ABB PLC在石灰窯監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
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)對活性石灰的需求相當?shù)拇螅移焚|(zhì)的好壞直接影響著鋼鐵的質(zhì)量，因此，采用先進的自動控制系統(tǒng)，對于提高煉鐵煉鋼的產(chǎn)量和質(zhì)量，有十分重要的意義。
當前可編程控制器（PLC）是專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的工業(yè)控制計算機，已經(jīng)成為電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用 為廣泛的核心裝置，它不僅能實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，還能完成各種順序或定時的閉環(huán)控制功能，并且抗干擾能力強、可靠性高、穩(wěn)定性好、體積小，能在惡劣環(huán)境下長時間、不間斷運行，且編程簡單，維護方便，并配有各類通訊接口與模塊處理，可方便各級連接。
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、運輸系統(tǒng)。并要求在主控室能打印報表，顯示窯體相關(guān)溫度，各分系統(tǒng)的運行狀態(tài)，電動機的運行電流等。
新建石灰窯工藝設(shè)計先進，自動化程度高，所有設(shè)備具備機旁手動、主控室手動、主控室自動三種控制模式，并具備設(shè)備故障診斷報警功能。
根據(jù)用戶和工藝設(shè)計的要求，石灰窯生產(chǎn)的過程監(jiān)控部分采用典型的兩級監(jiān)控方式：生產(chǎn)管理級和現(xiàn)場控制級。上位機以標準的工業(yè)控制計算機（IPC）作為主要的人機界面（Human-Machine Interface），為生產(chǎn)管理級，完成對下位機的監(jiān)控、生產(chǎn)操作管理等，主要面向操作人員；下位機由ABB AC500系列PLC構(gòu)成，為基礎(chǔ)測控級，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
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來對生產(chǎn)過程進行控制調(diào)節(jié)。根據(jù)生產(chǎn)情況可選擇機旁手動、主控室手動、主控室自動工作模式。當生產(chǎn)中出現(xiàn)異常時，在HMI上顯示報警信息。對生產(chǎn)中的各種數(shù)據(jù)進行存儲、管理、產(chǎn)生各種生產(chǎn)報表。
（2）現(xiàn)場控制級
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。完成生產(chǎn)現(xiàn)場大量壓力、溫度、流量的采集和處理，對生產(chǎn)過程進行控制。自動控制系統(tǒng)通過對由振動給料篩、料斗提升機、電子秤量斗、單斗提升機，拖板出料機、卸料閘板、振動給料機構(gòu)成的豎窯篩選、加料、卸料系統(tǒng)的自動控制，實現(xiàn)原料的篩選、加料、卸料的自動化。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同時處于開啟狀態(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。
（1）研華的工業(yè)控制計算機（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、PM591三個不同的等級，本系統(tǒng)采用PM581，在CPU上帶有：LCD的顯示、一組操作按鍵、一個SD卡的擴展口和兩個集成的串行通訊口， 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。
（3）本地擴展模塊：ABB 16通道AI523模擬量輸入模塊2個， 8輸入/8輸出通道AX522模擬量輸入/輸出模塊1個， DX531開關(guān)量輸入/輸出模塊（可設(shè)置）4個。
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