OPTO22PAC控制器在石灰窯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

面向生產(chǎn)操作人員，由兩套工業(yè)控制計算機(jī)作為HMI,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(jìn)行控制調(diào)節(jié)。根據(jù)生產(chǎn)情況可選擇半自動、全自動工作模式。當(dāng)生產(chǎn)中出現(xiàn)異常時，在HMI上顯示報警信息。正常情況下，兩臺HMI分別監(jiān)控兩座豎窯的情況，在一個HMI出現(xiàn)問題時，可互為冗余，確保生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

3、現(xiàn)場控制級

面向生產(chǎn)過程，由過程控制器以及現(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(jìn)行控制。自動控制系統(tǒng)通過對由振動給料篩、板鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī)、電子秤量斗、單斗提升機(jī)，拖板出料機(jī)、卸料閘板、振動給料機(jī)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)。煤氣加壓機(jī)、助燃風(fēng)機(jī)、冷卻風(fēng)機(jī)是變頻器控制下的羅茨風(fēng)機(jī)，通過對煤氣壓力、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?？刂葡到y(tǒng)不間斷的對煤氣壓力進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)出現(xiàn)煤氣壓力過低，危及到生產(chǎn)的安全進(jìn)行時，立即自動切斷煤氣截止閥。按照工藝要求窯頂廢氣壓力必須控制在-0.2Kpa到+0.2Kpa的允許范圍內(nèi)，控制系統(tǒng)通過對引風(fēng)機(jī)入口閥開口度的PID調(diào)節(jié)，達(dá)到設(shè)計要求。控制系統(tǒng)還包括除塵、液壓站、帶式輸送機(jī)、刮板機(jī)、以及各種電動閥門的控制。

二、系統(tǒng)硬件選型及特點

為了滿足以上的設(shè)計要求，在本項目中我們選擇了美國OPTO22公司推出的基于以態(tài)網(wǎng)的過程自動化控制器SNAP-PAC-S1。

三、軟件開發(fā)及系統(tǒng)功能

本項目使用得工業(yè)組態(tài)軟件是OPTO22公司的SNAP PAC控制器軟件開發(fā)包ioProject Professional。ioProject Proessional是一套功能齊全的控制器和HMI開發(fā)軟件包，快速、高效的OPC SERVER和硬件配置診斷工具包，使用該軟件包可以完成控制項目的全部功能。其中包括控制策略開發(fā)軟件ioControl,HMI開發(fā)軟件ioDisply，硬件配置診斷軟件，同時提供的OPC Server為第三方軟件提供數(shù)據(jù)接口。

1、ioControl是OPTO22的可視化編程、調(diào)試工具，是一種基于流程圖的語言，它使開發(fā)控制程序變得容易而且直觀。同時還提供完整、強(qiáng)大的命令集以及OptoScript編程語言用于復(fù)雜的工業(yè)控制應(yīng)用。使用ioControl用戶很方便對硬件進(jìn)行組態(tài)、編程、下載、在線跟蹤調(diào)試。

在本系統(tǒng)中不僅要對豎窯生產(chǎn)過程中的各種工況監(jiān)視，還要對各種設(shè)備進(jìn)行控制。這里對主要的加料出料系統(tǒng)的工藝及控制流程圖加以說明。

豎窯加料設(shè)備和工藝

豎窯的上料設(shè)備包括原料振動給料篩、電子稱量斗及控制箱、單斗提升機(jī)。原料通過給料篩---〉電子稱量斗---〉單斗提升機(jī)---〉豎窯的工藝流程，完成石灰豎窯原料的篩選、稱量、加料過程。

在生產(chǎn)過程中，當(dāng)系統(tǒng)通過窯頂料位計監(jiān)測到窯頂料位低于設(shè)定值時，通過控制振動給料篩把合適的原料加入電子稱量斗，在加料過程中通過電子稱量斗控制箱上的稱重二次儀表對加料量進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)加料量預(yù)計達(dá)到窯頂料位設(shè)定值時停止加料。具體的窯頂料位設(shè)定值、一次最大加料量可根據(jù)實際情況在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于提升機(jī)料斗的容，一次加料量不能超過1.5噸。

豎窯卸料設(shè)備和工藝

豎窯系統(tǒng)的出料設(shè)備主要包括托盤式出料機(jī)、上部卸料閘板、下部卸料閘板、振動卸料機(jī)。因為上部儲料斗的容量為1.5噸，決定了每次單板出灰機(jī)出料量不能超過1.5噸。為了保證上部、下部出料閘板的可靠動作，每次出料保證1噸左右。在托盤速度一定的情況下，每次換向出料70公斤左右。根據(jù)上面的數(shù)據(jù)以每座豎窯每天產(chǎn)量150噸，每小時出6噸白灰計算，每10 分鐘出1噸料比較合適。出料的時間和頻率可根據(jù)產(chǎn)量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。由于本出料系統(tǒng)的特點，在出料過 程中嚴(yán)禁上部、下部卸料閘板同時開啟。通過上、下閘板的連鎖動作，確保豎窯內(nèi)部和豎窯外部的隔離。

當(dāng)系統(tǒng)需要出料時出料系統(tǒng)動作順序如下：

托盤出料機(jī)換向14次左右出料1噸到上部儲料斗。
首先確認(rèn)托盤出料機(jī)已停，然后關(guān)閉下部卸料閘板。
確認(rèn)下部卸料閘板已正常關(guān)閉到位后，開啟上部卸料閘板。
確認(rèn)上部卸料閘板已正常開啟到位后延時20秒，保證上部儲料斗的石灰全部倒入下部儲料斗。
關(guān)閉上部卸料閘板

確認(rèn)上部卸料閘板關(guān)閉到位后，開啟下部卸料閘板，同時打開振動卸料機(jī)，通過帶式輸送機(jī)把成品送入后部料倉。

2、ioDisplay是OPTO22在Windows操作系統(tǒng)下的人機(jī)接口、報警、趨勢軟件開發(fā)工具，與Opto22運(yùn)行在SNAP系列控制器上的ioControl控制策略共同工作。讓你很容易的創(chuàng)建圖形化操作界面，去監(jiān)視、操作、管理運(yùn)行在Opto22工業(yè)控制器上的應(yīng)用程序。能夠及時顯示控制器上的實時信息，通過設(shè)置報警點去監(jiān)視關(guān)鍵量的變化，使用趨勢圖來反應(yīng)相應(yīng)量的變化趨勢。ioDisplay共享ioControl的變量數(shù)據(jù)庫，在ioControl定義的內(nèi)部、外部變量可以直接使用?？梢愿鶕?jù)不同的用戶設(shè)定不同的權(quán)限，可以很方便進(jìn)行管理。在本項目的 HMI中包括如下的功能：

豎窯加料出料監(jiān)控畫面
豎窯煅燒監(jiān)控畫面
豎窯除塵系統(tǒng)監(jiān)控畫面
原料、成品輸送監(jiān)控畫面
報警、趨勢圖畫面