yè)都可以開(kāi)發(fā)自己的應用軟件與WinCC的開(kāi)放性接口相接。
系統工藝基本主流程圖如圖4中所示，動(dòng)態(tài)顯示了石灰窯的現場(chǎng)工藝過(guò)程，包括上料過(guò)程、運行設備狀況等，這樣就可以及時(shí)準確掌握石灰石煅燒分解情況，并顯示故障進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷。
圖4上料的部分程序
在實(shí)際現場(chǎng)儀表的監控實(shí)現自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式。在系統全部軟、硬件安裝調試時(shí)采用手動(dòng)操作分步驗證。調試正常投入運行時(shí)采用自動(dòng)操作，利用所設計的梯形圖控制程序自動(dòng)實(shí)現精準控制，特別是稱(chēng)重、流量等模擬量數據的精準控制。
在控制過(guò)程中，對于風(fēng)壓、物料質(zhì)量、燃料流量等重要的模擬量控制參數都進(jìn)行主畫(huà)面實(shí)時(shí)報警，即實(shí)現參數超限聲光報警，用對話(huà)框形式提示故障原因，同時(shí)迅速自動(dòng)調節至正常監控狀態(tài)。全過(guò)程實(shí)現過(guò)程變化預測的同時(shí)，也對各時(shí)段歷史曲線(xiàn)數據予以保存，對曲線(xiàn)分析比較后對溫度變量的變化趨勢作出相應的預測，如圖5所示。
圖5石灰窯煅燒溫度曲線(xiàn)
4 結語(yǔ)
該石灰窯控制系統采用了目前典型的工業(yè)控制方案，硬件與軟件分別選擇了S7-300PLC與WinCC，使用Profibus搭建了控制系統，完成了石灰窯生產(chǎn)中的上料、稱(chēng)重、卸灰等一系列步驟降低了人工成本，提高了制糖石灰窯的工作效率，實(shí)現了整個(gè)石灰窯生產(chǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)監控與數據管理，為相關(guān)制糖企業(yè)的石灰窯生產(chǎn)提供了參考。
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