ABB PLC在石灰窯監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

         （提供： ABB（中國）有限公司 ，作者：安宏偉 王杰 鮑華亮，） 

　　摘要：本文介紹了ABB AC500 型PLC在石灰窯監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。PLC除了用于對(duì)現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)采集和處理以外，還用來完成對(duì)現(xiàn)場的機(jī)械設(shè)備的連鎖自動(dòng)控制。此外，工控組態(tài)軟件iFIX作為一種標(biāo)準(zhǔn)的人機(jī)界面(HMI)被用于監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)過程。
　　關(guān)鍵詞：PLC 石灰窯 過程監(jiān)控 iFIX組態(tài)軟件　　
　　Abstract: In this paper, we discuss the application of ABB AC500 PLC in the process
 monitoring and control for limekiln production. The PLC is mainly utilized for collecting
 process data as well as realizing auto-controlling of field mechanism. In addition, 
iFIX configuration software with a Human man-Machine Interface (HMI) is used 
to monitor the dynamical industrial process.  Keywords: PLC; Limekiln; Process
 Monitoring and Control; iFIX configuration software
　　
　　引言
　　活性石灰是鋼鐵行業(yè)必不可少的材料，近幾年我國的鋼鐵行業(yè)發(fā)展迅速，因此鋼鐵行業(yè)對(duì)活性石灰的需求相當(dāng)?shù)拇螅移焚|(zhì)的好壞直接影響著鋼鐵的質(zhì)量，因此，采用先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)于提高煉鐵煉鋼的產(chǎn)量和質(zhì)量，有十分重要的意義。
　　當(dāng)前可編程控制器（PLC）是專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，已經(jīng)成為電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的核心裝置，它不僅能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，還能完成各種順序或定時(shí)的閉環(huán)控制功能，并且抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、穩(wěn)定性好、體積小，能在惡劣環(huán)境下長時(shí)間、不間斷運(yùn)行，且編程簡單，維護(hù)方便，并配有各類通訊接口與模塊處理，可方便各級(jí)連接。 
　　1。石灰窯監(jiān)控系統(tǒng)概述
　　石灰窯生產(chǎn)的原料主要是石子（石灰石），成品是生石灰。在豎窯的加料口加入石灰石和焦碳，經(jīng)過煅燒成生石灰，輸出到成品料倉。控制系統(tǒng)主要包括石灰石和焦碳運(yùn)輸系統(tǒng)、給料系統(tǒng)、稱量系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、布料煅燒系統(tǒng)、冷卻空氣循環(huán)系統(tǒng)、助燃空氣循環(huán)系統(tǒng)、廢氣除塵循環(huán)系統(tǒng)、成品出窯、運(yùn)輸系統(tǒng)。并要求在主控室能打印報(bào)表，顯示窯體相關(guān)溫度，各分系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電流等。
　　新建石灰窯工藝設(shè)計(jì)先進(jìn)，自動(dòng)化程度高，所有設(shè)備具備機(jī)旁手動(dòng)、主控室手動(dòng)、主控室自動(dòng)三種控制模式，并具備設(shè)備故障診斷報(bào)警功能。 
　　根據(jù)用戶和工藝設(shè)計(jì)的要求，石灰窯生產(chǎn)的過程監(jiān)控部分采用典型的兩級(jí)監(jiān)控方式：生產(chǎn)管理級(jí)和現(xiàn)場控制級(jí)。上位機(jī)以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（IPC）作為主要的人機(jī)界面(Human-Machine Interface)，為生產(chǎn)管理級(jí)，完成對(duì)下位機(jī)的監(jiān)控、生產(chǎn)操作管理等，主要面向操作人員；下位機(jī)由ABB AC500系列PLC構(gòu)成，為基礎(chǔ)測控級(jí)，完成生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集及過程控制等，面向生產(chǎn)過程。
　　（1）生產(chǎn)管理級(jí)
　　面向生產(chǎn)操作人員，在HMI的監(jiān)控畫面上顯示各種設(shè)備的工況參數(shù)，并通過HMI來對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制調(diào)節(jié)。根據(jù)生產(chǎn)情況可選擇機(jī)旁手動(dòng)、主控室手動(dòng)、主控室自動(dòng)工作模式。當(dāng)生產(chǎn)中出現(xiàn)異常時(shí)，在HMI上顯示報(bào)警信息。對(duì)生產(chǎn)中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、管理、產(chǎn)生各種生產(chǎn)報(bào)表。
　　（2）現(xiàn)場控制級(jí)
　　面向生產(chǎn)過程，由可編程控制器以及現(xiàn)場智能I/O處理器、各種模板構(gòu)成，為基礎(chǔ)測控級(jí)。完成生產(chǎn)現(xiàn)場大量壓力、溫度、流量的采集和處理，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。自動(dòng)控制系統(tǒng)通過對(duì)由振動(dòng)給料篩、料斗提升機(jī)、電子秤量斗、單斗提升機(jī)，拖板出料機(jī)、卸料閘板、振動(dòng)給料機(jī)構(gòu)成的豎窯篩選、加料、卸料系統(tǒng)的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)原料的篩選、加料、卸料的自動(dòng)化。在出料過程中為保證石灰豎窯的密閉型，必須確保上下卸料閘板只有一個(gè)同時(shí)處于開啟狀態(tài)。通過助燃空氣壓力、冷卻空氣壓力的PID調(diào)節(jié)，達(dá)到恒壓控制的要求。
　　根據(jù)以上的控制要求，下面我們將詳述為滿足石灰窯過程監(jiān)控系統(tǒng)所需要的硬件和軟件組態(tài)。
　　2。系統(tǒng)硬件配置
　　為了滿足上面提到的石灰窯過程監(jiān)控系統(tǒng)的控制要求，我們采用ABB公司的AC500系列可編程控制器，AC500采用模塊化設(shè)計(jì)。
　　（1）研華的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（IPC），操作系統(tǒng)為Windows 2000 Professional,采用Pentium Ⅳ處理器，2.66GHz主頻，256M內(nèi)存，80G硬盤
　　（2）CPU模塊：ABB公司的AC500系列可編程控制器CPU有PM571、PM581、PM591三個(gè)不同的等級(jí)，本系統(tǒng)采用PM581，在CPU上帶有：LCD的顯示、一組操作按鍵、一個(gè)SD卡的擴(kuò)展口和兩個(gè)集成的串行通訊口， CPU底板集成以太網(wǎng)接口，并保留CS31通訊接口，具有與AC31系列PLC兼容性好的特點(diǎn)。
　　（3）本地?cái)U(kuò)展模塊：ABB 16通道AI523模擬量輸入模塊2個(gè)， 8輸入/8輸出通道AX522模擬量輸入/輸出模塊1個(gè)， DX531開關(guān)量輸入/輸出模塊（可設(shè)置）4個(gè)。
　　（4）分布式擴(kuò)展：ABB DC551遠(yuǎn)程擴(kuò)展模塊1個(gè)，帶CS31接口，并有8點(diǎn)24V DC開關(guān)量輸入，16點(diǎn)24V DC可設(shè)置的輸入/輸出，DX531開關(guān)量輸入/輸出模塊2個(gè)，DC523開關(guān)量輸出模塊1個(gè)。
　　（5）電源模塊：ABB CP-S電源，輸入AC85-264V/輸出DC24V，10A、5A各1個(gè)，單獨(dú)安裝。