abb plc在石灰窯監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　在上位機(jī)上用ifix軟件設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)的人機(jī)界面，主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

　　（1）工藝流程圖：如圖4所示，在該畫面中通過編程實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)模擬顯示整個(gè)石灰窯的現(xiàn)場上料和出料過程，并且在窯體上實(shí)時(shí)顯示了各燃燒帶的溫度，以便于操作者能及時(shí)準(zhǔn)確的掌握窯內(nèi)的燃燒情況。能夠?qū)ΜF(xiàn)場設(shè)備的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷。

　　圖4 石灰窯監(jiān)控系統(tǒng)的工藝主畫面

　　（2）系統(tǒng)操作功能：它有自動(dòng)和手動(dòng)兩種工作方式，在故障和設(shè)備安裝調(diào)試階段一般用手動(dòng)操作方式，正常運(yùn)行時(shí)采用自動(dòng)方式，以實(shí)現(xiàn)對(duì)一些重要的模擬量數(shù)據(jù)的精確控制。

　　（3）報(bào)警記錄：對(duì)于如煤氣流量、壓力等一些重要的模擬量輸入?yún)��?shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警，當(dāng)處于監(jiān)控下的任何一個(gè)變量超出預(yù)先設(shè)定的安全值時(shí)，報(bào)警燈就會(huì)立即閃爍，同時(shí)會(huì)自動(dòng)彈出一個(gè)報(bào)警對(duì)話框，在該對(duì)話框中操作者可以檢查報(bào)警超出的范圍以及錯(cuò)誤的出處，并對(duì)此采取相應(yīng)的措施。

　　（4） 實(shí)時(shí)曲線：在線監(jiān)視所有重要參數(shù)的實(shí)時(shí)變化，以便提前采取維持正常參數(shù)的措施和手段。

　　（5）歷史趨勢：在此畫面中除了實(shí)時(shí)顯示變量的變化趨勢，操作員還可以檢查過去的過程數(shù)據(jù)記錄，通過對(duì)過去歷史趨勢的比較進(jìn)而可以對(duì)變量未來的發(fā)展趨勢做進(jìn)一步的預(yù)測。歷史曲線：檢查過去的數(shù)據(jù)記錄，以便發(fā)生故障時(shí)，分析出故障原因。

　　（6） 報(bào)表打印：按不同的時(shí)間段實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)與計(jì)量，以便于生產(chǎn)管理。

　　ifix有多種驅(qū)動(dòng)方式，本系統(tǒng)采用mbe驅(qū)動(dòng)，很方便的進(jìn)行連接、通訊。

4．plc編程

　　系統(tǒng)控制軟件由主程序和多個(gè)子程序模塊組成的，它是以abb codesys v2.3編程軟件為開發(fā)環(huán)境，codesys v2.3這套編程軟件符合iec61131-3的國際標(biāo)準(zhǔn)，可支持il、ld、fbd、sfc、st五種不同的編程語言。可完成ac500系統(tǒng)的全部設(shè)置，包括所有的總線接口，而且還有全面的自診斷功能、報(bào)警處理、可視化調(diào)試工具和開放的數(shù)據(jù)接口。另外還可在沒有連接plc硬件的情況下進(jìn)行仿真，對(duì)用戶程式進(jìn)行調(diào)試，包括相關(guān)的手動(dòng)功能。調(diào)試后的程式再下載到cpu 控制系統(tǒng)中使用。

　　圖5 石灰窯自動(dòng)配料、上料部分主流程圖

　　本文中采用的是梯形圖方式編程。本系統(tǒng)的控制分主控室集中和機(jī)旁兩種工作方式，在主控室的操作界面中，又分為手動(dòng)和自動(dòng)方式。整個(gè)控制程序是用abb codesys v2.3實(shí)現(xiàn)的，大致分為如下幾部分：小車上料、配料、稱重、布料、出灰、風(fēng)量控制、電機(jī)電流、溫度、壓力、流量等模擬量的顯示報(bào)警，其中配料稱重和上料控制是本系統(tǒng)的控制難點(diǎn)，在編程中需要考慮的因素較多，并利用一些技巧，如稱重時(shí)的偏差及偏差的修正，石灰石給料機(jī)的工備切換，石灰石給料、焦炭給料的連鎖，給料量的設(shè)定、累計(jì)，上料與配料的連鎖，各種故障及誤操作的處理等，圖5為配料、上料部分在自動(dòng)工作方式下的主流程圖。

　　plc的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是進(jìn)行邏輯控制，可以把這種控制有效的應(yīng)用在處理模擬量數(shù)據(jù)中，如模擬量數(shù)據(jù)的采集與變送。對(duì)于象溫度、壓力、流量等這樣的模擬量輸入輸出參數(shù)必須實(shí)時(shí)在線采集和測量，檢測部分由一次儀表構(gòu)成，即測量溫度的熱電偶或熱電阻，測量流量的孔板，測量壓力的電動(dòng)差壓變送器或壓力變送器等。信號(hào)處理部分包括變送器、轉(zhuǎn)換器、變換器等，作用是將傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大、線性化、轉(zhuǎn)換等處理后，變換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出給plc，通過plc程序的運(yùn)行，轉(zhuǎn)換為界面可顯示的、并與實(shí)際值相符的各類值。在本文中經(jīng)過變送器轉(zhuǎn)換的信號(hào)為4－20ma的標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)輸出。

5. 通訊方式

　　abb pm581 cpu上除了集成的兩個(gè)modbus通訊接口和可選集成的以太網(wǎng)或arcnet網(wǎng)絡(luò)接口外，還可 多擴(kuò)展4個(gè)通訊接口：profibusdp-v1 、devicenet、canopen和以太網(wǎng)等總線接口。兩個(gè)串行接口，用于編程、ascii通訊、modbus通訊，或cs31通訊（只能用于主站）。

　　cs31現(xiàn)場總線從1989年研發(fā)至今，一直起著承先啟后的作用。通過這個(gè)總線，把前后多套系統(tǒng)有機(jī)的聯(lián)系在了一起。cs31總線便于設(shè)置和通訊簡單，總線的連接只需通過三個(gè)接線端子來實(shí)現(xiàn)，省去其它總線所需的額外連接成本。ac500控制系統(tǒng)的com1口集成了cs31主站功能。cs31總線是一種點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的rs485串行通訊。每個(gè)通訊系統(tǒng)由一個(gè)主站和 大31個(gè)從站組成。通訊距離不加中繼為500米，加中繼 大可達(dá)到2000米。總線帶有自診斷功能。通訊介質(zhì)為： 屏蔽雙絞線。

　　可通過以太網(wǎng)和arcnet 網(wǎng)進(jìn)行編程，還可通過dde和opc方式和外部進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。。工業(yè)以太網(wǎng)（industrial ethernet）是一個(gè)用于工廠管理和單元層的通訊系統(tǒng)，被設(shè)計(jì)為對(duì)時(shí)間要求不嚴(yán)格用于傳輸大量數(shù)據(jù)的通訊系統(tǒng)，可以通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備來連接遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與上位機(jī)連接，進(jìn)行編程、界面操作和現(xiàn)實(shí)。

6. 結(jié)論

　　本文討論了基于abb ac500型plc的石灰窯過程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本控制系統(tǒng)是由濰坊中興電氣自動(dòng)化公司設(shè)計(jì)制作，已在濰鋼生產(chǎn)線上得到實(shí)際使用，為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。在該系統(tǒng)中plc控制充分發(fā)揮了其配置靈活、控制可靠、編程方便和可現(xiàn)場調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)，給整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來較大的益處。 這種方法對(duì)其它生產(chǎn)線或設(shè)備的控制有一定的參考作用。

　　本控制系統(tǒng)功能全面，操作簡單實(shí)用，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，避免了由于操作人員操作失誤而造成的事故，改善了現(xiàn)場操作人員的勞動(dòng)條件，對(duì)提高活性石灰生產(chǎn)的管理水平，保證設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行起到了很好的促進(jìn)作用。