自動化控制系統(tǒng)在粉煤灰加氣混凝土生產中的設計與應用

可編程控制器除了用于對現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)采集和處理以外，還用來完成對現(xiàn)場的自動化設備的控制。

此外，工控組態(tài)軟件作為一種標準的人機界面被用于監(jiān)控工業(yè)生產的動態(tài)過程。本系統(tǒng)中基于軟件和硬件的執(zhí)行情況將在文中作進一步的詳細闡述。為落實節(jié)能減排方針，保護耕地，逐步淘汰粘土實心磚。根據(jù)國家墻改政策，研制開發(fā)粘土實心磚的替代產品，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，已在我國建筑工程領域得到廣泛應用。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行蒸壓加氣混凝土砌塊的生產與經(jīng)營。

為進一步滿足企業(yè)持續(xù)快速發(fā)展的要求，提高生產效率和管理水平，公司在生產中積極實施生產自動化控制系統(tǒng)，為逐步實現(xiàn)現(xiàn)場級、控制級、企業(yè)級的信息化網(wǎng)絡環(huán)境奠定基礎。該生產線主要由破碎系統(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)來構成。控制系統(tǒng)需要對其中的破碎、粉磨、制漿、打漿、澆注、蒸養(yǎng)過程進行監(jiān)測與控制。根據(jù)生產工藝設計要求，生產自控系統(tǒng)采用典型的兩級監(jiān)控方式。上位機以標準的工業(yè)控制計算機作為主要的人機界面，為生產管理級，完成對下位機的監(jiān)控、生產操作管理等，主要面向操作人員；下位機由可編程控制器構成，為基礎測控級，完成生產現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集及過程控制等，面向生產過程。

在生產過程中，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PLC對這些參數(shù)進行實時采集和處理。

加氣混凝土生產的自動控制，即實現(xiàn)原料制備、配料、澆注、蒸養(yǎng)等過程的自動控制。在監(jiān)控畫面上顯示各工況參數(shù)并控制設備運行狀態(tài)的同時，進行故障診斷。

根據(jù)各原材料稱重設定參數(shù)進行稱重配料過程控制；根據(jù)各溫度參數(shù)，調節(jié)澆注、靜養(yǎng)、蒸壓的進汽壓力。

自控系統(tǒng)通過加入時間日程表的控制，實現(xiàn)一天當中不同環(huán)境溫度對應不同的生產周期。

在符合生產條件的情況下，對整個生產過程可實現(xiàn)手動/自動切換。

對調節(jié)部分可采用手操器控制，確保進汽的溫度、壓力準確穩(wěn)定，使蒸汽溫度達到加溫要求，并對其故障實現(xiàn)實時報警和聯(lián)鎖啟停切換控制。自動控制系統(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自控系統(tǒng)的設計要求，我們選用西門子公司SIMATICS7-300可編程控制器和研華公司IPC-610工控機構成的自控系統(tǒng)，再配以先進的WinCC監(jiān)控軟件，來實現(xiàn)換熱首站自控系統(tǒng)的各項功能。當前可編程控制器是專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計的工業(yè)控制計算機，已經(jīng)成為電氣控制系統(tǒng)中應用最為廣泛的核心位置，它不僅能實現(xiàn)復雜的邏輯控制，還能完成各種順序或定時的閉環(huán)控制功能，并且抗干擾能力強、可靠性高、穩(wěn)定性好、體積小，能在惡劣環(huán)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。S7-300采用模塊化結構、適合密集安裝，模塊化結構設計使得各種單獨的模塊之間可進行廣泛組合以用于擴展。

在一塊機架底板上可安裝電源、CPU、I/O模板、通信處理器CP等模塊，并且可以通過接口模塊實現(xiàn)多個機架的擴展工作方式。，電源模塊1塊。工控組態(tài)軟件WinCC(WindowsControlCenter)是一個集成的人機界面和監(jiān)控管理系統(tǒng)，它是西門子公司在過程自動化領域中的先進技術和微軟公司強大軟件功能相結合的產物，是世界上第一個集成的人機界面軟件系統(tǒng)。它真實的將工廠控制軟件集成到自動化過程中。HMI人機界面系統(tǒng)作為基礎自動化系統(tǒng)重要組成部分，用于控制系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)的設定、顯示、故障報警，以及相應操作和設備的在線調試及維護，發(fā)揮越來越重要的作用。換熱首站HMI系統(tǒng)信息以??程計算機和操作人員通過HMI輸入的數(shù)據(jù)進行處理，處理后再將過程數(shù)據(jù)信息、機組狀態(tài)信息和各種測量值以符號、數(shù)值、曲線、圖表及歷史記錄的形式在HMI畫面上顯示。最終實現(xiàn)了在HMI操作站上以最少的設備數(shù)量提供最大可能的信息，幫助操作人員和設備維護人員快速準確的了解系統(tǒng)當前狀態(tài)及其相關信息的設計目標。

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