基于現(xiàn)場(chǎng)總線的燒結(jié)機(jī)配料控制系統(tǒng)改造
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3 軟件實(shí)現(xiàn)
由于原設(shè)計(jì)軟件不夠規(guī)范，有時(shí)外圍設(shè)備更換時(shí)，型號(hào)參數(shù)不便輸入，并且這次擴(kuò)容改造時(shí)軟件改動(dòng)量比較大，所以將下位機(jī)監(jiān)控軟件全套重新進(jìn)行開發(fā)，內(nèi)部參數(shù)、變量統(tǒng)一，接口清晰，設(shè)計(jì)的軟件規(guī)范、開放，易于整個(gè)系統(tǒng)的擴(kuò)充及功能升級(jí)。
本套軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是拖料皮帶稱的控制，即根據(jù)秤重傳感器的瞬時(shí)重量、測(cè)量段、皮帶轉(zhuǎn)速(與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成比例關(guān)系)、重力系數(shù)等參數(shù)計(jì)算出瞬時(shí)流量P、r，與監(jiān)控站設(shè)定流量SP相比較，利用SIEMENS編程軟件STEF7自帶的PID算法模塊(FB41)運(yùn)算，計(jì)算出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(即變頻器輸出頻率值，范圍0 50Hz)，實(shí)時(shí)跟蹤，進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)。每臺(tái)皮帶秤開始啟動(dòng)并進(jìn)入調(diào)節(jié)時(shí)，變頻器瞬時(shí)值均從最大值50Hz開始變化，直至滿足流量設(shè)定。在運(yùn)行的過(guò)程中，有時(shí)要改變?cè)O(shè)定流量SP值、某條皮帶秤的零點(diǎn)、系數(shù)，那么需要重新計(jì)算、調(diào)節(jié)。流量調(diào)節(jié)軟件流程如圖3所示。
基于PROFIBUs_-DP現(xiàn)場(chǎng)總線通訊網(wǎng)絡(luò)的燒結(jié)配料系統(tǒng)擴(kuò)容改造后，控制系統(tǒng)功能完備，實(shí)現(xiàn)了若干條皮帶、皮帶秤電機(jī)、滾筒的起、停、聯(lián)鎖保護(hù)、稱量及調(diào)節(jié)的自動(dòng)控制。系統(tǒng)主要有以下功能：
1)具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作方式。手動(dòng)時(shí)，每條皮帶、皮帶秤由操作員根據(jù)工藝要求來(lái)啟、停、加速、減速，也可電氣聯(lián)鎖。自動(dòng)時(shí)系統(tǒng)上位機(jī)根據(jù)總流量、每種物料配比發(fā)送給定值，自動(dòng)啟動(dòng)、加速、減速皮帶秤電機(jī)，所有皮帶、滾筒開、停均由邏輯聯(lián)鎖控制實(shí)現(xiàn)。
2)當(dāng)配比改變時(shí)，內(nèi)部PID調(diào)節(jié)器運(yùn)行，變頻器頻率乎穩(wěn)改變，調(diào)速平滑。
3)取消皮帶秤儀表和測(cè)速傳感器，測(cè)重傳感器的mV信號(hào)經(jīng)處理后直接進(jìn)入PLC，具有信號(hào)校零、自動(dòng)校皮、自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的功能。
4)PROFIBUS—DP現(xiàn)場(chǎng)總線具有高速通訊能力，能快速將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集并傳送，做到信號(hào)的不遲滯、不失真，并具有強(qiáng)大的擴(kuò)展能力。
5)為防止翻料，集料主皮帶停機(jī)的同時(shí)，立即停止所有皮帶秤電機(jī)；集料主皮帶正常開機(jī)時(shí)，按照配料制度，自動(dòng)依次延時(shí)開啟上次運(yùn)行(選中)的所有料倉(cāng)。
6)具有消耗料累計(jì)，設(shè)備動(dòng)作全部動(dòng)畫顯示逼真，所有設(shè)備之間都有可靠聯(lián)鎖，安全性高，操作簡(jiǎn)單方便。
本套控制系統(tǒng)具有開放性、規(guī)范性、互連性、互操作性及豐富的硬件和軟件資源，使監(jiān)控操作站既可作監(jiān)控站用，顯示監(jiān)視畫面，又可作工程師站，隨時(shí)調(diào)出梯形邏輯圖，調(diào)試程序、查找故障，方便而快捷。
5 效果
本次擴(kuò)容改造充分利用現(xiàn)場(chǎng)總線的開放性，在設(shè)備檢修的間隙進(jìn)行系統(tǒng)對(duì)接與調(diào)試，未影響正常生產(chǎn)，改造后的自動(dòng)控制系統(tǒng)更合理、規(guī)范。經(jīng)過(guò)運(yùn)行證明：PROFIBUS—DP現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)在硬件上可靠，抗干擾能力強(qiáng)，技術(shù)先進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)配料生產(chǎn)過(guò)程全自動(dòng)化。采用PROFIBUS—DP總線控制，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部PID調(diào)節(jié)，變頻器調(diào)速平滑，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備起到了重要保護(hù)作用。PROFIBUS—DP減少了許多硬接線，從而使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單化，與繼電邏輯控制相比，降低了故障率，提高了系統(tǒng)可靠性，配料準(zhǔn)確，系統(tǒng)配料控制誤差由原10％減少到1．5％-2％左右，為燒結(jié)穩(wěn)奪高產(chǎn)，提高燒結(jié)礦質(zhì)量提供了充分保證。
6 參考文獻(xiàn)
[1] 宋伯生．可編程序控制系統(tǒng)配置·編程·聯(lián)網(wǎng)．北京：中國(guó)勞動(dòng)出版社，1998．194—225．
[2] 張桂苓．淺談現(xiàn)場(chǎng)總線及對(duì)自動(dòng)化領(lǐng)域的影響．微計(jì)算機(jī)信息，20O3(4)：1 4．(end)
評(píng)論