摘 要 本文介紹了和利時LK系列PLC在石灰窯配料控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。根據(jù)石灰窯生產(chǎn)中配料的實(shí)際需求，介紹了控制系統(tǒng)原理、性能和特點(diǎn)。采用和利時LK系列PLC對現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集和處理，并完成對現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備的連鎖自動控制。上位機(jī)采用和利時HollyView組態(tài)軟件，使石灰窯配料系統(tǒng)的可操作性變得更加方便和靈活，滿足了用戶的要求。
關(guān)鍵詞 石灰窯配料；LK系列PLC； HollyView；控制系統(tǒng)
1 引言
石灰是一種重要個工業(yè)原料。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，石灰生產(chǎn)的自動化水平越來越高。本文基于和利時LK系列PLC開發(fā)出石灰窯配料控制系統(tǒng)。和利時LK系列PLC不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制、順序控制和定時控制，而且還具有抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、體積小、編程簡單、開放性好等特點(diǎn)。上位監(jiān)控系統(tǒng)采用和利時HollyView組態(tài)軟件開發(fā)。通過本系統(tǒng)的應(yīng)用，大大提高了石灰窯配料控制過程的穩(wěn)定性和可靠性，從而保證系統(tǒng)運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)性、合理性和高效性。
2 石灰窯配料工藝介紹
石灰窯配料系統(tǒng)的工藝主要包括配料計量和上料過程。
（1）配料計量過程
根據(jù)稱量要求，控制每次石灰石給料器出料至計量槽的時間，從而控制進(jìn)入計量槽的石灰石量。然后根據(jù)石灰石和焦炭的配比要求，控制每次焦炭給料器出料至計量槽的時間，從而控制進(jìn)入計量槽的焦炭量。這樣完成一次稱量過程。最終完成規(guī)定的每次燒制需要進(jìn)行的稱量次數(shù)。
（2）上料過程
每次計量完成后，控制卷揚(yáng)機(jī)及附件運(yùn)動，把石灰石和焦炭的混合料運(yùn)至窯頂。石灰窯上鐘帽打開后，混合料通過窯頂布料器進(jìn)入石灰窯進(jìn)行煅燒。
石灰窯配料系統(tǒng)的控制程序包括小車上料、配料、稱重、布料、出灰、風(fēng)量等控制部分，以及電機(jī)電流、溫度、壓力、流量等模擬量的顯示報警。其中配料稱重和上料控制是本系統(tǒng)的控制難點(diǎn)和重點(diǎn)。供料系統(tǒng)示意圖如圖1所示，消化系統(tǒng)示意圖如圖2所示。供料系統(tǒng)和消化系統(tǒng)的每條線都可以聯(lián)鎖或者獨(dú)立進(jìn)行操作。當(dāng)聯(lián)鎖時，每個設(shè)備順序啟停，系統(tǒng)開車畫面示意圖如圖3所示。
3 石灰窯配料控制系統(tǒng)設(shè)計
石灰窯配料控制系統(tǒng)以和利時公司LK系列PLC為控制核心，包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)、聲控報警、儀表系統(tǒng)等部分，主要控制提升機(jī)、分級機(jī)、皮帶機(jī)、破碎機(jī)、下料器、螺旋、閥門等元件。在中央控制室設(shè)置操作員站和工程師站，并聯(lián)網(wǎng)至總控室，以便對全廠進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)控與管理。石灰窯配料控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。
石灰窯配料控制系統(tǒng)分為操作員站和工程師站，并通過以太網(wǎng)連接。操作員站的置與工程師站相同，只是部分功能受限。上位機(jī)畫面模擬現(xiàn)場的立體化動態(tài)工藝流程，可以根據(jù)需要對閥門、皮帶秤、物料、用水等進(jìn)行設(shè)定，并顯示溫度、流量、電流、控制元件狀態(tài)等信息。液位采用比例棒圖及字符數(shù)據(jù)，并輔以直觀的立體圖的形式顯示各倉實(shí)際液位。閥門及泵的控制也是根據(jù)實(shí)際進(jìn)行操作，并有相互連鎖關(guān)系。每個倉的信息每10毫秒內(nèi)采樣一次，并實(shí)時顯示各種信息。在系統(tǒng)中分別設(shè)置各種報警，使工作人員能夠方便快捷地查詢各種信息。
石灰窯配料控制系統(tǒng)的PLC硬件配置清單如表1所示。上位機(jī)操作系統(tǒng)采用和利時公司的HollyView進(jìn)行開發(fā)，實(shí)現(xiàn)對PLC控制站的監(jiān)視與控制。為了保證系統(tǒng)的可靠性，本系統(tǒng)采用兩臺PC機(jī)互為備份，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫同步，確保監(jiān)控系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行。
4 石灰窯配料控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
基于LK系列PLC的石灰窯配料系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：
穩(wěn)定性和可靠性高
系統(tǒng)采用和利時公司LK系列PLC。LK系列PLC主要針對中大型或?qū)煽啃砸蟾叩目刂葡到y(tǒng)，產(chǎn)品設(shè)計借鑒了和利時公司DCS產(chǎn)品的成功經(jīng)驗(yàn)，在惡劣的工作環(huán)境下仍然可以保證長時間可靠的工作。LK系列PLC還通過了UL和CE兩大國際認(rèn)證。
運(yùn)算速度快
LK系列PLC運(yùn)算速度高達(dá)0.013us，邏輯控制容量大，支持SD卡程序下裝，支持LD、ST等多種語言混合編程。LK編程軟件中帶有增量PID功能塊，通過配置參數(shù)就可以很方便的實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算功能。
數(shù)據(jù)采集精度高
PLC實(shí)時采集高精度的模擬信號，采樣周期只有10ms。再通過以太網(wǎng)傳送至上位機(jī)。
輸出聯(lián)鎖控制
通過PID調(diào)節(jié)，控制變頻器的頻率和用水閥門的開度設(shè)定，聯(lián)鎖控制個閥門、泵、電機(jī)，實(shí)時顯示輸出狀態(tài)。
數(shù)據(jù)處理及計算能力強(qiáng)
模擬量輸入信號通過A/D轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)超限檢查、最大最小值的計算、流量及累計流量計算等功能。
畫面顯示功能強(qiáng)
畫面顯示整個工藝流程及控制控制環(huán)節(jié)，包括各種采信號的趨勢圖、棒圖、數(shù)據(jù)表格等。工程師站和操作員站畫面相同，只是部分功能操作員站受限。顯示內(nèi)容包括開關(guān)狀態(tài)、泵的運(yùn)行停止及故障狀態(tài)，動態(tài)顯示測量值。
具有歷史數(shù)據(jù)查詢和報表功能
通過上位機(jī)可以方便的查詢和統(tǒng)計歷史數(shù)據(jù)，并可以保存歷史數(shù)據(jù)。根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，可以預(yù)測相關(guān)量的趨勢曲線。根據(jù)用戶的需要，可以提供報表。
具有多級管理系統(tǒng)
根據(jù)需求可以進(jìn)行分級管理，操作員站、工程師站和總控室均可通過以太網(wǎng)進(jìn)行連接?？梢赃M(jìn)行詳細(xì)的操作記錄，使管理更加科學(xué)和有效。
5 結(jié)束語
基于和利時LK系列PLC的石灰窯配料控制系統(tǒng)已經(jīng)投入實(shí)際運(yùn)行，性能穩(wěn)定可靠，較好地滿足了控制過程中的控制與管理相結(jié)合的要求，降低了石灰工段上料人員的勞動強(qiáng)度，避免了由于操作人員操作失誤而造成的事故。系統(tǒng)在自動化程度、安全可靠性和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)性等方面達(dá)到了先進(jìn)水平。
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