福建建福集團(tuán)金銀湖100萬噸水泥粉磨站監(jiān)控系統(tǒng)

概述

監(jiān)控系統(tǒng)幫助主頁

整個系統(tǒng)我們可以將它簡單的劃分為上位機(jī)部分和下位機(jī)部分。下位機(jī)考慮到制將來實(shí)現(xiàn)制成分廠所有磨機(jī)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控的可行性，我們使用日本OMROM公司的CS1G-H CPU45機(jī)實(shí)現(xiàn)。上位機(jī)系統(tǒng)選用澳德計(jì)算機(jī)控制技術(shù)有限公司生產(chǎn)的DAQFACTORY(組態(tài)工廠)。

上位機(jī)在操作人員與PLC之間充當(dāng)中介者的角色。它是一個翻譯者，它將操作人員的指令通過格式轉(zhuǎn)化后傳送給PLC，由PLC控制現(xiàn)場設(shè)備實(shí)現(xiàn)操作人員的意圖。反之，指令執(zhí)行結(jié)果，也是先由PLC傳送給上位機(jī)，再由上位機(jī)轉(zhuǎn)化成操作人員能夠明白的表達(dá)。所以上位機(jī)又叫做人機(jī)界面。本次人機(jī)界面的具體功能有：

1. 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、顯示、報(bào)警、記錄

2. 設(shè)備狀態(tài)顯示、報(bào)警

3. 喂料的手動和自動調(diào)整

4. 實(shí)時(shí)曲線，歷史曲線

它具有自已的冗余特性——當(dāng)其中一臺計(jì)算機(jī)失效，可由另一臺實(shí)現(xiàn)相同功能的操作。如果不幸，所有的計(jì)算機(jī)失效（整個系統(tǒng)的崩潰），同樣不會影響到正常的生產(chǎn)，若沒有修改參數(shù)仍可由PLC來控制，最好由機(jī)旁手動控制。

該系統(tǒng)主要硬件由PLC（可編程控制器）、計(jì)算機(jī)、中間繼電器、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集元件（熱電阻，壓力傳感器等）組成。詳細(xì)信息請參見系統(tǒng)的硬件組成一節(jié)。

該系統(tǒng)的軟件部分由PLC梯形圖、WINDOWS 2000 Professional操作系統(tǒng)、組態(tài)軟件、人機(jī)界面組成。說細(xì)信息請參見系統(tǒng)的軟件組成一節(jié)。

系統(tǒng)的硬件組成

在整個系統(tǒng)中最重要的兩種硬件是

1、PC（可編程控制器）

我們采用的是業(yè)內(nèi)最出名的產(chǎn)品之一日本OMRON公司生產(chǎn)的CS1G-H CPU45，在整個系統(tǒng)中我們采用1臺。分別控制熟料部分、1組磨線、2組磨線、公共部分、發(fā)散一、發(fā)散二及其它子系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)視。它們連接的示意圖如下：

OMRON CS1G-H CPU45 PC它采用模塊化設(shè)計(jì)。它有CPU模塊，電源模塊，數(shù)字量輸入輸出模塊，模擬量輸入輸出模塊等。CPU模塊在成品時(shí)與底槽連接著，其它模塊根據(jù)需要可分別插入底槽中成為一個實(shí)現(xiàn)某種特定控制的系統(tǒng)。

CPU模塊的主要作用是周期、有序地完成如下的工作：1、取得所有輸入模塊的所有輸入信號。2、執(zhí)行工程技術(shù)人員根據(jù)控制要求事先編好的程序（梯形圖）。3、將邏輯產(chǎn)生的輸出作用到輸出模塊，以控制生產(chǎn)設(shè)備。作個不是很恰當(dāng)?shù)谋扔鳎核喈?dāng)于人類的大腦。

輸入模塊的作用是將生產(chǎn)過程產(chǎn)生的數(shù)字量信號，如設(shè)備啟動（接觸閉合）、某種物體通過（接近開關(guān)），輸入到PC中。作為程序運(yùn)行的條件，這些信號將影響到整個程序的控制邏輯。這相當(dāng)于人類的眼睛，耳朵，遍布整個人體的神經(jīng)系統(tǒng)。它有數(shù)字量（脈沖）和模擬量之分。模擬量主要用來輸入像溫度、壓力等這些連續(xù)可變的信號。

輸出模塊相當(dāng)于人類的手和腳等器官，它輸出的信號（CPU發(fā)出的），將控制實(shí)際的生產(chǎn)過程。它也有數(shù)字量和模擬量之分。模擬量可輸出像變頻器的輸出頻率，閥門開度一類需要連續(xù)可調(diào)的信號。

電源單元向CPU向機(jī)架和擴(kuò)展I/O機(jī)架提供電。電源單元有AC和DC兩種輸入。

在該系統(tǒng)中我們用到有如下模塊：CPU、電源、數(shù)字量輸入輸出、模擬量輸入輸出、以太網(wǎng)單元。所有設(shè)備的數(shù)字量信號經(jīng)過中間繼電器傳輸。模擬量輸入輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號4—20mA。PC除了和現(xiàn)場各種設(shè)備交換信號和數(shù)據(jù)外，還與計(jì)算機(jī)通訊。下面我們講系統(tǒng)中第2比較重要的硬件。

2、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)

在本系統(tǒng)中，我們使用兩臺上海華北工控生產(chǎn)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。其主要用來運(yùn)行監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)和生產(chǎn)參數(shù)，控制生產(chǎn)過程的人機(jī)界面。它所有的數(shù)據(jù)來源于作為下位機(jī)的PC，并將控制命令和一些必要參數(shù)發(fā)送到PC中，由PC完成具體的操作。在正常使用中，兩臺計(jì)算機(jī)都與同一套PC交換數(shù)據(jù)。如果一臺計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，另一臺還可以正常工作。這樣大大提高了系統(tǒng)的可靠性。

系統(tǒng)的軟件組成

在本系統(tǒng)中有如下軟件：

在PC（可編程控制器）中運(yùn)行的梯形圖2.0

在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的 WINDOWS 2000 PROFESSIONAL操作系統(tǒng)

在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的組態(tài)軟件5.15

在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的人機(jī)界面2.0

由福州澳德公司編制的，在PC中運(yùn)行的梯形圖，是整個系統(tǒng)中最核心的部分。它的邏輯和功能便是整個系統(tǒng)控制流程。它使用日本OMRON公司的CX1-Programmer編程工具實(shí)現(xiàn)。其保存在PC中，當(dāng)PC有電時(shí)它在PC中有周期地連續(xù)運(yùn)行。當(dāng)PC斷電時(shí)，程序仍然保存在PC中，直到PC的電池能量耗盡（3-5年）。其具體邏輯請參見《PC梯形圖》文檔。

WINDOWS 2000 PROFESSIONAL 是由美國微軟公司開發(fā)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)客戶機(jī)可視操作系統(tǒng)。其具有大家所熟悉的Windows 2000操作界面、處理事務(wù)的并發(fā)性和穩(wěn)定性、支持多CPU，是2000網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中首先的客戶機(jī)操作系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中，我們把它作為運(yùn)行組態(tài)軟件（DAQFACTORY）的操作平臺，即組態(tài)工廠必須有這個操作系統(tǒng)的支持才能運(yùn)行，當(dāng)然組態(tài)工廠也可以在WINDOWS 9X系列操作系統(tǒng)中運(yùn)行，只是我們選擇了具有更高可靠性的WINDOWS 2000 PROFESSIONAL。

組態(tài)工廠5.15為國際著名的自動化軟件公司——AZEOTECH軟件有限公司的又一杰作。由于它包括有大量的智能儀表、可編程控制器、變頻器程序，方便、豐富的圖形工具，一些工廠自動化領(lǐng)域中實(shí)用的曲線、報(bào)警模塊和控件。使得工廠自動化中人機(jī)界面的組態(tài)已經(jīng)變得簡單和快捷。所以我們這次的人機(jī)界面的開發(fā)使用的便是組態(tài)工廠。它有運(yùn)行版和開發(fā)版，由其配備的不同加密鎖來區(qū)分。在人機(jī)界面的開發(fā)過程式中使用的是開發(fā)版。在人機(jī)界面的正式投入使用中，請使用運(yùn)行版。

人機(jī)界面2.0是由福州澳德公司，根據(jù)福建水泥股份有限公司建福水泥廠制成分廠的具體工藝、設(shè)備要求定身量作的監(jiān)控界面。D組磨監(jiān)控系統(tǒng)與人的交互將全部由其完成，所以我們稱之為人機(jī)界面。

總之，這幾個軟件的關(guān)系如下：人機(jī)界面與人和PC程序的交互，其功能的實(shí)現(xiàn)依靠組態(tài)工廠5.15運(yùn)行版的支持。組態(tài)工廠運(yùn)行版的運(yùn)行依靠 WINDOWS 2000 PROFESSIONAL 操作系統(tǒng)的支持。 WINDOWS 2000 PROFESSIONAL依靠計(jì)算機(jī)硬件的支持。PC程序依靠PC的支持。最終我們將所有的這些硬件和軟件組成一個完整的D組磨監(jiān)控系統(tǒng)。

二, 上位機(jī)使用說明

主畫面

下圖為上位機(jī)的主畫面，在主畫面上將顯示整個系統(tǒng)各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)（熟料、1#磨、2#磨、公共部分、發(fā)散一、發(fā)散二） 。系統(tǒng)、各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)各有三種，各種狀態(tài)分別以燈的顏色來區(qū)分：正常（綠色）、停止（紅色）、機(jī)旁開機(jī)（綠色加閃爍）。

喂料畫面

在這個畫面可以監(jiān)視到喂料部分的設(shè)備狀態(tài)，用綠色指示燈表示該設(shè)備的正常運(yùn)行、紅色指示燈表示該設(shè)備處于停止?fàn)顟B(tài)、綠色閃爍表示該設(shè)備處于機(jī)旁開機(jī)狀態(tài)。故障名稱可從實(shí)時(shí)報(bào)警窗口或歷史報(bào)警窗口中查到。實(shí)時(shí)顯示喂料部分蛤所有采集的摸擬量參數(shù)，如帶式輸送機(jī)電流、離心風(fēng)機(jī)頻率、各喂料稱的給定量百分比及總設(shè)定量等。

可進(jìn)行的操作：

l 石膏流量的設(shè)定

l 煤矸石流量的設(shè)定

l 石灰石流量的設(shè)定

l 熟料一、二、三流量設(shè)定

l 離心風(fēng)機(jī)的頻率設(shè)定

l 提升機(jī)經(jīng)驗(yàn)值的設(shè)定

l 各喂料稱及收塵機(jī)的啟動和停止

在畫面下面是喂料的配比部分。該部分主要對兩組磨的喂料數(shù)據(jù)進(jìn)行列表，以求清楚地掌握每組磨機(jī)的喂料情況以及通過總的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和顯示，掌握兩組磨合起來的喂料情況。該畫面可上下分成兩部分。上部分為1#磨總的數(shù)據(jù)顯示，下部分為2#磨的數(shù)據(jù)顯示。下面解釋一下數(shù)據(jù)顯示的數(shù)據(jù)項(xiàng)名稱。

l 百分比：為中控按照生產(chǎn)部門要求而輸入的配料比，其給料比的總和不能超過100%

l 給定值：系統(tǒng)根據(jù)百分比計(jì)算得到的。計(jì)算公式為：設(shè)定總產(chǎn)量×百分比%

l 實(shí)際量：現(xiàn)場反饋回來的實(shí)際流量。比如，一組磨有本廠熟料實(shí)際量、石膏實(shí)際量、煤矸石實(shí)際量。

1#磨畫面

在這個畫面可以監(jiān)視到1#磨機(jī)及周邊設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，用綠色指示燈表示該設(shè)備的正常運(yùn)行、紅色指示燈表示該設(shè)備處于停止?fàn)顟B(tài)、綠色閃爍表示該設(shè)備處于機(jī)旁開機(jī)狀態(tài)。故障名稱可從實(shí)時(shí)報(bào)警窗口或歷史報(bào)警窗口中查到。實(shí)時(shí)顯示1#磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其自身和周邊設(shè)備的所有采集的摸擬量參數(shù)，如輥壓機(jī)、打散電機(jī)、磨主電機(jī)、提 升機(jī)和收塵器等設(shè)備。

可進(jìn)行的操作：

l 離心風(fēng)機(jī)的頻率設(shè)定

l 提升機(jī)經(jīng)驗(yàn)值的設(shè)定

l 各設(shè)備的啟動和停止。如：

l 當(dāng)被選中時(shí)將啟用自動喂料跟蹤系統(tǒng)。即當(dāng)稱重倉的料位大于12噸時(shí)自動將喂料部分的喂料總量設(shè)為0，此時(shí)雖然喂料部分的稱體仍然在運(yùn)行，但它們的給定值都是0;當(dāng)稱重倉的料位大于11噸時(shí)自動將喂料部分的喂料下調(diào)為原來設(shè)定值的90%;而當(dāng)稱重倉的料位小于3噸時(shí)自動關(guān)閉氣動閥;當(dāng)稱重倉的料位小于3噸時(shí)自動將喂料部分的喂料總量設(shè)為原來設(shè)定值的120%;當(dāng)稱重倉的料位大于8.4噸且輥壓機(jī)處于啟動狀態(tài)時(shí)自動打開氣動閥。

磨機(jī)的啟動：

在解鎖的情況下，要啟動磨機(jī)須先啟動磨機(jī)的三臺稀油站（磨頭稀油站、減速機(jī)稀油站和磨尾稀油站），在啟動三個稀油泵后，再點(diǎn)擊主電機(jī)的啟動按鈕。或者當(dāng)三個稀油站都已備妥時(shí)，可直接點(diǎn)擊主電機(jī)的啟動按鈕，系統(tǒng)會連鎖啟動三個稱油站。此時(shí)磨機(jī)確啟的對話框會自動跳出。

你可以點(diǎn)擊“確定”按鈕來完成啟動的過程，或者點(diǎn)擊“取消”按鈕暫時(shí)關(guān)閉這個對話框。由自己進(jìn)入磨機(jī)周邊設(shè)備畫面按“磨機(jī)確啟”的紅色按鈕來完成啟動。

在連鎖的情況下，當(dāng)所有的設(shè)備都已經(jīng)備妥的情況下，你可以采用這種方式來啟動磨機(jī)。先進(jìn)入連鎖設(shè)定的畫面，將磨機(jī)部分進(jìn)行連鎖操作（注意：要連鎖磨機(jī)部分須先連鎖公共部分）。在磨機(jī)部分處于連鎖的狀態(tài)下，點(diǎn)擊“總啟”按鈕，這時(shí)系統(tǒng)開始了按PLC內(nèi)部事先安排好的順序連鎖啟動生產(chǎn)線，當(dāng)連鎖啟動到磨機(jī)的周邊設(shè)備后，磨機(jī)的確啟對話框會動跳出。這時(shí)你可以選擇啟動磨機(jī)或者跳過，如果你選擇了“跳過”那么將要手動進(jìn)入磨機(jī)周邊設(shè)備畫面按“磨機(jī)確啟”的紅色按鈕來完成啟動。

三, 下位機(jī)使用說明

設(shè)備控制順序

本系統(tǒng)除了現(xiàn)場手動控制方式外，中控控制部分另具有聯(lián)鎖和解鎖兩種控制方式。上位機(jī)的其它聯(lián)鎖形式是為了控制需要，把某一部分或某幾部分（共六部分：熟料部分、1組生產(chǎn)磨線、2組磨生產(chǎn)線、公共部分、發(fā)散一、發(fā)散二）電機(jī)進(jìn)行聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)部分電機(jī)的順序啟、停操作，但此時(shí)應(yīng)注意各部分間的聯(lián)系（熟料部分、發(fā)散一、發(fā)散二都屬于單獨(dú)的系統(tǒng)，與其它系統(tǒng)之間不存在聯(lián)系，它們的聯(lián)鎖、解鎖只關(guān)聯(lián)自已；1組生產(chǎn)磨線、2組生產(chǎn)磨線與公共部分之間屬于相互關(guān)聯(lián)的部分，若公共部分未聯(lián)鎖，則聯(lián)鎖A組磨或B組磨無效）。解鎖控制一般是在系統(tǒng)處于非生產(chǎn)狀態(tài)下或電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，為了檢修或其它目的對電機(jī)進(jìn)行單獨(dú)的啟、?？刂疲藭r(shí)每臺電機(jī)（除磨機(jī)主電機(jī)、輥壓機(jī)外）與其周圍的設(shè)備不再有任何關(guān)系。以下分別對電機(jī)的中控控制流程進(jìn)行介紹:

水泥磨系統(tǒng)工藝流程

一、 石膏破碎及輸送：

二、 熟料輸送：

三、水泥磨系統(tǒng)：

四、水泥包裝：

五、水泥火車發(fā)散：