Opto 22 PAC 控制器在石灰竖窑控制系统中的应用.docx

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1、Opto22PAC控制器在石灰竖窑控制系统中的应用Opto22PAC控制器在石灰竖窑控制系统中的应用wangj导语：可以处理多种自动控制任务，包括开关量、模拟量、串行数据处理、PID调节。PAC控制器有支持多种通讯协议摘要：通过本文扼要介绍了美国OPTO22公司的SNAP-PAC-S1控制器在石灰竖窑自动控制系统中的应用。介绍了本控制系统的设备选型、SNAP-PAC-S1控制器的硬件组态、软件编程。关键词：石灰窑竖窑、SNAPPAC控制器、ioProjectProfessional软件编程随着舞阳钢铁公司新的100万吨消费线的建立，作为新消费线炼钢局部的配套工程，在原来两座石灰竖窑的根底上，新

2、建两座单窑消费才能150T/D的石灰竖窑。石灰是炼铁、炼钢消费中必不可少的原料之一。石灰品质的好坏直接影响着钢铁的质量，因此，采用先进的自动控制系统，对于进步炼铁炼钢的产量和质量，有特别重要的意义。一、自控系统设计要求：石灰窑消费的原料主要是石子石灰石，成品是生石灰。在竖窑的加料口参加石灰石，经过煤气燃烧，煅烧成生石灰，输出到成品料仓。控制系统主要包括石灰石挑选、上料系统，煅烧系统，冷却空气循环系统，助燃空气循环系统，废气除尘循环系统，成品出窑、运输系统以及配套的煤气加压泵站、液压站。新建石灰窑工艺设计先进，自动化程度高，所有设备具备机旁手动、半自动、全自动三种控制形式，并具备设备故障诊断报警

3、功能。根据用户和工艺设计的要求，石灰窑的控制系统分为三级监控系统。分别为车间消费治理级、窑前消费操纵级、现场控制级。1、车间消费治理级面向消费治理人员，使用微软的SQL2000作为数据效劳器，对消费中的各种数据进展存储、治理、产生各种消费报表。2、窑前消费操纵级面向消费操纵人员，由两套工业控制计算机作为HMI,在HMI的监控画面上显示各种设备的工况参数，并通过HMI来对消费经过进展控制调节。根据消费情况可选择半自动、全自开工作形式。当消费中出现异常时，在HMI上显示报警信息。正常情况下，两台HMI分别监控两座竖窑的情况，在一个HMI出现问题时，可互为冗余，确保消费的正常进展。3、现场控制级面向

4、消费经过，由经过控制器以及现场智能I/O处理器、各种模板构成，为根底测控级。完成消费现场大量压力、温度、流量的收集和处理，对消费经过进展控制。自动控制系统通过对由振动给料筛、板链式提升机、电子秤量斗、单斗提升机，拖板出料机、卸料闸板、振动给料机构成的竖窑挑选、加料、卸料系统的自动控制，实现原料的挑选、加料、卸料的自动化。在出料经过中为保证石灰竖窑的密闭型，必须确保上下卸料闸板只有一个同时处于开启状态。煤气加压机、助燃风机、冷却风机是变频器控制下的罗茨风机，通过对煤气压力、助燃空气压力、冷却空气压力的PID调节，到达恒压控制的要求。控制系统不连续的对煤气压力进展监视，当出现煤气压力过低，危及到消

5、费的平安进展时，立即自动切断煤气截止阀。按照工艺要求窑顶废气压力必须控制在-0.2Kpa到+0.2Kpa的允许范围内，控制系统通过对引风机入口阀开口度的PID调节，到达设计要求。控制系统还包括除尘、液压站、带式输送机、刮板机、以及各种电动阀门的控制。二、系统硬件选型及特点为了知足以上的设计要求，在本工程中我们选择了美国OPTO22公司推出的基于以态网的经过自动化控制器SNAP-PAC-S1。SNAP-PAC-S1经过控制器CPU为主频266MHz、32位、带浮点协处理器，内存为32M的RAM、8M电池后备RAM、16M的FlashEEPROM,提供强大的处理才能和运算功能。PAC控制器可以同时

6、运行32个任务，现场智能I/O单元完成PID功能，适应实时工业控制、远程监控、数据收集的要求。可以处理多种自动控制任务，包括开关量、模拟量、串行数据处理、PID调节。PAC控制器有支持多种通讯协议，带有2个RS-232接口、1个RS-485接口。PAC-S1控制器带有两个独立的10/100M自适应Ethernet网络接口，通过软件配置及可以实现控制器、智能I/O处理器的冗余，也可以通过网络分段的方法把控制网络和消费治理网络可靠隔离。由于本工程使用的开关量I/O点比拟多，开关量选择的是32通道输入模块SNAP-IDC32和32通道输出模块SNAP-ODC32，以及配套的信号转接板SNAP-IDC

7、-HDB和SANP-ODC-HDB。根据工艺的需要智能I/O处理器选择了带PID调节的SNAP-B3000-ENET。本系统选用的硬件产品及系统网络配置图如下所示：控制系统共有输入、输出信号近800点，其中包括开关量输入/输出信号、4-20mA输入/输出信号热电偶、热电阻信号。1.控制器SNAPPAC-S11块2.智能I/O处理器SNAPB3000-ENET2块SNAPENET-S644块3.底板SNAPB16M2块SNAPM644块4.开关量模块SNAPIDC3214块SNAPODC326块5.热电偶模块SNAPAITM11块SNAPAITM-29块6.模拟量输入SNAPAIMA-411块7

8、.模拟量输出SNAPAOA-236块8.热电阻模块SNAPAIRTD20块三、软件开发及系统功能本工程使用得工业组态软件是OPTO22公司的SNAPPAC控制器软件开发包ioProjectProfessional。ioProjectProessional是一套功能齐全的控制器和HMI开发软件包，快速、高效的OPCSERVER和硬件配置诊断工具包，使用该软件包可以完成控制工程的全部功能。其中包括控制策略开发软件ioControl,HMI开发软件ioDisply，硬件配置诊断软件，同时提供的OPCServer为第三方软件提供数据接口。1、ioControl是OPTO22的可视化编程、调试工具，是一

9、种基于流程图的语言，它使开发控制程序变得轻易而且直观。同时还提供完好、强大的命令集以及OptoScript编程语言用于复杂的工业控制应用。使用ioControl用户很方便对硬件进展组态、编程、下载、在线跟踪调试。在本系统中不仅要对竖窑消费经过中的各种工况监视，还要对各种设备进展控制。这里对主要的加料出料系统的工艺及控制流程图加以讲明。竖窑加料设备和工艺竖窑的上料设备包括原料振动给料筛、电子称量斗及控制箱、单斗提升机。原料通过给料筛-电子称量斗-单斗提升机-竖窑的工艺流程，完成石灰竖窑原料的挑选、称量、加料经过。在消费经过中，当系统通过窑顶料位计监测到窑顶料位低于设定值时，通过控制振动给料筛把适

10、宜的原料参加电子称量斗，在加料经过中通过电子称量斗控制箱上的称重二次仪表对加料量进展监测。当加料量预计到达窑顶料位设定值时停顿加料。详细的窑顶料位设定值、一次最大加料量可根据实际情况在一定的范围内进展调节。由于提升机料斗的容，一次加料量不能超过1.5吨。竖窑卸料设备和工艺竖窑系统的出料设备主要包括托盘式出料机、上部卸料闸板、下部卸料闸板、振动卸料机。由于上部储料斗的容量为1.5吨，决定了每次单板出灰机出料量不能超过1.5吨。为了保证上部、下部出料闸板的可靠动作，每次出料保证1吨左右。在托盘速度一定的情况下，每次换向出料70公斤左右。根据上面的数据以每座竖窑天天产量150吨，每小时出6吨白灰计算

11、，每10分钟出1吨料比拟适宜。出料的时间和频率可根据产量进展适当的调整。由于本出料系统的特点，在出料过程中严禁上部、下部卸料闸板同时开启。通过上、下闸板的连锁动作，确保竖窑内部和竖窑外部的隔离。当系统需要出料时出料系统动作顺序如下：托盘出料机换向14次左右出料1吨到上部储料斗。首先确认托盘出料机已停，然后关闭下部卸料闸板。确认下部卸料闸板已正常关闭到位后，开启上部卸料闸板。确认上部卸料闸板已正常开启到位后延时20秒，保证上部储料斗的石灰全部倒入下部储料斗。关闭上部卸料闸板确认上部卸料闸板关闭到位后，开启下部卸料闸板，同时翻开振动卸料机，通过带式输送机把成品送入后部料仓。2、ioDisplay是

12、OPTO22在Windows操纵系统下的人机接口、报警、趋势软件开发工具，与Opto22运行在SNAP系列控制器上的ioControl控制策略共同工作。让你很轻易的创立图形化操纵界面，去监视、操纵、治理运行在Opto22工业控制器上的应用程序。可以及时显示控制器上的实时信息，通过设置报警点去监视关键量的变化，使用趋势图来反响相应量的变化趋势。ioDisplay分享ioControl的变量数据库，在ioControl定义的内部、外部变量可以直接使用。可以根据不同的用户设定不同的权限，可以很方便进展治理。在本工程的HMI中包括如下的功能：竖窑加料出料监控画面竖窑煅烧监控画面竖窑除尘系统监控画面原料、成品输送监控画面报警、趋势图画面四、总结通过SNAPPAC控制器在石灰窑自动控制系统应用，加深了对PAC系统的理解。进步了消费的自动化程度，在减轻劳动强度的根底上，大大进步了消费效率。