引言
面對水泥粉磨生產(chǎn)的不僅僅是產(chǎn)量問題。水泥的內(nèi)部質(zhì)量，生產(chǎn)成本，效率等等問題在目前國內(nèi)外激烈競爭環(huán)境下顯得尤為重要。目前我國水泥粉磨基礎級控制技術日趨完善，但過程級控制起步較晚，這從一定程度上制約了水泥粉磨生產(chǎn)控制的發(fā)展，因此搞好過程級控制成為我們生產(chǎn)中極為迫切的問題。
系統(tǒng)配置
南昌海螺水泥廠有兩條￠4.2x11M 帶輥壓機的水泥粉磨系統(tǒng)，系統(tǒng)控制范圍為：原材料入庫、輸送— — 水泥粉磨（I、II 線）— — 水泥出庫及包裝系統(tǒng)；（共計262 臺設備, I/O 共計2516 點）。水泥粉磨控制系統(tǒng)介紹及配置
1) 輔助原料及水泥粉磨二線部分
配置一臺IC693CPU374 控制站，采用Genius 方式擴展I/O，I/O 模塊均采用VersaMax 擴展，對水泥粉磨二線及原料配料部分所有模擬量和數(shù)字量進行控制。其中，水泥粉磨二線一臺輥壓機S7-300(315-2DP)系統(tǒng)通過PROFIBUS-DP 與CPU374 控制站進行數(shù)據(jù)通訊。
2) 水泥粉磨一線及水泥庫頂部分
配置一臺IC693CPU374 控制站，采用Genius 方式擴展I/O，I/O 模塊均采用VersaMax 擴展，對水泥粉磨一線及水泥儲存（庫頂）部分所有模擬量和數(shù)字量進行控制。其中，水泥粉磨一線一臺輥壓機S7-300(315-2DP)系統(tǒng)通過PROFIBUS-DP 與CPU374 控制站進行數(shù)據(jù)通訊。
3) 水泥庫底及包、散裝部分
配置一臺IC693CPU350 控制站，采用Genius 方式擴展I/O，I/O 模塊均采用VersaMax 擴展，
對水泥庫底及包、散裝部分所有模擬量及數(shù)字量進行控制。主要采用觸摸屏TP270 方式操作。TP270
通過PROFIBUS-DP 與IC693CPU350 控制站進行數(shù)據(jù)通訊。
系統(tǒng)網(wǎng)絡概述
本系統(tǒng)網(wǎng)絡配置為二級：工廠級MIS 網(wǎng)絡系統(tǒng)，過程自動化控制系統(tǒng)。系統(tǒng)網(wǎng)絡工廠級MIS 網(wǎng)絡系統(tǒng)，過程級網(wǎng)絡系統(tǒng)工程師站，上位操作站、工程師站與下位之間及PLC 主站之間的通訊為工業(yè)以太網(wǎng)，下位Genius 總線，Profibus 總線，傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線，通訊速度分別為38.4K/S～153.2K/S、9.6K/S～12M/S 間軟件設定。
本系統(tǒng)不僅連入總廠MIS網(wǎng)，而且又和基礎級的Genius、PROFIBUS 網(wǎng)通訊，另外各過程（管理）機間又要相互通訊。故此，服務器既連入工業(yè)以太網(wǎng)便于和粉磨系統(tǒng)通訊, 又連入基礎級Genius 、PROFIBUS 總線網(wǎng)收集各PLC 控制器信息，過程級又由網(wǎng)橋通過光線掛在總廠MIS 網(wǎng)絡上，便于實現(xiàn)總廠級管理，既共享廠級網(wǎng)提供的產(chǎn)，供，銷等市場信息，又和總公司計劃策略步調(diào)一致，實現(xiàn)了網(wǎng)絡化生產(chǎn)管理。
控制系統(tǒng)的抗干擾措施
南昌海螺的自控系統(tǒng)主要設備為高速精密的弱電設備，各種控制電纜和信號電纜數(shù)量非常多，
系統(tǒng)極易受到各種干擾。若不采取措施，消除其干擾，會嚴重影響系統(tǒng)的正常運行。因此，本自控
系統(tǒng)采用了如下幾方面的抗干擾措施：
系統(tǒng)現(xiàn)場GEIP PLC 控制站的所有數(shù)字量輸入/輸出模塊、模擬量輸入/輸出模塊模塊均
采用光電隔離，將現(xiàn)場各種信號與系統(tǒng)背板總線隔離。
系統(tǒng)現(xiàn)場GEIP PLC 控制站的所有數(shù)字量輸出信號均采用繼電器隔離，實現(xiàn)每個數(shù)字量
輸出通道之間的隔離，消除了數(shù)字量輸出信號之間的相互干擾。
系統(tǒng)現(xiàn)場GEIP PLC 控制站的所有模擬量輸入/輸出信號電纜均采用屏蔽電纜，其屏蔽
層在控制柜側(cè)一點接地，消除了空間干擾。
系統(tǒng)現(xiàn)場GEIP PLC 控制站的控制電纜、信號電纜與系統(tǒng)動力電纜應分開布線，保持一
定的間距。特別是大功率變頻器的動力電纜能產(chǎn)生較強的空間高頻干擾，應使用金屬管穿線，
并將金屬管良好接地。
系統(tǒng)的供電電源采用UPS 電源，可防止來自電網(wǎng)上的超高壓、欠壓、浪涌、尖峰脈沖干擾、
系統(tǒng)現(xiàn)場控制站的標準機柜及相連接的其它電氣設備應按標準要求做好接地連接。
系統(tǒng)軟件配置
操作系統(tǒng)：Windows 2000 SP2 中文版
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)：SQL Server 6.5
應用程序開發(fā)工具：CIMPLICITY ME，IFIX3.0
Dlefhi server V6.0
系統(tǒng)功能
順控啟、停機控制
原料儲存及輸送工藝順控
水泥磨機工藝順控
水泥出庫及包裝工藝順控
自動控制調(diào)節(jié)
粉磨喂料調(diào)節(jié)控制
粉煤灰流量調(diào)節(jié)控制
輥壓機輥縫壓力調(diào)節(jié)控制
選粉調(diào)節(jié)控制
水泥標準小倉倉重控制
設備控制管理
設備控制管理是設備管理的重要環(huán)節(jié)，PLC采集設備的溫度、壓力、電流、振動等參數(shù)的瞬時數(shù)據(jù)和并分的輕、重故障判別信號送達上位機。
生產(chǎn)過程控制
生產(chǎn)過程控制，包括生產(chǎn)任務的制定，水泥質(zhì)量的判定，故障識別，工藝參數(shù)和水泥的數(shù)據(jù)跟蹤，數(shù)學模型的實現(xiàn)。并對生產(chǎn)進行優(yōu)化處理，對必要數(shù)據(jù)信息進行在線顯示和歸檔處理。生產(chǎn)過程控制分為六個子模塊，以下對它們分別討論：
1) 網(wǎng)絡接口模塊
本模塊負責網(wǎng)絡通訊和數(shù)據(jù)收集，它由服務器實現(xiàn)。用Dlefhi 編程實現(xiàn)對磨機和公司MIS 網(wǎng)絡
的數(shù)據(jù)訪問。通過IFIX 對PLC 進行訪問。數(shù)據(jù)統(tǒng)一送往SQL 數(shù)據(jù)庫，便于集中數(shù)據(jù)管理。
2) 過程數(shù)據(jù)輸入輸出模塊
本模塊將負責過程工藝參數(shù)文件，供其他模塊使用，并將粉磨系統(tǒng)傳來的數(shù)據(jù)信息進行處理。
同時和工作站HMI 交換數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)送往PLC 控制器和其他模塊。同時形成各種不同類型工作
報表，和數(shù)據(jù)歸檔文件存儲于上位機，供后續(xù)的檢索查詢，同時打開控參數(shù)文件讀取參數(shù)信息供其
他模塊使用。
3) 生產(chǎn)命令及管理模塊
本模塊接受主控室工作站的命令信息，啟動數(shù)據(jù)跟蹤，并發(fā)送命令控制字給PLC 控制器。它還響應工廠級MIS 網(wǎng)絡系統(tǒng)送來的信息。本模塊是生產(chǎn)的開始，并貫穿于整個生產(chǎn)的全過程，它一般由水泥粉磨主控室的操作人員管理，同時在也可發(fā)命令請求信號，由水泥粉磨主控室的操作人員確認后，即可有效。命令是有級別的，有權限的，并帶有加密機制，記錄機制。
4） 異?？刂乒芾砟K
自動異常是程序自動識別的異常情況，它通過對現(xiàn)場信號的分析作出判斷的。手動異常是操作人員在經(jīng)驗輸入的調(diào)節(jié)信息，一般用于緊急情況。在異常發(fā)生時，程序向相關控制器和管理機發(fā)送異常信息，僅僅當主控室管理人員通過畫面用鍵盤或鼠標輸入異常解除信息，異常信號才消失。
5） 質(zhì)量管理模塊
質(zhì)量數(shù)據(jù)跟蹤完成生產(chǎn)計劃顯示，原輔物料質(zhì)量信息傳送和故障信息跟蹤，質(zhì)量跟蹤由入磨頭倉配料開始直到水泥送至水泥庫為止。配料數(shù)據(jù)文件和實時數(shù)據(jù)庫的信息形成配料跟蹤文件并回送實時數(shù)據(jù)庫。由數(shù)據(jù)庫送往工程師站，并形成報表。
6） 水泥質(zhì)量數(shù)學模型
水泥質(zhì)量的控制思路根據(jù)現(xiàn)場實際工藝要求（包括品種，質(zhì)量等要求），理論上根據(jù)入磨料流量、磨音控制混合料配比流量。根據(jù)風門開度、主收塵器差壓、選粉機轉(zhuǎn)速控制水泥比表面積。計算模塊的任務是根據(jù)數(shù)據(jù)輸入模塊的實時數(shù)據(jù)和各種工藝參數(shù)，及水泥物理化學參數(shù)，由數(shù)學計算子程序計算出水泥細度，水泥強度，凝固時間等參數(shù)供控制模塊使用并送往信息輸出模塊。
應用體會
GEIP PLC性能價格比高，硬件質(zhì)量，系統(tǒng)網(wǎng)絡抗干擾能力，和與第三方工業(yè)設備和軟件包通信，是我們放棄其它系統(tǒng)的而改變選擇的重要原因之一。隨著GEIP PLC 技術的不斷革新和提高，用戶將是直接的受益者，目前PLC 也不斷受到其他基于計算機技術的控制裝置及系統(tǒng)越來越多的挑戰(zhàn)，受到PLC 技術本身軟件方面急待更新與發(fā)展的挑戰(zhàn)，受到一種全新的工業(yè)控制結(jié)構— —不但控制分散化，而且網(wǎng)絡也分散化的挑戰(zhàn)，受到開放型模塊化體系結(jié)構控制系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。PLC必然將會向完善其軟件和硬件兩個方向發(fā)展。GEIP PLC 在這方面走在了前列。
結(jié)束語
本系統(tǒng)自2003 年4 月建成投產(chǎn)經(jīng)過調(diào)試投入運行以來，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠使用效果良好，很好地發(fā)揮了它在生產(chǎn)上的管理，優(yōu)化，協(xié)調(diào)等功能，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，和生產(chǎn)效率發(fā)揮了重要作用，同時也證明了本系統(tǒng)設計思路的成功。
（安徽海螺集團技術中心自動化研究所）
