制糖石灰窯控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
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圖2STEP7中的變量表
根據(jù)生產(chǎn)的要求編寫上料的程序，這是溫度控制的基礎(chǔ)，因為進(jìn)料數(shù)量的準(zhǔn)確可以讓煅燒過程更平穩(wěn)，產(chǎn)生的波動小，從而減少了生燒與過燒的發(fā)生，提高石灰石的利用率。如圖3所示，右邊的程序為大窯的石料稱重程序，PIW336為石料重量傳感器傳送給PLC的石料重量信號，經(jīng)過轉(zhuǎn)換放置在DB3.DBD0中；左邊的程序為小窯的自動中斷程序，即當(dāng)物料超過上限時，切斷卷揚(yáng)機(jī)等設(shè)備。
圖3上料的部分程序
3 監(jiān)控畫面設(shè)計
控制系統(tǒng)完成施工后，所有的控制和監(jiān)視都可以在上位機(jī)的顯示器上操作，使用了與西門子PLC完全兼容的WinCC。WinCC是面向監(jiān)控與SCADA的軟件工具，可以提供適合于工業(yè)動態(tài)流程圖的顯示，報警處理，顯示實時及歷史曲線圖，生產(chǎn)報表以及存貯等功能模塊，用高性能的過程耦合、快速的畫面更新以及可靠的數(shù)據(jù)使WinCC具有高度可視化和實用性[6]。
WinCC所集成的圖形、人機(jī)界面、數(shù)據(jù)庫、通訊等技術(shù)，使開發(fā)人員通過對話式的組態(tài)方式，完成監(jiān)控軟件設(shè)計，使用者將PLC與WinCC結(jié)合就使的通訊就異常容易，將STEP7與WinCC組合，就很容易在工程中縮短調(diào)試時間[7]。此外，WinCC軟件是適合監(jiān)控級應(yīng)用的整體開放性軟件，各軟件提供企業(yè)都可以開發(fā)自己的應(yīng)用軟件與WinCC的開放性接口相接。
系統(tǒng)工藝基本主流程圖如圖4中所示，動態(tài)顯示了石灰窯的現(xiàn)場工藝過程，包括上料過程、運(yùn)行設(shè)備狀況等，這樣就可以及時準(zhǔn)確掌握石灰石煅燒分解情況，并顯示故障進(jìn)行實時診斷。
圖4上料的部分程序
在實際現(xiàn)場儀表的監(jiān)控實現(xiàn)自動和手動兩種方式。在系統(tǒng)全部軟、硬件安裝調(diào)試時采用手動操作分步驗證。調(diào)試正常投入運(yùn)行時采用自動操作，利用所設(shè)計的梯形圖控制程序自動實現(xiàn)精準(zhǔn)控制，特別是稱重、流量等模擬量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)控制。
在控制過程中，對于風(fēng)壓、物料質(zhì)量、燃料流量等重要的模擬量控制參數(shù)都進(jìn)行主畫面實時報警，即實現(xiàn)參數(shù)超限聲光報警，用對話框形式提示故障原因，同時迅速自動調(diào)節(jié)至正常監(jiān)控狀態(tài)。全過程實現(xiàn)過程變化預(yù)測的同時，也對各時段歷史曲線數(shù)據(jù)予以保存，對曲線分析比較后對溫度變量的變化趨勢作出相應(yīng)的預(yù)測，如圖5所示。
圖5石灰窯煅燒溫度曲線
4 結(jié)語
該石灰窯控制系統(tǒng)采用了目前典型的工業(yè)控制方案，硬件與軟件分別選擇了S7-300PLC與WinCC，使用Profibus搭建了控制系統(tǒng)，完成了石灰窯生產(chǎn)中的上料、稱重、卸灰等一系列步驟降低了人工成本，提高了制糖石灰窯的工作效率，實現(xiàn)了整個石灰窯生產(chǎn)的實時狀態(tài)監(jiān)控與數(shù)據(jù)管理，為相關(guān)制糖企業(yè)的石灰窯生產(chǎn)提供了參考。
參考文獻(xiàn)：
[1]馬吉.糖廠立式石灰窯的控制與調(diào)節(jié)[J].廣西輕工業(yè)，2010，(1)：13-14
[2]施灝.貴糖270m3石灰窯技改項目優(yōu)化設(shè)計及應(yīng)用[D].廣西大學(xué)，2009
[3]大連輕工業(yè)學(xué)院，齊齊哈爾輕工業(yè)學(xué)院.甜菜制糖工藝學(xué)[M].北京：輕工業(yè)出版社，1982，55-240
[4]王華強(qiáng).石灰窯生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2006，(2)：31-33
[5]張運(yùn)剛.從入門到精通：西門子S7-300/400PLC技術(shù)與應(yīng)用[M].人民郵電出版社，2009，100-320
[6]蘇昆哲.深入淺出西門子WinCCV6[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2005，1-19
[7]劉華波，王雪，何文雪.組態(tài)軟件WinCC及其應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2009，32-120
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