套筒窯培訓(xùn)教材

1、套筒石灰窯系統(tǒng)控制2008.91概述控制系統(tǒng)的設(shè)計PID調(diào)節(jié)的應(yīng)用觀看不銹鋼分公司的幾個系統(tǒng)畫面結(jié)束語2 不銹鋼公司原舊窯為傳統(tǒng)焦炭混燒豎窯，石灰的活性度過低生過燒率高達17%20%，不能適應(yīng)現(xiàn)代化煉鋼造渣需要。因此，不銹鋼分公司引進了意大利弗卡斯石灰套筒窯的設(shè)備與技術(shù)，新建二座焙燒活性石灰的500t/d套筒窯，使生產(chǎn)技術(shù)和技術(shù)裝備達到了當(dāng)今世界先進水平，確保了產(chǎn)品質(zhì)量，極大地提高了勞動生產(chǎn)率。3 1 概述 500t/d套筒豎窯生產(chǎn)線主要由原料儲運篩分、套筒豎窯煅燒、成品儲運加工三個系統(tǒng)及與各系統(tǒng)相配套的除塵系統(tǒng)組成、公輔系統(tǒng)由空壓站、轉(zhuǎn)爐煤氣加壓站、天燃氣減壓站組成。 41.1 原料儲運篩分

2、系統(tǒng) 原料儲運篩分系統(tǒng)分為兩部分：第一部分為翻車機卸車線緩沖槽儲運系統(tǒng)。第二部分為原料儲運篩分系統(tǒng)。二個系統(tǒng)所有電控設(shè)備的綜合故障、狀態(tài)及啟停信號均送入石灰中控室PLC并在CRT畫面上進行監(jiān)視和操作。51.2 套筒豎窯煅燒系統(tǒng) 套筒豎窯通過單斗卷揚提升機將石灰石運至窯頂，經(jīng)料斗、密封閘門及旋轉(zhuǎn)布料器進入環(huán)形套筒內(nèi)。在窯頂入料口處設(shè)置密封閘門，以避免外界空氣進入而影響套筒豎窯的負壓操作。環(huán)形套筒是由窯鋼外殼、內(nèi)部耐火墻和與其同心布置的上、下內(nèi)筒組成。6 套筒豎窯有上、下兩層燒嘴并均勻錯開布置，每層燒嘴有六個圓柱形燃燒室，每個燃燒室都有一個用耐火材料砌筑的從窯外殼到下內(nèi)筒的拱橋，高溫氣體從燃燒室內(nèi)

3、出來，經(jīng)過拱橋下面形成的空間進入料層。兩層燒嘴將套筒豎窯分成兩個煅燒帶，上煅燒帶為逆流，下煅燒帶為并流。并流帶下部為冷卻帶，在冷卻帶石灰將自身熱量傳遞給冷卻的空氣，此處仍為逆流。冷卻石灰的空氣由于廢氣風(fēng)機作用向上抽，而石灰則在冷卻帶的底部通過出料裝置及出料臺排出，排出的石灰進入到位于套筒豎窯底部的石灰倉內(nèi)，石灰倉內(nèi)的石灰通過振動給料槽，經(jīng)一定的時間間隔被排出。7 上、下內(nèi)筒的鋼殼體上都砌有耐火材料，鋼殼體環(huán)隙用空氣冷卻。冷卻下內(nèi)筒的空氣預(yù)熱后，經(jīng)位于上層六個拱橋內(nèi)的六個下內(nèi)筒冷卻空氣通道匯集到冷卻空氣環(huán)管中，作為助燃空氣送到各個燒嘴。冷卻上內(nèi)筒的空氣又分為兩部分：一部分冷卻上內(nèi)筒后排入大氣，另

4、一部分用于自動吹掃燒嘴和冷卻火焰探測器觀察孔。 二臺羅茨風(fēng)機將適量空氣送到換熱器被預(yù)熱到350左右。預(yù)熱的驅(qū)動空氣從換熱器出來后進入驅(qū)動空氣環(huán)管，并被送到六個噴射器，作為噴射器的動力氣體。 8 下層燃燒室中由于加入了驅(qū)動空氣和循環(huán)氣體，因此供給過量空氣，使燃料能夠完全燃燒，燃燒后的高溫氣體被分成兩部分，一部分由廢氣風(fēng)機抽到上面，進入位于上、下兩層燃燒室間的中間煅燒帶。 另一部分與冷卻石灰的預(yù)熱空氣通過循環(huán)氣體入口進入到下內(nèi)筒，從位于上層六個拱橋內(nèi)的六個循環(huán)氣體導(dǎo)管（陶瓷管）中出來，由驅(qū)動空氣在噴射器中產(chǎn)生的動力氣體作用下送到下層六個燃燒室中。并流帶高溫氣體和冷卻石灰預(yù)熱空氣的混合氣體稱為循環(huán)氣

5、體（其中含有過?？諝饪梢宰鳛槿紵慰諝猓h(huán)氣體的溫度為840920。9 并流帶循環(huán)氣體是整個煅燒工藝的關(guān)鍵，操作中通過檢測循環(huán)氣體的溫度來控制整個窯的煅燒狀況。循環(huán)氣體控制主要通過控制驅(qū)動空氣來實現(xiàn)，循環(huán)氣體是通過噴射器產(chǎn)生的作用力帶動循環(huán)。在上層燃燒室中供給的空氣量不足，只有50%左右，為不完全燃燒，進入料層的氣體中還含有一定的燃料。由于廢氣風(fēng)機的作用，不完全燃燒的氣體進入上不料層時與來自下方的含過?？諝獾臍饬飨嘤?，使不完全燃燒的氣體得到完全燃燒。10 完全燃燒的煙氣在窯頂分成兩部分：一部分70%經(jīng)預(yù)熱帶到窯頂環(huán)形煙道進入廢氣風(fēng)機，另一部分30%經(jīng)懸掛在窯頂?shù)纳蟽?nèi)筒，進入到換熱器預(yù)熱驅(qū)

6、動空氣后在進入廢氣管道，窯內(nèi)所有的廢氣都經(jīng)廢氣風(fēng)機引出，進入廢氣風(fēng)機的溫度為230240左右，然后經(jīng)冷風(fēng)閥混入冷風(fēng)降到160180進入布袋除塵器除塵后由煙塵排入大氣。本體工藝流程見圖1所示。 11圖1 套筒窯本體工藝流程圖 121.3 成品儲運加工系統(tǒng) 經(jīng)套筒豎窯煅燒好的活性石灰，由套筒豎窯下部石灰倉底部設(shè)置的吊式封閉型振動給料機輸至帶式輸送機直接卸料。本系統(tǒng)所有的電控設(shè)備均可在石灰中控室和現(xiàn)場二地操作，現(xiàn)場手動優(yōu)先，現(xiàn)場手動不參與PLC控制。成品料倉及粉料倉中的料位情況在CRT畫面上動態(tài)顯示；低、高、超高料位，在CRT畫面指示報警。13 1.4 空壓站 由空壓機吸入大氣中的空氣，再經(jīng)其壓縮至

7、0.75Mpa后，送入粗過濾器中進行過濾，然后在組合式干燥器中經(jīng)冷凍和吸附二級干燥后達到儀表用氣要求并通過管道送入各用氣點。14 1.5 轉(zhuǎn)爐煤氣加壓機站 全廠各用戶所需的轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)二臺引進的主加壓機加壓后，通過動力管網(wǎng)送至石灰區(qū)域交接點A40號轉(zhuǎn)運站，壓力為81KPa，不能滿足套筒豎窯正常生產(chǎn)，還需在現(xiàn)場再設(shè)置兩臺加壓機，在加壓站進口支管上設(shè)流量調(diào)節(jié)閥，自動調(diào)節(jié)入口流量，在加壓站進口與出口總管之間的旁通管路上設(shè)電動閥，自動調(diào)節(jié)回流量，保證穩(wěn)壓供氣。為了在設(shè)備檢修時完全切斷煤氣保證安全，在加壓機進出支管上設(shè)有煤氣水封電動切斷閥。152 控制系統(tǒng)的設(shè)計2.1系統(tǒng)組成 500t/d套筒豎窯生產(chǎn)線主

8、要由原料儲運篩分（PLC1）、套筒豎窯煅燒（PLC2）、成品儲運加工（PLC3）三個子系統(tǒng)，與三個子系統(tǒng)相配套的除塵系統(tǒng)（PLC4），以及公輔系統(tǒng)（PLC5）組成。 16 系統(tǒng)控制采用以PLC為核心的計算機控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)以太網(wǎng)和設(shè)備網(wǎng),通過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)通訊；通過人機操作界面（HMI）完成工藝流程動態(tài)畫面顯示、傳動系統(tǒng)運行狀態(tài)顯示、工藝參數(shù)設(shè)定、操作方式的選擇、生產(chǎn)報表統(tǒng)計、打印，以及故障顯示等功能。 信號處理方式： a.現(xiàn)場開關(guān)量信號全部經(jīng)過中間繼電器隔離進入PLC模板； b.PLC繼電器輸出信號全部經(jīng)過中間繼電器隔離后控制各設(shè)備； c.現(xiàn)場模擬量信號需要經(jīng)過隔離器后生成的420mA信

9、號進入PLC模板。17 2.2系統(tǒng)設(shè)計 Quantum PLC產(chǎn)品的所有模板均采用表面封裝技術(shù)，大大提高了產(chǎn)品的集成化程度，且所有模板均密封安裝，防水、防塵能力強，更加適于惡劣的工業(yè)環(huán)境。憑借其無與倫比的處理能力，以及Concept軟件豐富的指令功能，無論是面對快速的離散量處理還是復(fù)雜的過程控制，Quantum都能做到游刃有余。18本工程的自動化控制系統(tǒng)具體層次結(jié)構(gòu)如下： 第一層：遠程I/O從站，使用同軸電纜的遠程I/O網(wǎng)，其通訊速度為1.544M波特率，通訊距離可達4.5公里。通訊協(xié)議為S908的主/從站接口通訊處理器與PLC相連進行通訊，完成數(shù)據(jù)的采集及設(shè)備控制。 第二層：過程控制系統(tǒng)，主

10、要是將PLC和HMI（人機接面）通過基于TCP/IP協(xié)議的100MB工業(yè)以太網(wǎng)相連，組成以TCP/IP協(xié)議為通訊基礎(chǔ)的工業(yè)控制以太網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)采集及設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)視和控制。滿足過程監(jiān)視、控制及管理自動化的要求。 第三層：預(yù)留與廠級網(wǎng)絡(luò)的接口，進行生產(chǎn)管理所需數(shù)據(jù)的收集、處理、分析和傳送。193.3系統(tǒng)配置 20 該控制系統(tǒng)配置見上圖所示，硬件采用Quantum PLC，CPU采用140CPU53414A，它使用基于英特爾586的CPU，存儲容量最高可達4M，浮點運算協(xié)處理器的使用極大提高了過程控制中對模擬量處理、回路調(diào)節(jié)等的運算速度；以太網(wǎng)模塊采用140NOE77100，它內(nèi)置網(wǎng)頁服務(wù)器，可

11、通過標準的瀏覽器瀏覽內(nèi)置的和用戶自定義的網(wǎng)頁，對控制器的數(shù)據(jù)狀態(tài)進行讀寫和診斷，并支持I/O掃描、全局數(shù)據(jù)、IP地址組態(tài)自動分配、SNMP、固件下載、程序上傳/下載等多項功能；遠程通訊模塊采用140CRP93100（Head）和140CRA93100（Drop），通過帶有RIO接口的主/從站接口通訊處理器連接RIO從站，完成數(shù)據(jù)采集及設(shè)備控制。所有模塊均可插于任何槽位，底板速度高達80M。 21 編程軟件使用WindowsNT2000環(huán)境下的Concept軟件進行編程。Concept提供了模擬量處理、標準及串級 PID 調(diào)節(jié)、PID 整定、函數(shù)發(fā)生器等多種回路調(diào)節(jié)功能，可使用儀控人員熟悉的功能

12、塊圖編程，還可選擇高級語言進行數(shù)學(xué)復(fù)雜算法。用戶可針對特定應(yīng)用自定義功能塊并反復(fù)使用。 222.4iFIX組態(tài)軟件 組態(tài)監(jiān)控軟件iFIX3.0接口開放，功能強大，圖庫豐富，能方便地進行生產(chǎn)過程的監(jiān)視控制，并提供事件處理、報警登錄、歷史趨勢等多種手段對數(shù)據(jù)進行分析。組態(tài)軟件是面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集的軟件平臺工具，具有豐富的設(shè)置項目，使用方式靈活，功能強大。在一個自動監(jiān)控系統(tǒng)中，投入運行的監(jiān)控組態(tài)軟件是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集處理中心，遠程監(jiān)視中心和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中心，處于運行狀態(tài)的監(jiān)控組態(tài)軟件與各種控制、檢測設(shè)備（如PLC等）共同構(gòu)成快速響應(yīng)控制中心?？刂品桨负退惴ㄒ话阍谠O(shè)備上組態(tài)并執(zhí)行，也可以在PC上組態(tài)，然后下

13、裝到設(shè)備中執(zhí)行，根據(jù)設(shè)備的具體要求而定。監(jiān)控組態(tài)軟件投入運行后，操作人員可以在它的支持下完成以下6項任務(wù)。23.查看生產(chǎn)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)及流程畫面；.自動打印各種實時歷史生產(chǎn)報表；.自由測覽各個實時歷史趨勢畫面；.及時得到并處理各種過程報警和系統(tǒng)報警；.在需要時，人為干預(yù)生產(chǎn)過程，修改生產(chǎn)過程參數(shù)和狀態(tài)；.與管理部門的計算機聯(lián)網(wǎng)，為管理部門提供生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)。243 PID調(diào)節(jié)的應(yīng)用 在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中，模擬量的PID（比例、積分、微分）調(diào)節(jié)是常見的一種控制方式，這是由于PID調(diào)節(jié)不需要求出控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，至今為止，很難求出許多控制對象準確的數(shù)學(xué)模型，對于這一類系統(tǒng)，使用PID控制可以取得比

14、較令人滿意的效果。以往對于過程控制的模擬量均采用硬件電路構(gòu)成的PID模擬調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)開、閉環(huán)控制。而現(xiàn)在完全可以采用PLC控制系統(tǒng)，選用模擬量控制模塊，其功能由軟件完成，系統(tǒng)的精度由位數(shù)決定，不受元件影響，因而可靠性更高。 25 以本工程為例，PID控制采用PID功能塊，該功能塊采樣周期為l00ms。PLC程序在執(zhí)行中將調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)GAIN、積分時間常數(shù)TI、微分時間常數(shù)TD的值送入PLC的數(shù)據(jù)寄存器中，這些參數(shù)隨不同的控制對象的要求而定。預(yù)留一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器用于存放各種數(shù)據(jù)，或運算處理的中間結(jié)果等。在本工程中，還增加了上下限報警及輸出限幅處理。26 在本工程中，PID控制分為啟/?？?/p>

15、制和正?？刂苾煞N模式。正?？刂颇Ｊ街傅氖峭ㄟ^PLC實現(xiàn)的控制，分為自動和手動兩種方式:自動控制即由PLC進行全自動控制，不需要進行人工干預(yù)；手動控制即在上位機上給定一個輸出值，通過PLC對控制對象進行控制，手動方式時設(shè)定值不與測量值比較。在正常情況下都是在正?？刂颇Ｊ较碌淖詣臃绞较逻\行，并且每個PID控制回路的設(shè)定值(SP)、過程值(PV)、輸出值（OUTPUT）都可以在上位機上用數(shù)字顯示，同時在上位機上可以修改每個控制回路的PID參數(shù)，如SP值、GAIN值、TI值、TD值，操作界面非常友好、直觀。開/停機控制模式指的是，由于系統(tǒng)的執(zhí)行結(jié)構(gòu)線性范圍受到限制，當(dāng)偏差信號較大時，如系統(tǒng)啟動、停止，

16、由于積分的作用會產(chǎn)生較大的超調(diào)量，造成系統(tǒng)性能變差，因此在本工程中，當(dāng)系統(tǒng)偏差大時由PLC強制輸出來進行控制，就可以解決這一問題。 27 4 請大家觀看幾個系統(tǒng)畫面28套筒窯原料進料畫面29套筒窯成品畫面30主排畫面31驅(qū)動畫面32冷卻畫面33燃燒畫面34上料畫面35出料畫面36參數(shù)設(shè)置37趨勢圖38故障報警圖39參數(shù)設(shè)置405 結(jié)束語 1#窯于2004年2月15日熱負荷試車，生產(chǎn)一直正常，2#窯自2005年4月28日開始熱負荷試車以來， 石灰活性度呈明顯上升趨勢，已完全達到了設(shè)計要求. 41 二座500t/d套筒豎窯投入應(yīng)用，使我公司在生產(chǎn)技術(shù)和技術(shù)裝備上，達到當(dāng)今世界先進水平。同時，引進的

17、套筒窯是經(jīng)國際招標引進的項目,自動化程度高,生產(chǎn)工藝先進,環(huán)境保護指標高,生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量高,是值得推廣與普及的新一代石灰豎窯。 42謝謝大家！43寶鋼集團一鋼公司二期燒結(jié)的電氣三電控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及組態(tài)摘 要 二期燒結(jié)工程于1999年10月順利投產(chǎn)，其電氣三電系統(tǒng)在配置上主要采用Intel工控機、QUANTUM可編程控制器、MCC（電動機控制中心）構(gòu)成，并采用了MB+網(wǎng)，對此進行了組態(tài)。一年多運行表明系統(tǒng)對二期燒結(jié)穩(wěn)定生產(chǎn)起了重要作用，并滿足了工藝要求。關(guān) 鍵 詞 燒結(jié) 控制系統(tǒng) 44一二期燒結(jié)的工藝流程簡解： 投資6億多人民幣的一鋼公司二期燒結(jié)過程是一鋼公司2500M2高爐的配套工程，經(jīng)過了

18、近二年的緊張建設(shè)于1999年10月正式投產(chǎn)。它是由二臺132M2燒結(jié)機（2#燒結(jié)機、3#燒結(jié)機）構(gòu)成，其產(chǎn)品燒結(jié)礦是2500M2高爐的煉鐵的原料。 燒結(jié)工藝流程簡示如下圖一：45原料含鐵礦粉燃 料溶 劑Fe 粉碎焦（C）白云石（MgO）石灰石（CaCO3 ）生石灰（CaO） 運輸、破碎、篩分配料儲存配 料混 合燒結(jié)抽風(fēng)冷 卻整粒成品高爐礦槽一次混合二次混合圖一 . 燒結(jié)工藝流程簡示圖 46 原料場來的熔劑白云石、石灰石經(jīng)過破碎和篩分以及燃料碎焦經(jīng)過粗破碎和細破碎后，分別加工成3mm以下的白云石粉、石灰石粉和焦粉。然后與原料場來的含鐵礦粉經(jīng)過適當(dāng)?shù)亩颗浔?，再加水?jīng)過一次混合、二次混合成小球。接

19、著通過布料機、圓輥均勻地布到鋪有鋪底料的燒結(jié)機臺車上，由高爐混合煤氣點燃抽風(fēng)燒結(jié)成燒結(jié)礦，先經(jīng)過環(huán)冷機內(nèi)鼓風(fēng)冷卻，再經(jīng)過一、二、三次篩分得到均勻合適的燒結(jié)礦，送至高爐作為煉鐵的原料。47 二燒的工藝系統(tǒng)分為主工藝部分和除塵部分。主工藝部分由八大系統(tǒng)組成，它們分別是：燃料系統(tǒng)（碎焦粗破碎、細破碎） 、熔劑白云石系統(tǒng)（白云石破碎、篩分）、熔劑石灰石系統(tǒng)（石灰石破碎、篩分）、配料混合系統(tǒng)、（配料及一次、二次混合）、燒結(jié)冷卻系統(tǒng)（燒結(jié)、冷卻）、成品整粒系統(tǒng)（一、二、三次篩分）、主粉塵系統(tǒng)（大煙道、環(huán)冷機下粉塵處理）、小球系統(tǒng)。其中配料混合系統(tǒng)、燒結(jié)冷卻系統(tǒng)、成品整粒系統(tǒng)、主粉塵系統(tǒng)為雙系列。除塵部分分

20、別由160M2機頭電除塵（雙系列）、120 M2機尾電除塵（雙系列）、65M2配料電除塵（雙系列）、50M2成品整粒電除塵（雙系列）、65M2熔劑電除塵、燃料布袋除塵所組成。除了機頭電除塵用于工藝所需要的除塵（它是保護燒結(jié)4000KW主抽風(fēng)機的轉(zhuǎn)子）之外，其余的除塵設(shè)備都使用于生產(chǎn)中各個對應(yīng)環(huán)節(jié)的環(huán)境保護之用的。48二二燒電氣控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成： 二燒的電氣控制系統(tǒng)根據(jù)工藝要求分為:主工藝部分和除塵部分電氣控制，分別進行控制。但二者之間相互需要交換信息。 1. 主工藝部分電氣控制系統(tǒng)基本構(gòu)成： 該部分電控系統(tǒng)是由IPC（工業(yè)控制計算機）、PLC（可編程程序控制器）、MCC（電動機控制中心）三部

21、分構(gòu)成。它們的構(gòu)成示意圖如下圖2所示：49 9# IPC 10# IPC 11# IPC 12# IPC 13# IPC 1# PLC 2# PLC 3# PLC 4# PLC 5# PLC 高配室 MCC 原料電氣室MCC 配料電氣室 MCC 主電氣樓 MCC成品電氣室 MCC MB+圖二. 主工藝部分電氣控制系統(tǒng)基本構(gòu)成示意圖50 與一燒控制系統(tǒng)相比，整個工藝部分都采用計算機來集中操作和監(jiān)控，取消了模擬屏，采用72英寸大屏幕顯示。在二燒主工藝部分控制系統(tǒng)中計算機采用 INTEL工業(yè)控制計算機，CPU為奔騰586，系統(tǒng)軟件采用操作界面友好、工作性能穩(wěn)定、網(wǎng)絡(luò)通訊穩(wěn)定的Windows NT40

22、操作系統(tǒng),工控軟件采用USDATA公司的FactoryLink ECS系統(tǒng)。計算機在控制系統(tǒng)中是作為設(shè)備控制級中的操作站。 二期燒結(jié)工藝部分共配置臺計算機作為上位機，都集中于主電氣樓八樓主控室進行操作，其配置情況如下表：5152 上位機的控制功能包括如下幾個方面： 對現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)進行顯示。 (2)各個系統(tǒng)的開啟、停止。 (3)各個系統(tǒng)的開啟、停止各種設(shè)定。 (4)各種調(diào)節(jié)參數(shù)顯示。 (5)故障報警。 二期燒結(jié)工藝部分的PLC共配置了5臺，采用法國SCHNEIDERG公司的MODICON QUANTUM系列，其CPU功能強，配置靈活方便，在二期燒結(jié)工藝部分中配置情況如下表： 5354 PLC的功

23、能由如下幾個方面： （1）與上位機進行信號接收和發(fā)送。 （2）采集現(xiàn)場信號。 （3）進行信號處理。 （4）驅(qū)動相對應(yīng)的MCC中的執(zhí)行元器件。 IPC與PLC之間由 Modbus Plus (MB+)網(wǎng)來聯(lián)接并通訊。PLC主從站采用分布式I/O方式。 由上位機發(fā)出的指令和現(xiàn)場信號經(jīng)過PLC處理后，通過其輸出送至MCC（電動機控制中心），再由MCC中的執(zhí)行元器件（包括55臺數(shù)字量傳動控制器變頻調(diào)速器，它用于傳動設(shè)備調(diào)速之用。）驅(qū)動對應(yīng)的高壓和低壓傳動設(shè)備，從而完成主工藝部分電控自動化的任務(wù)。除塵部分電氣控制系統(tǒng)基本構(gòu)成： 該部分電控系統(tǒng)是由IPC（工業(yè)控制計算機）、PLC（可編程程序控制器）、MC

24、C（電動機控制中心）、靜電場高壓控制四個部分構(gòu)成，它們的構(gòu)成示意圖如下圖3所示：55ProMo 14# IPC 15# IPC 17# IPC16# IPC BM85 6# PLC 7# PLC 8# PLC 高配室 MCC主電氣樓 除塵MCC 成品電氣室 除塵MCC 原料電氣室 除塵MCC Getway Getway Flakt-bus EPIC 21臺21臺圖三.除塵部分電氣控制系統(tǒng)基本構(gòu)成示意圖56 計算機也采用INTEL工控機，并使用Windows NT40操作系統(tǒng)作為系統(tǒng)軟件，工控軟件包也采用FactoryLink ECS，上位機的控制功能與主工藝部分上位機控制功能相同。二期燒結(jié)除塵

25、部分共配置4臺計算機作為上位機，都分別位于主電氣樓六樓、成品電氣樓三樓、原料電氣樓二樓對各自系統(tǒng)進行操作，其配置情況如下表：5758 PLC也采用法國SCHNEIDERG公司的MODICON QUANTUM系列，其配置情況如下表：59 IPC與PLC之間也通過,Modbus Plus (MB+)網(wǎng)來聯(lián)接并進行通訊。這一MB+與主工藝部分MB+為同一級MB+網(wǎng),以便二者之間數(shù)據(jù)通過MB+網(wǎng)來傳輸,減少了大量硬接線,提高了可靠性。其中PLC主從站也采用分布式I/O方式。 電除塵靜電場高壓控制采用瑞典ABB Flakt公司生產(chǎn)的EPMS電除塵電場靜電高壓控制系統(tǒng)。瑞典ABB Flakt公司是一家生產(chǎn)

26、電除塵電場靜電高壓控制系統(tǒng)的著名公司，在這個電除塵電場靜電高壓控制系統(tǒng)EPMS中的高壓控制器EPIC是該公司新一代產(chǎn)品。其性能優(yōu)異。二期燒結(jié)除塵部分的九臺電除塵有33個電場，需配置33臺EPIC。這些EPIC有一個自己的上位過程控制系統(tǒng) ProMo ，它們之間是由 Flakt-bus網(wǎng)相連。它們之間相連距離為1100M，超過了Flakt-bus長度規(guī)定，因此將33臺EPIC拆成二組（一組為21臺；另一組為12臺。）構(gòu)成二個Flakt-bus網(wǎng)，與上位過程控制系統(tǒng)ProMo相連，通過上位過程控制系統(tǒng)ProMo來優(yōu)化電除塵的除塵效果。二個Flakt-bus通過Getway轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)橋多路轉(zhuǎn)換器器

27、BM85連結(jié)到Modbus Plus(MB+)網(wǎng)，以便可由各個電除塵操作站遠動控制和監(jiān)視各自的電除塵靜電高壓電場。60 由計算機發(fā)出的指令并經(jīng)PLC處理后送至除塵MCC（電動機控制中心），再由除塵MCC驅(qū)動除塵的輸灰系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、風(fēng)機系統(tǒng)的高壓和低壓傳動設(shè)備，從而完成除塵部分除靜電場高壓控制外的電控自動化的任務(wù)。還可由計算機發(fā)出的指令通過EPIC對各自的電除塵靜電高壓電場進行控制和監(jiān)視。 在整個二期燒結(jié)的電控系統(tǒng)中，主工藝部分PLC數(shù)字量輸入、輸出有3664個點；模擬量輸入、輸出有32路。除塵部分PLC數(shù)字量輸入、輸出有1504個點；模擬量輸入、輸出有204路?？偣灿袛?shù)字量輸入、輸出有516

28、8個點；模擬量輸入、輸出有236路。61三電控系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)組態(tài)： Modbus Plus(MB+)網(wǎng)： 在二期燒結(jié)主工藝部分和除塵部分的電控系統(tǒng)中，計算機和PLC之間通訊采用Modbus Plus(MB+)來聯(lián)網(wǎng)，MB+網(wǎng)通訊介質(zhì)是采用專用的主干電纜（MB+ TrunkCable為專用屏蔽雙絞線）、分支器（MB+ TAP）、站電纜（MB+ DropCable為專用屏蔽雙絞線）。主干網(wǎng)通過主干電纜與分支器依次相連，而計算機和PLC通過站電纜與分支器相連，依此連成了一個Modbus Plus(MB+)網(wǎng)。在二期燒結(jié)主工藝部分和除塵部分的電控系統(tǒng)中，通訊電纜是采用雙纜冗余，提高了系統(tǒng)工作可靠性。

29、62 Modbus Plus(MB+)網(wǎng)是Modicon公司開發(fā)的工業(yè)通訊局域網(wǎng)絡(luò)，其傳輸速率為1M。MB+網(wǎng)可由一個或多個通訊鏈路構(gòu)成， 一個通訊鏈路最多可支持32個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(每個計算機和PLC均可作為網(wǎng)絡(luò)的一個節(jié)點),通過加中繼器(Repeater),可擴展到64個網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點。通訊鏈路最長為450M，通過加中繼器可擴展通訊長度，一個中繼器可擴展通訊長度為450M，最多可加三個中繼器，即 一個通訊鏈路最多可擴展至1800M。由于二期燒結(jié)各個操作站和PLC的主站分別安裝在電氣樓、成品電氣室、原料電氣室。通訊電纜敷設(shè)方向是從電氣樓 原料電氣室 成品電氣室，分別相距400M和350M，為了擴展通訊

30、長度，因此在電氣樓和成品電氣室各加裝一個中繼器。由于這個網(wǎng)絡(luò)采用雙纜冗余，兩根冗余通訊鏈路應(yīng)分別各加裝二個中繼器（相當(dāng)于加裝二對中繼器）。在通訊電纜的終端分別需加裝終端電阻。63 計算機的MB+網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)適配卡采用AMS85002，是一個帶雙口的MB+網(wǎng)卡，安裝在計算機的主板上。我們是以該計算機編號作為該機的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址，就將這個網(wǎng)卡的地址開關(guān)設(shè)置為該計算機的編號。而PLC的主機上CPU模塊或NOM模塊的dip開關(guān)設(shè)成該PLC的編號，以這個編號作為該PLC的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址。在整個網(wǎng)絡(luò)地址設(shè)置中，地址編號對于每一個機器來說都是唯一的，不可以重復(fù)。網(wǎng)卡安裝在計算機后，將站電纜（MB+ DropCable

31、）一頭聯(lián)到計算機的網(wǎng)卡的接口上或聯(lián)到PLC的MB+接口上，另一頭聯(lián)到分支器（MB+ TAP）上。再通過分支器聯(lián)到主干電纜（MB+ TrunkCable），依此將計算機和PLC聯(lián)成了MB+網(wǎng)。64 Modbus Plus(MB+)網(wǎng)是一個令牌網(wǎng)，它允許計算機、可編程控制器以對等方式進行通訊。它可用于： 可編程控制器之間進行數(shù)據(jù)傳送。 可編程控制器和計算機之間進行數(shù)據(jù)傳送。 可編程控制器的編程和監(jiān)控。 從計算機對可編程控制器的裝載/傳儲。65 Modbus Plus網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點均為對等邏緝關(guān)系，通過獲锝令牌在網(wǎng)上傳遞信息。一個節(jié)點擁有令牌就可與所選的目標進行信息傳送，或者與網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點進行信息交

32、換?？删幊炭刂破髦g進行數(shù)據(jù)傳送可利用Modbus Plus網(wǎng)，通過Peer Cop功能來實現(xiàn)。Peer Cop功能只能用于同一級網(wǎng)絡(luò)進行信息傳送，不能通過網(wǎng)橋至其它級網(wǎng)絡(luò)。Peer Cop功能允許被配置的可編程控制器與另一個可編程控制器之間進行數(shù)據(jù)交換 。Peer Cop從“源”可編程控制器取得數(shù)據(jù)，并經(jīng)過Modbus Plus網(wǎng)送至“目標”可編程控制器。 66 Peer Cop有二種數(shù)據(jù)交換方法Global(全局)、Specific(指定)。一個全局數(shù)據(jù)交換是從當(dāng)前“源”可編程控制器送出數(shù)據(jù) ，可以被網(wǎng)絡(luò)上所有的“目標”可編程控制器接收。一個指定數(shù)據(jù)交換是從所選“源”可編程控制器送出數(shù)據(jù)至

33、網(wǎng)絡(luò)上所選的“目標”可編程控制器。因而Peer Cop有Global Input（全局輸入）、Global Output（全局輸出）、Specific Input (指定輸入)、Specific Output (指定輸出)。Input（Read）是指通過Peer Cop 處理后，在用戶程序中需應(yīng)用的從網(wǎng)絡(luò)上其它站點（節(jié)點）來的輸入數(shù)據(jù)。Output(Write) 是指用戶程序中需輸出的送至網(wǎng)絡(luò)上其它站點（節(jié)點）數(shù)據(jù)。在二期燒結(jié)中配料混合系統(tǒng)、燒結(jié)冷卻系統(tǒng)、成品整粒系統(tǒng)、主粉塵系統(tǒng)為雙系列，有一些傳動設(shè)備為幾個系統(tǒng)共用的，還有些系統(tǒng)相互之間有交叉流程，因而一些參數(shù)為幾個系統(tǒng)共享，就需要在幾個可編

34、程控制器之間交換信息。還有在二期燒結(jié)中主工藝部分和除塵部分電氣控制也需交換一些參數(shù)，因而在主工藝部分和除塵部分中的一些可編程控制器之間也需要交換信息。因此，在二期燒結(jié)主工藝部分和除塵部分的可編程控制器的用戶程序中應(yīng)用了Global Input和Global Output數(shù)據(jù)交換方法，因此需要在可編程控制器配置時同時對它們進行設(shè)置。67 Global Input 設(shè)置表如下圖四：圖四. Global Input 設(shè)置表68 在表左側(cè)設(shè)置輸入信號來自何站，從每個站接收的數(shù)據(jù)可達32個字；輸入可選范圍可達8個子域（Subfield）；Dest.Ref 是本可編程控制器的存貯數(shù)據(jù)的寄存器首地址（寄存器

35、地址用4XXXXX表示）；Index是所需要輸入信號的首地址；Length是從存貯數(shù)據(jù)的寄存器首地址開始的存貯數(shù)據(jù)寄存器個數(shù)；Bin/BCD 是設(shè)置輸入信號是二進制數(shù)還是BCD碼。 Global Output設(shè)置表如下圖五： 圖五. Global Output設(shè)置表69 Source Ref即存貯著向MB+網(wǎng)所有各個站點所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的寄存器首地址（寄存器地址用3XXXXX表示）；Length是從存貯數(shù)據(jù)的寄存器首地址開始的存貯數(shù)據(jù)寄存器個數(shù)；Bin/BCD 是設(shè)置輸入信號是二進制數(shù)還是BCD碼。 在Modbus Plus網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳送是以字為單位。對于開關(guān)量（位信號）還要通過功能塊BitToW

36、ord 轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)寄存器作為全局輸出；從其它站來的全局輸入信號則需通過功能塊WordToBit 轉(zhuǎn)換成開關(guān)量（位信號）。702. 計算機和可編程控制器組態(tài)：網(wǎng)絡(luò)適配卡的設(shè)置：在二燒工程的電控中，計算機與Modbus Plus網(wǎng)相聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)適配卡采用AMS85002，是雙口的（因二燒的MB+網(wǎng)為雙纜冗余），先將其安裝在計算機的主扳上，然后用站電纜將網(wǎng)卡與分支器（TAP）相接，再通過分支器與主干電纜相聯(lián)，從而完成了計算機與網(wǎng)絡(luò)的硬件連接，要使計算機通過網(wǎng)卡S85和Modbus Plus網(wǎng)的連通，還需要加載網(wǎng)卡驅(qū)動程序SWWVDDINT(Virtual MBX Driver)和SWLNETINT（MB

37、X Driver）這樣就構(gòu)成了如下圖計算機接口裝置驅(qū)動器。71Windows NT Operation System 16 Bit Application 32 Bit Application MBX Driver Virtual MBX Driver Modbus Plus Adapter (SA85) Modbus Plus 72 32位應(yīng)用軟件如工控軟件FactoryLink ECS是通過MBX Driver驅(qū)動S85卡與MB+相連；16位應(yīng)用軟件如PLC組態(tài)工具Concept是通過Virtual MBX Drive驅(qū)動MBX Drive，再通過MBX Driver驅(qū)動S85卡與MB+相

38、連。為了使MBX Driver能驅(qū)動S85卡，先對MBX Driver 進行Configuration的設(shè)置，如對適配卡型號、中斷方式、內(nèi)存地址等進行設(shè)置。為了使Virtual MBX Driver能驅(qū)動MBX Drive，需要對Virtual MBX Driver的configuration進行設(shè)置，即對 config.nt和autoexec.nt進行設(shè)置。到此就完成了網(wǎng)絡(luò)適配卡的軟件設(shè)置。至此就完成了計算機網(wǎng)絡(luò)適配卡的整個設(shè)置。 73 .建立計算機的應(yīng)用程序： FactoryLink ECS是可運行在Microsoft Windows NT 中 文平臺的工控組態(tài)軟件，可實現(xiàn)實時多任務(wù)，軟件

39、運行穩(wěn) 定、可靠。在二燒工程的電控中，是應(yīng)用FactoryLink ECS 工控軟件來建立計算機應(yīng)用程序。 .構(gòu)造實時數(shù)據(jù)庫： 上位工控軟件FactoryLink ECS以實時數(shù)據(jù)庫作為存貯 裝置，又作為內(nèi)部通訊裝置。所有FactoryLink ECS任務(wù)通過讀、寫來共享實時數(shù)據(jù)庫。每個存貯單元在實時數(shù)據(jù)庫中是一個元素，每個元素在FactoryLink ECS中分配一個邏輯名，叫做Tag。Tag 名在實時數(shù)據(jù)庫中代表一個元 素。先在FactoryLink ECS 目錄下選中 Modicon FactoryLink ECS Configuration ，再選中 74 Modicon Modbus

40、 Plus ，接著選中Table Name Tag Name 中，在定義一個Tag Name后，填入相應(yīng)的下位機LogicalStation(即站點)、I/O Address(地址)等。如此依次下去，就將上位實時數(shù)據(jù)庫中一個個變量名（Tag名）與下位機（PLC）的一個個I / O、寄存器一 一 對應(yīng)起來，因此在FactoryLink ECS中應(yīng)用變量名（Tag名）就相當(dāng)于直接應(yīng)用下位機的I / O 、寄存器。從而就能用數(shù)據(jù)來描述工控對象的屬性。75.建立實時畫面的動畫連接： 工控軟件FactoryLink ECS是用Application Editor來開發(fā)應(yīng)用程序的，應(yīng)用程序是以畫面為程序單

41、位的， 每一個“畫面” 就對應(yīng)于程序?qū)嶋H運行時的一個窗口，是在Application Editor中完成畫面設(shè)計、動畫連接等工作。根據(jù)工藝要求和檢修需要，先用工具箱中繪圖工具繪制模擬現(xiàn)場和工控設(shè)備的圖形畫面。用工具箱中繪圖工具繪制圖形畫面都是靜態(tài)的，它們?nèi)绾我詣赢嫹绞絹矸从超F(xiàn)場設(shè)備的狀況呢？這就需要通過實時數(shù)據(jù)庫來進行動畫連接，因為只有數(shù)據(jù)庫中的變量與下位機（PLC）的一個個I / O、寄存器一一對應(yīng)，從而數(shù)據(jù)庫中的變量是與現(xiàn)場狀況是 同步變化的。動畫連接就是建立畫面的圖素與實時數(shù)據(jù)庫變量之間的對應(yīng)關(guān)系。先選中需要動畫連接的畫面的圖素，然后選擇工具箱中某種類型的模擬工具，在出現(xiàn)的窗口中，在Ta

42、g欄填上Tag名，并用變量不同的值或幾個變量的邏緝組合值來對應(yīng)圖素不同的顏色、大小、位置，形象反映及模擬現(xiàn)場狀況。 76工控軟件FactoryLink ECS的Start Modicon FactoryLink ECS是工控軟件FactoryLink ECS的實時運行環(huán)境，在Application Editor中建立的畫面只有在Start Modicon FactoryLink ECS 中才能運行。Start Modicon FactoryLink ECS 通過PLC從現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，并記錄在實時數(shù)據(jù)庫，并把數(shù)據(jù)變化用動畫的方式形象地模擬現(xiàn)場狀況。77 .PLC組態(tài)： 二燒主工藝部分和除塵部分電

43、氣控制的PLC都采用MODICON的QUANTUM 系列，而且采用高性能的組態(tài)工具Concept 2.1。它根據(jù)國際IEC1131標準的全部規(guī)定，提供用于系統(tǒng)有效配置的統(tǒng)一組態(tài)環(huán)境，而且采用圖形用戶接口來完成，它在Windows操作環(huán)境就可使用。組態(tài)任務(wù)能在在線（連接PLC）或離線下（僅在計算機上）完成。組態(tài)工具Concept支持配置僅推薦已批準的組合，這將阻止任何錯誤組合。在在線操作中，可立刻檢查硬件的真實性，排除錯誤的輸入。78 組態(tài)工具Concept有六種編程語言：功能塊圖（FBD）、梯形圖（LD）、順序功能圖（SFC）、指令表（IL）、結(jié)構(gòu)化文本（ST）以及面向Modsolf的梯形圖（

44、LL984）。在二燒主工藝部分和除塵部分電氣控制的PLC的軟件編程基本上采用梯形圖（LD）來編程。對于每個PLC來說，在整個編程中包括二個部分。首先是對系統(tǒng)的配置，根據(jù)已設(shè)計好的系統(tǒng)的配置圖，對照該圖對系統(tǒng)的配置進行軟件設(shè)置，在配置中需設(shè)置各個機架所插入模塊的槽號、模塊型號、所分配的地址、模擬量模塊的參數(shù)等，從而在軟件上完成對PLC硬件的設(shè)置。然后根據(jù)工藝要求進行用戶程序的設(shè)計。PLC用戶程序是由數(shù)個程序區(qū)段構(gòu)成，每個區(qū)段只能用一種編程語言，各個區(qū)段可用不同的編程語言來編程。這二部分構(gòu)成了一個PLC的整個程序（即構(gòu)成了一個項目），其文件名為XXX.PRJ。其示意如下圖：79區(qū) 段 區(qū) 段 程

45、序 配 置 項 目 80當(dāng)可編程控制器的程序運行時，它首先執(zhí)行LL984區(qū)段，LL984區(qū)段執(zhí)行次序先后可通過Concept中菜單Project Configuration Segment Scheduler 來設(shè)置。緊接著LL984區(qū)段的處理過程之后是處理IEC區(qū)段（FBD、LD、SFC、IL、ST、LL984）,這些區(qū)段的執(zhí)行順序可通過菜單Project Execution Order 來設(shè)定。813.電除塵電場靜電高壓控制：二期燒結(jié)的電除塵電場靜電高壓控制器EPIC是國際上先進的靜電除塵高壓控制器，是瑞典ABB Flakt公司針對靜電除塵所研制的新一代產(chǎn)品，內(nèi)置EPOQ、PCR軟件，具備

46、了獨立的控制和優(yōu)化能力，比EPCI擁有更好的性能。EPOQ(Electorstatic Precipitator Optimization of Q (Q=Charging ) )軟件是用來處理反電暈，增加電除塵收塵效果。EPOQ通過調(diào)整EPIC的半波充電比，降低反電暈的負效區(qū)來實現(xiàn)最佳運行效果。EPOQ軟件首先根據(jù)二次電壓曲線監(jiān)測出二次峰值電壓和二次谷電壓，然后根據(jù)二次電壓曲線的電暈下降過程和線性下降過程計算出實際電暈時間，依照二次峰值電壓和二次谷底電壓計算出電暈電壓，最后根據(jù)電暈電壓值，參照二次電壓曲線和實際電暈時間得出電壓有效區(qū)和電壓無效區(qū)。 EPIC根據(jù)電壓 82 有效區(qū)和電壓無效區(qū)自動調(diào)整半波充電比，使電壓有效區(qū)盡量增大，電壓無效區(qū)盡量減少，從而達到提高電除塵器除塵效率的目的。半波操作總可減少功率50%,通?？晒?jié)省大量電力,而且又處在最佳除塵狀態(tài)。在控制器EPIC有四組I/O 點，二燒電除塵用它們來控制對應(yīng)的陰極振打、陽極振打、分布板振打，這就可應(yīng)用控制器EPIC內(nèi)置的另一軟件PCR（Power Control Rapping）軟件，在振打時，降低二次電流來清潔收塵極和減少二次揚塵。這一軟件也是一鐘用來處理反電暈，增加電除塵除塵效果的軟件。83 電除塵電場靜電高壓控制器EPIC的上