ABB PLC在石灰窯監控系統中的應用

引言

　　活性石灰是鋼鐵行業必不可少的材料，近幾年我國的鋼鐵行業發展迅速，因此鋼鐵行業對活性石灰的需求相當的大，石灰品質的好壞直接影響著鋼鐵的質量，因此，采用先進的自動控制系統，對于提高煉鐵煉鋼的產量和質量，有十分重要的意義。

　　當前可編程控制器（PLC）是專為工業環境下應用而設計的工業控制計算機，已經成為電氣控制系統中應用 為廣泛的核心裝置，它不僅能實現復雜的邏輯控制，還能完成各種順序或定時的閉環控制功能，并且抗干擾能力強、可靠性高、穩定性好、體積小，能在惡劣環境下長時間、不間斷運行，且編程簡單，維護方便，并配有各類通訊接口與模塊處理，可方便各級連接。

1.石灰窯監控系統概述

　　石灰窯生產的原料主要是石子（石灰石），成品是生石灰。在豎窯的加料口加入石灰石和焦碳，經過煅燒成生石灰，輸出到成品料倉。控制系統主要包括石灰石和焦碳運輸系統、給料系統、稱量系統、上料系統、布料煅燒系統、冷卻空氣循環系統、助燃空氣循環系統、廢氣除塵循環系統、成品出窯、運輸系統。并要求在主控室能打印報表，顯示窯體相關溫度，各分系統的運行狀態，電動機的運行電流等。

　　新建石灰窯工藝設計先進，自動化程度高，所有設備具備機旁手動、主控室手動、主控室自動三種控制模式，并具備設備故障診斷報警功能。

　　根據用戶和工藝設計的要求，石灰窯生產的過程監控部分采用典型的兩級監控方式：生產管理級和現場控制級。上位機以標準的工業控制計算機（IPC）作為主要的人機界面（Human-Machine Interface），為生產管理級，完成對下位機的監控、生產操作管理等，主要面向操作人員；下位機由ABB AC500系列PLC構成，為基礎測控級，完成生產現場的數據采集及過程控制等，面向生產過程。

　　（1）生產管理級

　　面向生產操作人員，在HMI的監控畫面上顯示各種設備的工況參數，并通過HMI來對生產過程進行控制調節。根據生產情況可選擇機旁手動、主控室手動、主控室自動工作模式。當生產中出現異常時，在HMI上顯示報警信息。對生產中的各種數據進行存儲、管理、產生各種生產報表。

　　（2）現場控制級

　　面向生產過程，由可編程控制器以及現場智能I/O處理器、各種模板構成，為基礎測控級。完成生產現場大量壓力、溫度、流量的采集和處理，對生產過程進行控制。自動控制系統通過對由振動給料篩、料斗提升機、電子秤量斗、單斗提升機，拖板出料機、卸料閘板、振動給料機構成的豎窯篩選、加料、卸料系統的自動控制，實現原料的篩選、加料、卸料的自動化。在出料過程中為保證石灰豎窯的密閉型，必須確保上下卸料閘板只有一個同時處于開啟狀態。通過助燃空氣壓力、冷卻空氣壓力的PID調節，達到恒壓控制的要求。

　　根據以上的控制要求，下面我們將詳述為滿足石灰窯過程監控系統所需要的硬件和軟件組態。

2.系統硬件配置

　　為了滿足上面提到的石灰窯過程監控系統的控制要求，我們采用ABB公司的AC500系列可編程控制器，AC500采用模塊化設計。

　　（1）研華的工業控制計算機（IPC），操作系統為Windows 2000 Professional，采用Pentium Ⅳ處理器，2.66GHz主頻，256M內存，80G硬盤

　　（2）CPU模塊：ABB公司的AC500系列可編程控制器CPU有PM571、PM581、PM591三個不同的等級，本系統采用PM581，在CPU上帶有：LCD的顯示、一組操作按鍵、一個SD卡的擴展口和兩個集成的串行通訊口， CPU底板集成以太網接口，并保留CS31通訊接口，具有與AC31系列PLC兼容性好的特點。

　　（3）本地擴展模塊：ABB 16通道AI523模擬量輸入模塊2個， 8輸入/8輸出通道AX522模擬量輸入/輸出模塊1個， DX531開關量輸入/輸出模塊（可設置）4個。