引言
活性石灰是鋼鐵行業(yè)必不可少的材料，近幾年我國(guó)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(zhuān)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 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(zhǎng)時(shí)間、不間斷運(yùn)行，且編程簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，并配有各類(lèi)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(guò)煅燒成生石灰，輸出到成品料倉(cāng)。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(guò)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(chǎng)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(cè)控級(jí)，完成生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集及過(guò)程控制等，面向生產(chǎn)過(guò)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(huà)面上顯示各種設(shè)備的工況參數(shù)，并通過(guò)hmi來(lái)對(duì)生產(chǎn)過(guò)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(chǎng)控制級(jí)
面向生產(chǎn)過(guò)程，由可編程控制器以及現(xiàn)場(chǎng)智能i/o處理器、各種模板構(gòu)成，為基礎(chǔ)測(cè)控級(jí)。完成生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)大量壓力、溫度、流量的采集和處理，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)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(guò)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(kāi)啟狀態(tài)。通過(guò)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(guò)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(guò)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(pán)
（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(kāi)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(kāi)關(guān)量輸入，16點(diǎn)24v dc可設(shè)置的輸入/輸出，dx531開(kāi)關(guān)量輸入/輸出模塊2個(gè)，dc523開(kāi)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。
根據(jù)要求本系統(tǒng)的plc硬件配置如圖1所示：
圖1 plc的硬件配置圖
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