OPTO22PAC控制器在石灰窯控制系統中的應用

面向生產(chǎn)操作人員，由兩套工業(yè)控制計算機作為HMI,在HMI的監控畫(huà)面上顯示各種設備的工況參數，并通過(guò)HMI來(lái)對生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制調節。根據生產(chǎn)情況可選擇半自動(dòng)、全自動(dòng)工作模式。當生產(chǎn)中出現異常時(shí)，在HMI上顯示報警信息。正常情況下，兩臺HMI分別監控兩座豎窯的情況，在一個(gè)HMI出現問(wèn)題時(shí)，可互為冗余，確保生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

3、現場(chǎng)控制級

面向生產(chǎn)過(guò)程，由過(guò)程控制器以及現場(chǎng)智能I/O處理器、各種模板構成，為基礎測控級。完成生產(chǎn)現場(chǎng)大量壓力、溫度、流量的采集和處理，對生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。自動(dòng)控制系統通過(guò)對由振動(dòng)給料篩、板鏈式提升機、電子秤量斗、單斗提升機，拖板出料機、卸料閘板、振動(dòng)給料機構成的豎窯篩選、加料、卸料系統的自動(dòng)控制，實(shí)現原料的篩選、加料、卸料的自動(dòng)化。在出料過(guò)程中為保證石灰豎窯的密閉型，必須確保上下卸料閘板只有一個(gè)同時(shí)處于開(kāi)啟狀態(tài)。煤氣加壓機、助燃風(fēng)機、冷卻風(fēng)機是變頻器控制下的羅茨風(fēng)機，通過(guò)對煤氣壓力、助燃空氣壓力、冷卻空氣壓力的PID調節，達到恒壓控制的要求?？刂葡到y不間斷的對煤氣壓力進(jìn)行監視，當出現煤氣壓力過(guò)低，危及到生產(chǎn)的安全進(jìn)行時(shí)，立即自動(dòng)切斷煤氣截止閥。按照工藝要求窯頂廢氣壓力必須控制在-0.2Kpa到+0.2Kpa的允許范圍內，控制系統通過(guò)對引風(fēng)機入口閥開(kāi)口度的PID調節，達到設計要求?？刂葡到y還包括除塵、液壓站、帶式輸送機、刮板機、以及各種電動(dòng)閥門(mén)的控制。

二、系統硬件選型及特點(diǎn)

為了滿(mǎn)足以上的設計要求，在本項目中我們選擇了美國OPTO22公司推出的基于以態(tài)網(wǎng)的過(guò)程自動(dòng)化控制器SNAP-PAC-S1。

三、軟件開(kāi)發(fā)及系統功能

本項目使用得工業(yè)組態(tài)軟件是OPTO22公司的SNAP PAC控制器軟件開(kāi)發(fā)包ioProject Professional。ioProject Proessional是一套功能齊全的控制器和HMI開(kāi)發(fā)軟件包，快速、高效的OPC SERVER和硬件配置診斷工具包，使用該軟件包可以完成控制項目的全部功能。其中包括控制策略開(kāi)發(fā)軟件ioControl,HMI開(kāi)發(fā)軟件ioDisply，硬件配置診斷軟件，同時(shí)提供的OPC Server為第三方軟件提供數據接口。

1、ioControl是OPTO22的可視化編程、調試工具，是一種基于流程圖的語(yǔ)言，它使開(kāi)發(fā)控制程序變得容易而且直觀(guān)。同時(shí)還提供完整、強大的命令集以及OptoScript編程語(yǔ)言用于復雜的工業(yè)控制應用。使用ioControl用戶(hù)很方便對硬件進(jìn)行組態(tài)、編程、下載、在線(xiàn)跟蹤調試。

在本系統中不僅要對豎窯生產(chǎn)過(guò)程中的各種工況監視，還要對各種設備進(jìn)行控制。這里對主要的加料出料系統的工藝及控制流程圖加以說(shuō)明。

豎窯加料設備和工藝

豎窯的上料設備包括原料振動(dòng)給料篩、電子稱(chēng)量斗及控制箱、單斗提升機。原料通過(guò)給料篩---〉電子稱(chēng)量斗---〉單斗提升機---〉豎窯的工藝流程，完成石灰豎窯原料的篩選、稱(chēng)量、加料過(guò)程。

在生產(chǎn)過(guò)程中，當系統通過(guò)窯頂料位計監測到窯頂料位低于設定值時(shí)，通過(guò)控制振動(dòng)給料篩把合適的原料加入電子稱(chēng)量斗，在加料過(guò)程中通過(guò)電子稱(chēng)量斗控制箱上的稱(chēng)重二次儀表對加料量進(jìn)行監測。當加料量預計達到窯頂料位設定值時(shí)停止加料。具體的窯頂料位設定值、一次最大加料量可根據實(shí)際情況在一定的范圍內進(jìn)行調節。由于提升機料斗的容，一次加料量不能超過(guò)1.5噸。

豎窯卸料設備和工藝

豎窯系統的出料設備主要包括托盤(pán)式出料機、上部卸料閘板、下部卸料閘板、振動(dòng)卸料機。因為上部?jì)α隙返娜萘繛?/SPAN>1.5噸，決定了每次單板出灰機出料量不能超過(guò)1.5噸。為了保證上部、下部出料閘板的可靠動(dòng)作，每次出料保證1噸左右。在托盤(pán)速度一定的情況下，每次換向出料70公斤左右。根據上面的數據以每座豎窯每天產(chǎn)量150噸，每小時(shí)出6噸白灰計算，每10 分鐘出1噸料比較合適。出料的時(shí)間和頻率可根據產(chǎn)量進(jìn)行適當的調整。由于本出料系統的特點(diǎn)，在出料過(guò) 程中嚴禁上部、下部卸料閘板同時(shí)開(kāi)啟。通過(guò)上、下閘板的連鎖動(dòng)作，確保豎窯內部和豎窯外部的隔離。

當系統需要出料時(shí)出料系統動(dòng)作順序如下：

托盤(pán)出料機換向14次左右出料1噸到上部?jì)α隙贰?/SPAN>
首先確認托盤(pán)出料機已停，然后關(guān)閉下部卸料閘板。
確認下部卸料閘板已正常關(guān)閉到位后，開(kāi)啟上部卸料閘板。
確認上部卸料閘板已正常開(kāi)啟到位后延時(shí)20秒，保證上部?jì)α隙返氖胰康谷胂虏績(jì)α隙贰?/SPAN>
關(guān)閉上部卸料閘板

確認上部卸料閘板關(guān)閉到位后，開(kāi)啟下部卸料閘板，同時(shí)打開(kāi)振動(dòng)卸料機，通過(guò)帶式輸送機把成品送入后部料倉。

2、ioDisplay是OPTO22在Windows操作系統下的人機接口、報警、趨勢軟件開(kāi)發(fā)工具，與Opto22運行在SNAP系列控制器上的ioControl控制策略共同工作。讓你很容易的創(chuàng )建圖形化操作界面，去監視、操作、管理運行在Opto22工業(yè)控制器上的應用程序。能夠及時(shí)顯示控制器上的實(shí)時(shí)信息，通過(guò)設置報警點(diǎn)去監視關(guān)鍵量的變化，使用趨勢圖來(lái)反應相應量的變化趨勢。ioDisplay共享ioControl的變量數據庫，在ioControl定義的內部、外部變量可以直接使用?？梢愿鶕煌挠脩?hù)設定不同的權限，可以很方便進(jìn)行管理。在本項目的 HMI中包括如下的功能：

豎窯加料出料監控畫(huà)面
豎窯煅燒監控畫(huà)面
豎窯除塵系統監控畫(huà)面
原料、成品輸送監控畫(huà)面
報警、趨勢圖畫(huà)面