摘  要  本文介紹了和利時(shí)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(shí)LK系列PLC對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集和處理，并完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備的連鎖自動(dòng)控制。上位機(jī)采用和利時(shí)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(mǎn)足了用戶(hù)的要求。

關(guān)鍵詞 石灰窯配料；LK系列PLC； HollyView；控制系統(tǒng)

The Kiln Batching System Based on LK PLC

Sun feng

（Beijing Hollysys Automation & Drive Ltd.,Co，100176）

Abstract    This paper introduces Hollysys LK PLC application in kiln batching system. According to the actual demand of production of ingredients, Hollysys control system principle, properties and characteristics are introduced. LK PLC collects the data information from field instruments and processes, and automatically controls the chain of site mechanical equipment. The HMI is developed by HollyView. The control system makes the kiln batching system convenient and flexible, and meets the user’s requirements.

Key Words           Kiln Batching; LK PLC; HollyView; Control System

1      引言

      石灰是一種重要個(gè)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(dòng)化水平越來(lái)越高。本文基于和利時(shí)LK系列PLC開(kāi)發(fā)出石灰窯配料控制系統(tǒng)。和利時(shí)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(shí)控制，而且還具有抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、體積小、編程簡(jiǎn)單、開(kāi)放性好等特點(diǎn)。上位監(jiān)控系統(tǒng)采用和利時(shí)HollyView組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)。通過(guò)本系統(tǒng)的應(yīng)用，大大提高了石灰窯配料控制過(guò)程的穩(wěn)定性和可靠性，從而保證系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)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(jì)量和上料過(guò)程。

（1）配料計(jì)量過(guò)程

根據(jù)稱(chēng)量要求，控制每次石灰石給料器出料至計(jì)量槽的時(shí)間，從而控制進(jìn)入計(jì)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(jì)量槽的時(shí)間，從而控制進(jìn)入計(jì)量槽的焦炭量。這樣完成一次稱(chēng)量過(guò)程。最終完成規(guī)定的每次燒制需要進(jìn)行的稱(chēng)量次數(shù)。

（2）上料過(guò)程

每次計(jì)量完成后，控制卷?yè)P(yáng)機(jī)及附件運(yùn)動(dòng)，把石灰石和焦炭的混合料運(yùn)至窯頂。石灰窯上鐘帽打開(kāi)后，混合料通過(guò)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(chē)上料、配料、稱(chēng)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(bào)警。其中配料稱(chēng)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(xiàn)都可以聯(lián)鎖或者獨(dú)立進(jìn)行操作。當(dāng)聯(lián)鎖時(shí)，每個(gè)設(shè)備順序啟停，系統(tǒng)開(kāi)車(chē)畫(huà)面示意圖如圖3所示。

圖1  供料系統(tǒng)示意圖

圖2  消化系統(tǒng)示意圖

圖3  系統(tǒng)開(kāi)車(chē)畫(huà)面示意圖

3    石灰窯配料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

      石灰窯配料控制系統(tǒng)以和利時(shí)公司LK系列PLC為控制核心，包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)、聲控報(bào)警、儀表系統(tǒng)等部分，主要控制提升機(jī)、分級(jí)機(jī)、皮帶機(jī)、破碎機(jī)、下料器、螺旋、閥門(mén)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(duì)全廠(chǎng)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。

圖4  石灰窯配料控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

      石灰窯配料控制系統(tǒng)分為操作員站和工程師站，并通過(guò)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(huà)面模擬現(xiàn)場(chǎng)的立體化動(dòng)態(tài)工藝流程，可以根據(jù)需要對(duì)閥門(mén)、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(cāng)實(shí)際液位。閥門(mén)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(gè)倉(cāng)的信息每10毫秒內(nèi)采樣一次，并實(shí)時(shí)顯示各種信息。在系統(tǒng)中分別設(shè)置各種報(bào)警，使工作人員能夠方便快捷地查詢(xún)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(shí)公司的HollyView進(jìn)行開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(tái)PC機(jī)互為備份，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)同步，確保監(jiān)控系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行。

表1  PLC硬件清單

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)：

ì  穩(wěn)定性和可靠性高

系統(tǒng)采用和利時(shí)公司LK系列PLC。LK系列PLC主要針對(duì)中大型或?qū)煽啃砸蟾叩目刂葡到y(tǒng)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)借鑒了和利時(shí)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(zhǎng)時(shí)間可靠的工作。LK系列PLC還通過(guò)了UL和CE兩大國(guó)際認(rèn)證。

ì  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(yǔ)言混合編程。LK編程軟件中帶有增量PID功能塊，通過(guò)配置參數(shù)就可以很方便的實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算功能。

ì  數(shù)據(jù)采集精度高

PLC實(shí)時(shí)采集高精度的模擬信號(hào)，采樣周期只有10ms。再通過(guò)以太網(wǎng)傳送至上位機(jī)。

ì  輸出聯(lián)鎖控制

通過(guò)PID調(diào)節(jié)，控制變頻器的頻率和用水閥門(mén)的開(kāi)度設(shè)定，聯(lián)鎖控制個(gè)閥門(mén)、泵、電機(jī)，實(shí)時(shí)顯示輸出狀態(tài)。

ì  數(shù)據(jù)處理及計(jì)算能力強(qiáng)

模擬量輸入信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)超限檢查、最大最小值的計(jì)算、流量及累計(jì)流量計(jì)算等功能。

ì  畫(huà)面顯示功能強(qiáng)

畫(huà)面顯示整個(gè)工藝流程及控制控制環(huán)節(jié)，包括各種采信號(hào)的趨勢(shì)圖、棒圖、數(shù)據(jù)表格等。工程師站和操作員站畫(huà)面相同，只是部分功能操作員站受限。顯示內(nèi)容包括開(kāi)關(guān)狀態(tài)、泵的運(yùn)行停止及故障狀態(tài)，動(dòng)態(tài)顯示測(cè)量值。

ì  具有歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)和報(bào)表功能

通過(guò)上位機(jī)可以方便的查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)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(cè)相關(guān)量的趨勢(shì)曲線(xiàn)。根據(jù)用戶(hù)的需要，可以提供報(bào)表。

ì  具有多級(jí)管理系統(tǒng)

根據(jù)需求可以進(jìn)行分級(jí)管理，操作員站、工程師站和總控室均可通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行連接。可以進(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(yǔ)

      基于和利時(shí)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(mǎn)足了控制過(guò)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(dòng)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(dòng)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。

參考文獻(xiàn)

[ 1 ]    PowerPro 4.3.1B用戶(hù)手冊(cè)。

[ 2 ]    王永華，現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社。

[ 3 ]    孫叔平，劉廣峰，吳幼華，工業(yè)自動(dòng)化儀表與系統(tǒng)手冊(cè)[M].中國(guó)電力出版社。

[ 4 ]    顧戰(zhàn)松.可編程控制器原理與應(yīng)用[M].國(guó)防工業(yè)出版社。

作者簡(jiǎn)介：孫峰，畢業(yè)于山東輕工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)任北京和利時(shí)自動(dòng)化驅(qū)動(dòng)技術(shù)有限公司區(qū)域技術(shù)支持。