現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在連云港水泥磨控制系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用

當(dāng)上游設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，下游設(shè)備減慢運(yùn)行速度，根據(jù)故障重要程度，運(yùn)行或停止下游一些輔助設(shè)備，根據(jù)生產(chǎn)節(jié)奏實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)節(jié)。

當(dāng)下游設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，上游設(shè)備立即停止運(yùn)行，下游設(shè)備根據(jù)故障重要程度，采取正常運(yùn)行或延時(shí)停止。

對(duì)水泥回磨，潤(rùn)滑站等等重要設(shè)備參數(shù)出現(xiàn)異常情況時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)并進(jìn)行必要的處理，預(yù)防重要設(shè)備出現(xiàn)故障。

當(dāng)任何一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，計(jì)算機(jī)報(bào)警并指示故障的位置、原因，并顯示故障處理指導(dǎo)信息，指導(dǎo)維護(hù)人員盡快作出故障判斷和處理。

對(duì)任何故障和異常情況，計(jì)算機(jī)都有趨勢(shì)記錄，對(duì)重要的故障，及時(shí)打印以備故障處理。

程序內(nèi)多重連鎖防止了誤啟停現(xiàn)象的發(fā)生，根據(jù)生產(chǎn)情況實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)節(jié)奏自適應(yīng)調(diào)節(jié)，提高了可維護(hù)性，實(shí)現(xiàn)了信息管理。實(shí)現(xiàn)了水泥回轉(zhuǎn)窯的故障智能管理，有效延長(zhǎng)了磨體的壽命

4.上微機(jī)管理層策略

上位機(jī)的功能包括：過(guò)程監(jiān)控畫(huà)面顯示、報(bào)警顯示與處理、報(bào)表打印、歷史趨勢(shì)顯示與存儲(chǔ)等功能。

4.1過(guò)程監(jiān)控畫(huà)面

根據(jù)工藝要求和控制的需要，完成了主工藝流程畫(huà)面、開(kāi)關(guān)量顯示畫(huà)面、回路調(diào)節(jié)畫(huà)面、故障智能處理畫(huà)面、報(bào)警畫(huà)面、調(diào)試畫(huà)面、流量累加畫(huà)面。為了方便操作員操作，所有的控制設(shè)備的啟動(dòng)停止、參數(shù)設(shè)定等重要操作都做到了主工藝畫(huà)面上，操作員可以直接在主工藝畫(huà)面上對(duì)設(shè)定值輸入進(jìn)行設(shè)定，不必切換到回路調(diào)節(jié)畫(huà)面。

4．2開(kāi)關(guān)量顯示畫(huà)面

開(kāi)關(guān)量顯示畫(huà)面主要用于實(shí)時(shí)顯示整個(gè)系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量輸入輸出信號(hào)，幫助維護(hù)和操作人員分析現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況，排查現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障點(diǎn)，盡快使設(shè)備正常運(yùn)行起來(lái)。

4.3回路調(diào)節(jié)畫(huà)面

在回路調(diào)節(jié)畫(huà)面中，PID回路的PV值、SP值、頻率值同時(shí)用棒圖形式和數(shù)字形式顯示，操作人員可以直觀的看到回路的調(diào)節(jié)情況，也可以精確的對(duì)回路調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。在回路調(diào)節(jié)畫(huà)面中還設(shè)有手/自動(dòng)切換、模型/回路控制狀態(tài)切換等開(kāi)關(guān)。

4.4模型操作畫(huà)面

模型操作畫(huà)面是燃燒控制模型與操作員的人機(jī)接口，操作員可以通過(guò)該畫(huà)面對(duì)模型的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，調(diào)整模型的運(yùn)行參數(shù)，參考該畫(huà)面中的相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)模型的輸出進(jìn)行修正。

4.5報(bào)警畫(huà)面

按工藝要求，當(dāng)過(guò)程值超過(guò)報(bào)警上下限時(shí)，發(fā)出聲音報(bào)警，并在報(bào)警畫(huà)面上顯示報(bào)警發(fā)生時(shí)間、報(bào)警值、報(bào)警等級(jí)、報(bào)警點(diǎn)，操作員在報(bào)警畫(huà)面中可以完成報(bào)警確認(rèn)、報(bào)警信息過(guò)濾等功能。當(dāng)操作員不在監(jiān)視報(bào)警畫(huà)面時(shí)，有報(bào)警發(fā)生后，自動(dòng)在屏幕下方顯示最新一條報(bào)警信息，發(fā)出提示。

4.6調(diào)試畫(huà)面

調(diào)試畫(huà)面用于維護(hù)人員對(duì)PID回路P、I、D三個(gè)參數(shù)進(jìn)行整定。

4.7累加畫(huà)面

對(duì)熟料、礦渣、粉煤灰用量等參數(shù)進(jìn)行累計(jì)，確定整個(gè)生產(chǎn)線的原料消耗，為車間管理提供依據(jù)，為經(jīng)濟(jì)效益分析提供數(shù)據(jù)，幫助提高生產(chǎn)管理水平。。

4.8歷史趨勢(shì)與報(bào)表打印功能

對(duì)一些重要的過(guò)程參數(shù)和對(duì)生產(chǎn)考核有意義的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，操作員可以設(shè)定歷史趨勢(shì)的采樣間隔，調(diào)整精度和存儲(chǔ)時(shí)間，設(shè)定顯示范圍，并可以隨時(shí)打印歷史趨勢(shì)。生產(chǎn)過(guò)程中需要隨時(shí)打印的參數(shù)如：原料累加畫(huà)面的班產(chǎn)、日產(chǎn)、月產(chǎn)、年產(chǎn)等編入報(bào)表打印。報(bào)表分為班報(bào)、日?qǐng)?bào)、月報(bào)可定時(shí)打印，也可手動(dòng)任意時(shí)間打印。定時(shí)打印班報(bào)為每天8時(shí)、16時(shí)、24時(shí)，定時(shí)打印日?qǐng)?bào)為每天零時(shí)，定時(shí)打印月報(bào)為每月1日零時(shí)。

5.本系統(tǒng)的技術(shù)特色

綜觀國(guó)內(nèi)外水泥磨自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，各有所長(zhǎng)，我們經(jīng)過(guò)調(diào)查研究，翻閱資料，取長(zhǎng)補(bǔ)短，并根據(jù)實(shí)際情況，本著簡(jiǎn)單、實(shí)用、安全、可靠的指導(dǎo)思想，遵循以下原則設(shè)計(jì)本自控系統(tǒng)。

5.1 采用分層控制

采用分層控制，各負(fù)其責(zé)，使得整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，各層即獨(dú)立又集中，實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化通信，不同廠家產(chǎn)品可以相互操作；實(shí)現(xiàn)了真正的分布式控制(分散式控制)：可以傳送多個(gè)過(guò)程變量的同時(shí)可將儀表標(biāo)識(shí)符和簡(jiǎn)單診斷信息一并傳送，可以產(chǎn)生最先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)儀表，多變量變送器；提高了測(cè)試精度；增強(qiáng)了系統(tǒng)的自治性。

5.2控制層采用profibus-DP通訊

采用PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)省去了大量的柜間互聯(lián)線，縮短了控制系統(tǒng)的生產(chǎn)、安裝周期；同時(shí)調(diào)試、維修方便。從站的劃分以及PROFIBUS強(qiáng)大的故障診斷能力使調(diào)試和維護(hù)更方便；便于擴(kuò)展和信息集成。PROFIBUS將孤立的單元設(shè)備融入了信息化網(wǎng)絡(luò)中，為系統(tǒng)的擴(kuò)展和企業(yè)綜合自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。成本降低。使用PROFIBUS技術(shù)，節(jié)省了大量的電纜、橋架以及培訓(xùn)和維護(hù)費(fèi)用。

5.3在控制層建立時(shí)間中斷模型

本系統(tǒng)建立的時(shí)間中斷模型，極大的發(fā)揮了S7-300控制器的功能，使系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠，節(jié)約了系統(tǒng)資源。通過(guò)在本系統(tǒng)中的應(yīng)用解決了計(jì)時(shí)器、技術(shù)器受系統(tǒng)本身掃描周期限制，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后有累計(jì)誤差的現(xiàn)象，使得計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)的精確度更高。本模型具有極高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

6.結(jié)束語(yǔ)

由于此系統(tǒng)控制了主要設(shè)備連鎖運(yùn)行，除鐵器、原料倉(cāng)皮帶等設(shè)備沒(méi)有進(jìn)控制系統(tǒng)，下一步可采用在控制層增加兩塊數(shù)字量輸入輸出模板，實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制生產(chǎn)線的邏輯連鎖和過(guò)程控制，進(jìn)一步減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量。