現(xiàn)場總線技術(shù)在連云港水泥磨控制系統(tǒng)中的研究與應用

當上游設備出現(xiàn)故障時，下游設備減慢運行速度，根據(jù)故障重要程度，運行或停止下游一些輔助設備，根據(jù)生產(chǎn)節(jié)奏實現(xiàn)系統(tǒng)的自適應調(diào)節(jié)。

當下游設備出現(xiàn)故障時，上游設備立即停止運行，下游設備根據(jù)故障重要程度，采取正常運行或延時停止。

對水泥回磨，潤滑站等等重要設備參數(shù)出現(xiàn)異常情況時，發(fā)出報警信號并進行必要的處理，預防重要設備出現(xiàn)故障。

當任何一臺設備出現(xiàn)故障時，計算機報警并指示故障的位置、原因，并顯示故障處理指導信息，指導維護人員盡快作出故障判斷和處理。

對任何故障和異常情況，計算機都有趨勢記錄，對重要的故障，及時打印以備故障處理。

程序內(nèi)多重連鎖防止了誤啟停現(xiàn)象的發(fā)生，根據(jù)生產(chǎn)情況實現(xiàn)了生產(chǎn)節(jié)奏自適應調(diào)節(jié)，提高了可維護性，實現(xiàn)了信息管理。實現(xiàn)了水泥回轉(zhuǎn)窯的故障智能管理，有效延長了磨體的壽命

4.上微機管理層策略

上位機的功能包括：過程監(jiān)控畫面顯示、報警顯示與處理、報表打印、歷史趨勢顯示與存儲等功能。

4.1過程監(jiān)控畫面

根據(jù)工藝要求和控制的需要，完成了主工藝流程畫面、開關(guān)量顯示畫面、回路調(diào)節(jié)畫面、故障智能處理畫面、報警畫面、調(diào)試畫面、流量累加畫面。為了方便操作員操作，所有的控制設備的啟動停止、參數(shù)設定等重要操作都做到了主工藝畫面上，操作員可以直接在主工藝畫面上對設定值輸入進行設定，不必切換到回路調(diào)節(jié)畫面。

4．2開關(guān)量顯示畫面

開關(guān)量顯示畫面主要用于實時顯示整個系統(tǒng)的開關(guān)量輸入輸出信號，幫助維護和操作人員分析現(xiàn)場設備的運行情況，排查現(xiàn)場設備的故障點，盡快使設備正常運行起來。

4.3回路調(diào)節(jié)畫面

在回路調(diào)節(jié)畫面中，PID回路的PV值、SP值、頻率值同時用棒圖形式和數(shù)字形式顯示，操作人員可以直觀的看到回路的調(diào)節(jié)情況，也可以精確的對回路調(diào)節(jié)參數(shù)進行設定。在回路調(diào)節(jié)畫面中還設有手/自動切換、模型/回路控制狀態(tài)切換等開關(guān)。

4.4模型操作畫面

模型操作畫面是燃燒控制模型與操作員的人機接口，操作員可以通過該畫面對模型的運行情況進行監(jiān)控，調(diào)整模型的運行參數(shù)，參考該畫面中的相關(guān)數(shù)據(jù)對模型的輸出進行修正。

4.5報警畫面

按工藝要求，當過程值超過報警上下限時，發(fā)出聲音報警，并在報警畫面上顯示報警發(fā)生時間、報警值、報警等級、報警點，操作員在報警畫面中可以完成報警確認、報警信息過濾等功能。當操作員不在監(jiān)視報警畫面時，有報警發(fā)生后，自動在屏幕下方顯示最新一條報警信息，發(fā)出提示。

4.6調(diào)試畫面

調(diào)試畫面用于維護人員對PID回路P、I、D三個參數(shù)進行整定。

4.7累加畫面

對熟料、礦渣、粉煤灰用量等參數(shù)進行累計，確定整個生產(chǎn)線的原料消耗，為車間管理提供依據(jù)，為經(jīng)濟效益分析提供數(shù)據(jù)，幫助提高生產(chǎn)管理水平。。

4.8歷史趨勢與報表打印功能

對一些重要的過程參數(shù)和對生產(chǎn)考核有意義的數(shù)據(jù)存儲歷史數(shù)據(jù)，操作員可以設定歷史趨勢的采樣間隔，調(diào)整精度和存儲時間，設定顯示范圍，并可以隨時打印歷史趨勢。生產(chǎn)過程中需要隨時打印的參數(shù)如：原料累加畫面的班產(chǎn)、日產(chǎn)、月產(chǎn)、年產(chǎn)等編入報表打印。報表分為班報、日報、月報可定時打印，也可手動任意時間打印。定時打印班報為每天8時、16時、24時，定時打印日報為每天零時，定時打印月報為每月1日零時。

5.本系統(tǒng)的技術(shù)特色

綜觀國內(nèi)外水泥磨自動控制系統(tǒng)的應用，各有所長，我們經(jīng)過調(diào)查研究，翻閱資料，取長補短，并根據(jù)實際情況，本著簡單、實用、安全、可靠的指導思想，遵循以下原則設計本自控系統(tǒng)。

5.1 采用分層控制

采用分層控制，各負其責，使得整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，各層即獨立又集中，實現(xiàn)了全數(shù)字化通信，不同廠家產(chǎn)品可以相互操作；實現(xiàn)了真正的分布式控制(分散式控制)：可以傳送多個過程變量的同時可將儀表標識符和簡單診斷信息一并傳送，可以產(chǎn)生最先進的現(xiàn)場儀表，多變量變送器；提高了測試精度；增強了系統(tǒng)的自治性。

5.2控制層采用profibus-DP通訊

采用PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)省去了大量的柜間互聯(lián)線，縮短了控制系統(tǒng)的生產(chǎn)、安裝周期；同時調(diào)試、維修方便。從站的劃分以及PROFIBUS強大的故障診斷能力使調(diào)試和維護更方便；便于擴展和信息集成。PROFIBUS將孤立的單元設備融入了信息化網(wǎng)絡中，為系統(tǒng)的擴展和企業(yè)綜合自動化的實現(xiàn)打下了基礎。成本降低。使用PROFIBUS技術(shù)，節(jié)省了大量的電纜、橋架以及培訓和維護費用。

5.3在控制層建立時間中斷模型

本系統(tǒng)建立的時間中斷模型，極大的發(fā)揮了S7-300控制器的功能，使系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定可靠，節(jié)約了系統(tǒng)資源。通過在本系統(tǒng)中的應用解決了計時器、技術(shù)器受系統(tǒng)本身掃描周期限制，長時間運行后有累計誤差的現(xiàn)象，使得計時、計數(shù)的精確度更高。本模型具有極高的推廣應用價值。

6.結(jié)束語

由于此系統(tǒng)控制了主要設備連鎖運行，除鐵器、原料倉皮帶等設備沒有進控制系統(tǒng)，下一步可采用在控制層增加兩塊數(shù)字量輸入輸出模板，實現(xiàn)整個控制生產(chǎn)線的邏輯連鎖和過程控制，進一步減輕工人勞動強度，提高生產(chǎn)自動化水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量。