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

可編程控制器除了用于對(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。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)。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)作為主要的人機(jī)界面，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。

在生產(chǎn)過(guò)程中，存在大量的物理量，如壓力、溫度、稱重等模擬量參數(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。

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。

根據(jù)各原材料稱重設(shè)定參數(shù)進(jìn)行稱重配料過(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。

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。

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。

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：為了滿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，我們選用西門子公司SIMATICS7-300可編程控制器和研華公司IPC-610工控機(jī)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)前可編程控制器是專為工業(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，并配有各類通訊接口與模塊處理，可方便各級(jí)連接。S7-300采用模塊化結(jié)構(gòu)、適合密集安裝，模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合以用于擴(kuò)展。

在一塊機(jī)架底板上可安裝電源、CPU、I/O模板、通信處理器CP等模塊，并且可以通過(guò)接口模塊實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)架的擴(kuò)展工作方式。，電源模塊1塊。工控組態(tài)軟件WinCC(WindowsControlCenter)是一個(gè)集成的人機(jī)界面和監(jiān)控管理系統(tǒng)，它是西門子公司在過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域中的先進(jìn)技術(shù)和微軟公司強(qiáng)大軟件功能相結(jié)合的產(chǎn)物，是世界上第一個(gè)集成的人機(jī)界面軟件系統(tǒng)。它真實(shí)的將工廠控制軟件集成到自動(dòng)化過(guò)程中。HMI人機(jī)界面系統(tǒng)作為基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)重要組成部分，用于控制系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)的設(shè)定、顯示、故障報(bào)警，以及相應(yīng)操作和設(shè)備的在線調(diào)試及維護(hù)，發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。換熱首站HMI系統(tǒng)信息以??程計(jì)算機(jī)和操作人員通過(guò)HMI輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后再將過(guò)程數(shù)據(jù)信息、機(jī)組狀態(tài)信息和各種測(cè)量值以符號(hào)、數(shù)值、曲線、圖表及歷史記錄的形式在HMI畫面上顯示。最終實(shí)現(xiàn)了在HMI操作站上以最少的設(shè)備數(shù)量提供最大可能的信息，幫助操作人員和設(shè)備維護(hù)人員快速準(zhǔn)確的了解系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)及其相關(guān)信息的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

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