| 石灰窑生产线中央控制系统采用SIEMENS（西门子）PLC、工业控制计算机、电子称量设备及测温装置，其主要组成部分包括动力部分、自动控制部分、喂排料输送部分、称量部分及温度测量和显示部分等，实现石灰窑生产线全自动控制。 该系统分为下位机和上位机两部分。下位机主要由PLC、二次仪表和强电部分构成，下位机完成保护、测量和自动控制任务；上位机主要是由工业控制计算机和人机界面组态软件组成，上位机完成系统的监视、操作指令的发布、故障的报警和对数据的管理等任务。
分布式计算机系统结构具有良好的可靠性，它是集现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示和报表输出等功能于一体，使整个生产线控制过程实现集中控制、集中操作、实时监控和集中管理。采用该系统可以有效的提高生产线控制系统的自动化程度，减轻工人的劳动强度，大大地降低生产成本，提高生产效率。系统充分考虑节能降耗, 减少电磁干扰, 提高系统的稳定性。
二、系统工作原理
石灰窑控制系统是包括上料系统、原料配料系统、窑头系统、窑尾烟气处理系统、窑预热器系统、成品系统、监测系统等系统的自动化控制。
2.1 电气系统
电气部分包括上料系统、原料配料系统、窑头系统、窑尾烟气处理系统、窑预热器系统、成品系统的供配电, 主要电气元件选用知名品牌产品。
其中, 上料用的升降提升机采用变频器控制, 实现升降机两端速度慢，中间速度快的功能要求。
为了使石料和煤有效均化，煤喂料用的皮带机采用变频调速控制，通过煤喂料用的皮带机跟踪石料用的电振机的下料速度，调节煤喂料用的皮带机速度，从而实现石料和煤的有效均化。
鼓风机也采用变频控制，根据窑内温度的波动，可以无级调节鼓风机的速度，从而调节窑内进风量的大小，达到窑内温度等温控制的要求。
2.2 自动化仪表系统
由于系统复杂, 要求反应速度快, 因此配置的监测仪表具有高精度、性能稳定的特点, 并且具有完善的控制手段。
仪表部分的温度检测仪表将输入的热电偶信号转换为4 ~ 20 mA 的直流信号输出进入PLC 系统, 仪表和上位机都可以显示出各个点的温度值。
2.3 计算机系统
计算机控制系统面向生产过程, 完成生产参数的在线检测、数据处理运算、显示、存储、管理、控制输出、报表打印等功能。操作人员可通过人机对话修改、设定过程参量并控制设备运行状态。
系统可分为仪表手动控制、上位机的手动控制、上位机的单周期控制和上位机的全自动控制。
由于系统采用的是全数字化控制装置, 使其控制精度从原来的±0.5%提高到现在的±0.1%。
三、系统主要特点
3.1 石灰窑控制系统的自动化特点
1) 全自动操作方式
在全自动操作方式中，操作员只需用鼠标在上位机监视画面上一次点动【自动】运行按钮，系统会按照事先设定的程序，进行连续运行，再无须进行人工干预。操作工只需要巡视各种设备运行情况。在自动方式下，由于在系统运行程序中，嵌入了大循环和小循环控制，每次大循环完成后，小循环已经处在工作完成后的等待状态，大循环程序只需要从小循环等待状态这一步向下进行工作，这样就大大缩短了大循环时间。
2) 单周期操作方式
在单周期操作方式中，操作员首先需要在监视画面上选择周期方式，然后再点动【自动】运行按钮，系统会按照单周期方式运行。即系统只进行一个循环操作。
3) 上位机手动操作方式
在上位机手动操作方式中，系统中的所有的控制对象，都由上位机监视画面上的操作按钮来操作。
当上位机的参数值下载到下位机PLC后，操作员只需要在上位机监视画面中点击起动按钮，当实际值达到参数设定值时，系统会自动停止设备运行，这样，就减少了操作工的操作次数，同时可使上位机手动操作方式中也能计量准确。
为了避免操作工失误，监视画面中的操作画面都采用了按钮操作的二次确认方式，即在监视画面中点击设备操作按钮时，不是直接起动设备，而是出现一个按钮操作界面，按钮操作界面上有起动按钮和停止按钮。操作工要根据按钮操作界面上的起动或停止按钮来起动或停止设备运行。
4) 现场手动操作方式
在现场手动操作方式中，所有的手动操作都脱离上位机和PLC独立进行控制，操作工可根据控制柜上称重仪表显示，通过操作控制柜上的各种按钮也能完成所有的操作。
3.2 石灰窑控制系统互锁装置特点
由于原料输送需要严格按照开机和停机顺序进行操作，假如操作工没有按照顺序操作设备，系统就有可能产生憋料情况，严重时会产生设备的损坏。所以说，原料输送设备的互锁装置是设备正常使用的关键。
本系统采用解锁和互锁两种控制方式，在解锁控制方式下，每台设备都可以单独运行，此方式是供设备维修时使用，严禁在生产中使用。正常生产中使用的是互锁控制方式，即开机时，当后级设备没有启动时，前级设备是起动不起来的。关机时，当前级设备没有停止时，后级设备也禁止停止。此操作也可在自动方式下运行。
四、上位机监视画面的特点
系统监视画面中的每个控制对象在运行时，都有对应的动态画面与之对应，操作工可根据动态显示知道其对象正在运行。同时也使界面看上去更加真实可靠。
4.1 控制对象故障显示及查询
系统对每个控制对象都有故障监督功能，当任何一台设备发生故障时，系统都不能工作，并同时记录下系统不能工作的故障，并在故障查询画面中通过指示灯告知操作工是什么故障发生，可帮助用户快速查询故障。
4.2 配方管理
系统的配方管理，采用单独画面实现。进入配方界面，需要授权后才可进入，授权不够的操作员无权进入配方界面，同时也无权修改配方，只有工艺员以上的授权，才可修改配方。
系统可以存储200多个配方，每个配方都以配方名存储，查询配方需要根据配方名查询。不同的配方名代表着不同的配方，以备查询配方。
配方的生成，也需要通过授权来生成。同时对选中的配方要通过配方下载按钮，把配方下载到下位机PLC中。
4.3 生成报表
系统不论是自动运行方式还是手动运行方式，都生成报表记录，系统可真实地记录下原料的消耗情况。
生成班报表首先要操作工输入班次信息，操作员姓名信息。以上信息也要通过授权才可输入，无授权的其他人无权进入。
班报表的查询和删除也非常方便，但查询和删除班报表也需要授权。
本石灰窑自动控制系统，其上位机的人机界面友好，操作性能好， 操作人员可方便、灵活的根据现场情况进行控制，充分满足石灰窑生产工艺的各项技术要求，性能稳定可靠， 操作维护方便， 减少了不安全因素对人和设备的危害，提高了生产率，减轻了工作人员的劳动强度，在节能降耗、高产稳产、安全生产等方面均发挥了重要的作用。 |
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