自動(dòng)化控制系統(tǒng)在粉煤灰加氣混凝土生產(chǎn)中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
2008/8/21 9:42:00
摘要：本文介紹了SIMATIC S7-300可編程控制器在加氣混凝土生產(chǎn)自控系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用?？删幊炭刂破鞒擞糜趯?duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表的數(shù)據(jù)采集和處理以外，還用來(lái)完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化設(shè)備的控制。此外，工控組態(tài)軟件作為一種標(biāo)準(zhǔn)的人機(jī)界面被用于監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)過(guò)程。本系統(tǒng)中基于軟件和硬件的執(zhí)行情況將在文中作進(jìn)一步的詳細(xì)闡述。
關(guān)鍵詞：粉煤灰 加氣混凝土 可編程控制器 組態(tài) 通訊
The Design and Application of the Automatic Control System
in Production for Aerated Concrete of Fly Ash
Zhou Hongbo
(Huadian Qingdao Power Corporation,Qingdao)
Abstract: In this paper, we discuss the design and application of SIMATIC S7-300 PLC in the automatic control system for production of aerated concrete. The PLC can not only collect and deal with the data of the local instrument, but also complete the function of controlling the local automation devices. In addition, the industrial configuration software with a standard Human man-Machine Interface is used to monitor the dynamical industrial process. The software and hardware in this system and the network communication working condition will be further explained in this article.
Key Words: Fly ash Aerated concrete PLC Configuration Communication
1 引言
為落實(shí)節(jié)能減排方針，保護(hù)耕地，逐步淘汰粘土實(shí)心磚。根據(jù)國(guó)家墻改政策，研制開(kāi)發(fā)粘土實(shí)心磚的替代產(chǎn)品，采用新型建筑材料作為墻體，已成為形式發(fā)展的必然。加氣混凝土砌塊作為一種新型建筑材料，已在我國(guó)建筑工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
青島魯能加氣混凝土建材有限公司作為一家成立較早的生產(chǎn)加氣混凝土砌塊的新型環(huán)保建材企業(yè)，主要利用華電青島發(fā)電有限公司排放的粉煤灰為主要原材料進(jìn)行蒸壓加氣混凝土砌塊的生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)。為進(jìn)一步滿(mǎn)足企業(yè)持續(xù)快速發(fā)展的要求，提高生產(chǎn)效率和管理水平，公司在生產(chǎn)中積極實(shí)施生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，為逐步實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)、控制級(jí)、企業(yè)級(jí)的信息化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境奠定基礎(chǔ)。
2 加氣混凝土生產(chǎn)自控系統(tǒng)介紹
2.1工藝設(shè)計(jì)要求
該生產(chǎn)線主要由破碎系統(tǒng)、粉磨系統(tǒng)、制漿系統(tǒng)、打漿系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、切割系統(tǒng)及蒸養(yǎng)系統(tǒng)來(lái)構(gòu)成?？刂葡到y(tǒng)需要對(duì)其中的破碎、粉磨、制漿、打漿、澆注、蒸養(yǎng)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制。根據(jù)生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)要求，生產(chǎn)自控系統(tǒng)采用典型的兩級(jí)監(jiān)控方式。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（HMI），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)由可編程控制器（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）在生產(chǎn)過(guò)程中，存在大量的物理量，如壓力、溫度、稱(chēng)重等模擬量參數(shù)。需要通過(guò)PLC對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和處理。
（2）加氣混凝土生產(chǎn)的自動(dòng)控制，即實(shí)現(xiàn)原料制備、配料、澆注、蒸養(yǎng)等過(guò)程的自動(dòng)控制。在監(jiān)控畫(huà)面上顯示各工況參數(shù)并控制設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的同時(shí)，進(jìn)行故障診斷。
（3）根據(jù)各原材料稱(chēng)重設(shè)定參數(shù)進(jìn)行稱(chēng)重配料過(guò)程控制；根據(jù)各溫度參數(shù)，調(diào)節(jié)澆注、靜養(yǎng)、蒸壓的進(jìn)汽壓力。
（4）自控系統(tǒng)通過(guò)加入時(shí)間日程表的控制，實(shí)現(xiàn)一天當(dāng)中不同環(huán)境溫度對(duì)應(yīng)不同的生產(chǎn)周期。
（5）在符合生產(chǎn)條件的情況下，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)切換。
（6）對(duì)調(diào)節(jié)部分可采用手操器控制，確保進(jìn)汽的溫度、壓力準(zhǔn)確穩(wěn)定，使蒸汽溫度達(dá)到加溫要求，并對(duì)其故障實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警和聯(lián)鎖啟停切換控制。
自動(dòng)控制系統(tǒng)配料部分流程圖，如下：
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2.2 控制系統(tǒng)選型及特點(diǎn)
為了滿(mǎn)足上面提到的蒸壓加氣混凝土砌塊生產(chǎn)自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，我們選用西門(mén)子公司SIMATIC S7-300可編程控制器（PLC）和研華公司IPC-610工控機(jī)（IPC）構(gòu)成的自控系統(tǒng)，再配以先進(jìn)的WinCC監(jiān)控軟件，來(lái)實(shí)現(xiàn)換熱首站自控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。
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)用最為廣泛的核心位置，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。
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