電石爐加料、配料、上料生產(chǎn)流程自動化控制系統(tǒng)軟件

田媛

摘 要 依據(jù)電石爐加料、配料、上料生產(chǎn)流程生產(chǎn)工藝特點，本文提出了一種新的電石爐加料、配料、上料生產(chǎn)流程自動化控制系統(tǒng)軟件設計方案。

關(guān)鍵詞 加料；配料；混料上料；PLC；WinCC；控制系統(tǒng)

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）23-0053-01

電石生產(chǎn)在中國有一個很長的歷史時期，而且中國一直是電石生產(chǎn)的大國。上料系統(tǒng)是電石生產(chǎn)過程的重要組成部分。過去的電石生產(chǎn)存在上料現(xiàn)場環(huán)境差，手動稱料時間長，配比精度低，混料不均勻感，系統(tǒng)不穩(wěn)定等弊病，造成原料浪費、質(zhì)量不達標及不必要的生產(chǎn)熱停工時間等。

1 系統(tǒng)設計

1.1 系統(tǒng)分析

1）原料加料系統(tǒng)工藝流程。

原料加料系統(tǒng)是電石生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，原料的補給速度、原料的顆粒大小及蘭炭的濕度，都將影響電石爐生產(chǎn)效率及產(chǎn)品的質(zhì)量，因此原料的有序及時補給，原料的烘干及破碎工藝流程是非常重要的。根據(jù)日料倉的料位高度，系統(tǒng)自動完成原料加料工藝流程。

圖1 石灰備置工藝流程

圖2 蘭炭備置工藝流程

2）配料系統(tǒng)工藝流程。

配料崗位的工作質(zhì)量直接影響到電石爐的產(chǎn)品質(zhì)量及設備維護。設置石灰和蘭炭的稱重目標值，發(fā)出配料信號后， PLC發(fā)出驅(qū)動信號，啟動卸料閥、振動給料機進行配料，當稱重傳感器的重量達到設定值時，關(guān)閉卸料閥，停止振動給料機，完成配料流程。

3）混料上料系統(tǒng)工藝流程。

混料上料系統(tǒng)工藝流程圖：配料工藝完成后，收到上料信號，啟動卸料閥、振動給料機，在上料皮帶上完成混料工作，并將混合料通過上料皮帶送至密閉電石爐的環(huán)形加料機內(nèi)，進入爐頂料倉，完成混料上料流程，根據(jù)主控室信號要求自動循環(huán)流程或停止混料上料工藝流程。

1.2 電石爐加料、配料、上料生產(chǎn)流程自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)

方案

1.2.1 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡

電石爐加料、配料、上料生產(chǎn)流程自動化控制系統(tǒng)按二級控制系統(tǒng)設置：基礎級L1、過程級L2，通過網(wǎng)絡連接構(gòu)成完整的自動化控制系統(tǒng)。并留有與MES（L3）級通訊接口。L1是用于生產(chǎn)設備運行監(jiān)控的基礎級控制系統(tǒng)，L2是以過程計算機為中心的車間信息管理、設備數(shù)?？刂频倪^程控制級。

1.2.2 蘭炭加料控制系統(tǒng)

蘭炭加料系統(tǒng)控制采用自動、手動兩種控制方式：

1）自動方式：設定烘干機工作效率及原料最大補給時間，根據(jù)原料倉的蘭炭濕度及日料倉料倉高度，計算完成補給所需時間，當完成補給所需時間等于原料上料設定的最大補給時間時，按照“順停逆啟”的控制方式完成蘭炭原料補給。

2）手動方式：第一種方式：操作人員在上位機上手動點擊設備“運行”、“停止”按鈕完成蘭炭原料補給。第二種方式：操作人員在現(xiàn)場機旁箱操作設備的運行、停止，完成蘭炭原料補給。

1.2.3 石灰加料控制系統(tǒng)

石灰加料系統(tǒng)控制采用自動、手動兩種控制方式：

1）自動方式：設定每批料所需破碎時間及原料最大補給時間，根據(jù)日料倉料倉高度，計算完成補給所需時間，當完成補給所需時間等于原料上料設定的最大補給時間時，按照“順停逆啟”的控制方式完成石灰原料補給。

2）手動方式：第一種方式：操作人員在上位機上手動點擊設備“運行”、“停止”按鈕完成石灰原料補給。第二種方式：操作人員在現(xiàn)場機旁箱操作設備的運行、停止，完成石灰原料補給。

1.2.4 配料控制系統(tǒng)

配料控制系統(tǒng)控制采用自動、手動兩種控制方式：

1）自動方式：設定所需原料重量，當主控室發(fā)出補料信號時，配料系統(tǒng)自動完成配料，并在稱量斗料空后啟動循環(huán)配料程序，直至主控室發(fā)出停止補料信號。

2）手動方式：第一種方式：操作人員在上位機上手動點擊設備“運行”、“停止”按鈕完成配料流程。第二種方式：操作人員在現(xiàn)場機旁箱操作設備的運行、停止，完成配料流程。

1.2.5 混料上料控制系統(tǒng)

混料上料控制系統(tǒng)控制采用自動、手動兩種控制方式：

1）自動方式：當主控室發(fā)出補料信號時，按照“順停逆啟”的控制方式啟動上料流程，并通過對不同料種的下料速度、下料時間的控制，在上料的過程中完成不同料種的混料。

2）手動方式：第一種方式：操作人員在上位機上手動點擊設備“運行”、“停止”按鈕完成混料上料流程。第二種方式：操作人員在現(xiàn)場機旁箱操作設備的運行、停止，完成混料上料流程。

2 系統(tǒng)軟件設計

程序設計編程軟件使用西門子STEP7編程軟件，編制采用以下方法：

1）全局變量表。

在控制系統(tǒng)當中總共有局部變量和全局變量兩種不同類型的變。局部變量只能在定義它的那個程序或功能塊中使用他們不能被其他程序訪問。全局變量可以從任何程全局變量可以從其他任何控制器中訪問。這樣就可實現(xiàn)了在控制器之間傳遞

數(shù)據(jù)。

2）程序模塊化。

功能快（FB）、功能（FC）、系統(tǒng)功能塊（SFB）以及系統(tǒng)功能（SFC）在程序體系中位于組織塊之下。它們包含程序的一部分，這部分程序在OB1中可以多次調(diào)用。

3）主程序。

組織塊OB1是操作系統(tǒng)與用戶程序的接口，用于控制掃描循環(huán)、中斷程序執(zhí)行、PLC的啟動和錯誤處理等。

3 結(jié)論

本文對電石爐加料、配料、上料生產(chǎn)流程自動化控制系統(tǒng)軟件做了詳細陳述，該應用軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)程序設計，結(jié)構(gòu)清晰，便于軟件維護及二次開發(fā)；控制思想及功能先進完善，程序運行穩(wěn)定可靠，明顯提高了工藝設備作業(yè)率及產(chǎn)品質(zhì)量；人機接口系統(tǒng)完善，畫面形象，信息豐富，操作靈活便捷，信息報警系統(tǒng)完備，減少生產(chǎn)操作定員及其操作強度及誤操率，顯著提高了生產(chǎn)管理及維護的工作效率，減少維護定員，人力成本及維護成本明顯降低。

參考文獻

[1]閆保剛.電石爐配料上料控制系統(tǒng)的研究與設計[D].內(nèi)蒙古科技大學，2012.endprint

摘 要 依據(jù)電石爐加料、配料、上料生產(chǎn)流程生產(chǎn)工藝特點，本文提出了一種新的電石爐加料、配料、上料生產(chǎn)流程自動化控制系統(tǒng)軟件設計方案。

關(guān)鍵詞 加料；配料；混料上料；PLC；WinCC；控制系統(tǒng)

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）23-0053-01

電石生產(chǎn)在中國有一個很長的歷史時期，而且中國一直是電石生產(chǎn)的大國。上料系統(tǒng)是電石生產(chǎn)過程的重要組成部分。過去的電石生產(chǎn)存在上料現(xiàn)場環(huán)境差，手動稱料時間長，配比精度低，混料不均勻感，系統(tǒng)不穩(wěn)定等弊病，造成原料浪費、質(zhì)量不達標及不必要的生產(chǎn)熱停工時間等。

1 系統(tǒng)設計

1.1 系統(tǒng)分析

1）原料加料系統(tǒng)工藝流程。

原料加料系統(tǒng)是電石生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，原料的補給速度、原料的顆粒大小及蘭炭的濕度，都將影響電石爐生產(chǎn)效率及產(chǎn)品的質(zhì)量，因此原料的有序及時補給，原料的烘干及破碎工藝流程是非常重要的。根據(jù)日料倉的料位高度，系統(tǒng)自動完成原料加料工藝流程。

圖1 石灰備置工藝流程

圖2 蘭炭備置工藝流程

2）配料系統(tǒng)工藝流程。

配料崗位的工作質(zhì)量直接影響到電石爐的產(chǎn)品質(zhì)量及設備維護。設置石灰和蘭炭的稱重目標值，發(fā)出配料信號后， PLC發(fā)出驅(qū)動信號，啟動卸料閥、振動給料機進行配料，當稱重傳感器的重量達到設定值時，關(guān)閉卸料閥，停止振動給料機，完成配料流程。

3）混料上料系統(tǒng)工藝流程。

混料上料系統(tǒng)工藝流程圖：配料工藝完成后，收到上料信號，啟動卸料閥、振動給料機，在上料皮帶上完成混料工作，并將混合料通過上料皮帶送至密閉電石爐的環(huán)形加料機內(nèi)，進入爐頂料倉，完成混料上料流程，根據(jù)主控室信號要求自動循環(huán)流程或停止混料上料工藝流程。

1.2 電石爐加料、配料、上料生產(chǎn)流程自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)

方案

1.2.1 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡

電石爐加料、配料、上料生產(chǎn)流程自動化控制系統(tǒng)按二級控制系統(tǒng)設置：基礎級L1、過程級L2，通過網(wǎng)絡連接構(gòu)成完整的自動化控制系統(tǒng)。并留有與MES（L3）級通訊接口。L1是用于生產(chǎn)設備運行監(jiān)控的基礎級控制系統(tǒng)，L2是以過程計算機為中心的車間信息管理、設備數(shù)?？刂频倪^程控制級。

1.2.2 蘭炭加料控制系統(tǒng)

蘭炭加料系統(tǒng)控制采用自動、手動兩種控制方式：

1）自動方式：設定烘干機工作效率及原料最大補給時間，根據(jù)原料倉的蘭炭濕度及日料倉料倉高度，計算完成補給所需時間，當完成補給所需時間等于原料上料設定的最大補給時間時，按照“順停逆啟”的控制方式完成蘭炭原料補給。

2）手動方式：第一種方式：操作人員在上位機上手動點擊設備“運行”、“停止”按鈕完成蘭炭原料補給。第二種方式：操作人員在現(xiàn)場機旁箱操作設備的運行、停止，完成蘭炭原料補給。

1.2.3 石灰加料控制系統(tǒng)

石灰加料系統(tǒng)控制采用自動、手動兩種控制方式：

1）自動方式：設定每批料所需破碎時間及原料最大補給時間，根據(jù)日料倉料倉高度，計算完成補給所需時間，當完成補給所需時間等于原料上料設定的最大補給時間時，按照“順停逆啟”的控制方式完成石灰原料補給。

2）手動方式：第一種方式：操作人員在上位機上手動點擊設備“運行”、“停止”按鈕完成石灰原料補給。第二種方式：操作人員在現(xiàn)場機旁箱操作設備的運行、停止，完成石灰原料補給。

1.2.4 配料控制系統(tǒng)

配料控制系統(tǒng)控制采用自動、手動兩種控制方式：

1）自動方式：設定所需原料重量，當主控室發(fā)出補料信號時，配料系統(tǒng)自動完成配料，并在稱量斗料空后啟動循環(huán)配料程序，直至主控室發(fā)出停止補料信號。

2）手動方式：第一種方式：操作人員在上位機上手動點擊設備“運行”、“停止”按鈕完成配料流程。第二種方式：操作人員在現(xiàn)場機旁箱操作設備的運行、停止，完成配料流程。

1.2.5 混料上料控制系統(tǒng)

混料上料控制系統(tǒng)控制采用自動、手動兩種控制方式：

1）自動方式：當主控室發(fā)出補料信號時，按照“順停逆啟”的控制方式啟動上料流程，并通過對不同料種的下料速度、下料時間的控制，在上料的過程中完成不同料種的混料。

2）手動方式：第一種方式：操作人員在上位機上手動點擊設備“運行”、“停止”按鈕完成混料上料流程。第二種方式：操作人員在現(xiàn)場機旁箱操作設備的運行、停止，完成混料上料流程。

2 系統(tǒng)軟件設計

程序設計編程軟件使用西門子STEP7編程軟件，編制采用以下方法：

1）全局變量表。

在控制系統(tǒng)當中總共有局部變量和全局變量兩種不同類型的變。局部變量只能在定義它的那個程序或功能塊中使用他們不能被其他程序訪問。全局變量可以從任何程全局變量可以從其他任何控制器中訪問。這樣就可實現(xiàn)了在控制器之間傳遞

數(shù)據(jù)。

2）程序模塊化。

功能快（FB）、功能（FC）、系統(tǒng)功能塊（SFB）以及系統(tǒng)功能（SFC）在程序體系中位于組織塊之下。它們包含程序的一部分，這部分程序在OB1中可以多次調(diào)用。

3）主程序。

組織塊OB1是操作系統(tǒng)與用戶程序的接口，用于控制掃描循環(huán)、中斷程序執(zhí)行、PLC的啟動和錯誤處理等。

3 結(jié)論

本文對電石爐加料、配料、上料生產(chǎn)流程自動化控制系統(tǒng)軟件做了詳細陳述，該應用軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)程序設計，結(jié)構(gòu)清晰，便于軟件維護及二次開發(fā)；控制思想及功能先進完善，程序運行穩(wěn)定可靠，明顯提高了工藝設備作業(yè)率及產(chǎn)品質(zhì)量；人機接口系統(tǒng)完善，畫面形象，信息豐富，操作靈活便捷，信息報警系統(tǒng)完備，減少生產(chǎn)操作定員及其操作強度及誤操率，顯著提高了生產(chǎn)管理及維護的工作效率，減少維護定員，人力成本及維護成本明顯降低。

參考文獻

[1]閆保剛.電石爐配料上料控制系統(tǒng)的研究與設計[D].內(nèi)蒙古科技大學，2012.endprint

摘 要 依據(jù)電石爐加料、配料、上料生產(chǎn)流程生產(chǎn)工藝特點，本文提出了一種新的電石爐加料、配料、上料生產(chǎn)流程自動化控制系統(tǒng)軟件設計方案。

關(guān)鍵詞 加料；配料；混料上料；PLC；WinCC；控制系統(tǒng)

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）23-0053-01

電石生產(chǎn)在中國有一個很長的歷史時期，而且中國一直是電石生產(chǎn)的大國。上料系統(tǒng)是電石生產(chǎn)過程的重要組成部分。過去的電石生產(chǎn)存在上料現(xiàn)場環(huán)境差，手動稱料時間長，配比精度低，混料不均勻感，系統(tǒng)不穩(wěn)定等弊病，造成原料浪費、質(zhì)量不達標及不必要的生產(chǎn)熱停工時間等。

1 系統(tǒng)設計

1.1 系統(tǒng)分析

1）原料加料系統(tǒng)工藝流程。

原料加料系統(tǒng)是電石生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，原料的補給速度、原料的顆粒大小及蘭炭的濕度，都將影響電石爐生產(chǎn)效率及產(chǎn)品的質(zhì)量，因此原料的有序及時補給，原料的烘干及破碎工藝流程是非常重要的。根據(jù)日料倉的料位高度，系統(tǒng)自動完成原料加料工藝流程。

圖1 石灰備置工藝流程

圖2 蘭炭備置工藝流程

2）配料系統(tǒng)工藝流程。

配料崗位的工作質(zhì)量直接影響到電石爐的產(chǎn)品質(zhì)量及設備維護。設置石灰和蘭炭的稱重目標值，發(fā)出配料信號后， PLC發(fā)出驅(qū)動信號，啟動卸料閥、振動給料機進行配料，當稱重傳感器的重量達到設定值時，關(guān)閉卸料閥，停止振動給料機，完成配料流程。

3）混料上料系統(tǒng)工藝流程。

混料上料系統(tǒng)工藝流程圖：配料工藝完成后，收到上料信號，啟動卸料閥、振動給料機，在上料皮帶上完成混料工作，并將混合料通過上料皮帶送至密閉電石爐的環(huán)形加料機內(nèi)，進入爐頂料倉，完成混料上料流程，根據(jù)主控室信號要求自動循環(huán)流程或停止混料上料工藝流程。

1.2 電石爐加料、配料、上料生產(chǎn)流程自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)

方案

1.2.1 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡

電石爐加料、配料、上料生產(chǎn)流程自動化控制系統(tǒng)按二級控制系統(tǒng)設置：基礎級L1、過程級L2，通過網(wǎng)絡連接構(gòu)成完整的自動化控制系統(tǒng)。并留有與MES（L3）級通訊接口。L1是用于生產(chǎn)設備運行監(jiān)控的基礎級控制系統(tǒng)，L2是以過程計算機為中心的車間信息管理、設備數(shù)模控制的過程控制級。

1.2.2 蘭炭加料控制系統(tǒng)

蘭炭加料系統(tǒng)控制采用自動、手動兩種控制方式：

1）自動方式：設定烘干機工作效率及原料最大補給時間，根據(jù)原料倉的蘭炭濕度及日料倉料倉高度，計算完成補給所需時間，當完成補給所需時間等于原料上料設定的最大補給時間時，按照“順停逆啟”的控制方式完成蘭炭原料補給。

2）手動方式：第一種方式：操作人員在上位機上手動點擊設備“運行”、“停止”按鈕完成蘭炭原料補給。第二種方式：操作人員在現(xiàn)場機旁箱操作設備的運行、停止，完成蘭炭原料補給。

1.2.3 石灰加料控制系統(tǒng)

石灰加料系統(tǒng)控制采用自動、手動兩種控制方式：

1）自動方式：設定每批料所需破碎時間及原料最大補給時間，根據(jù)日料倉料倉高度，計算完成補給所需時間，當完成補給所需時間等于原料上料設定的最大補給時間時，按照“順停逆啟”的控制方式完成石灰原料補給。

2）手動方式：第一種方式：操作人員在上位機上手動點擊設備“運行”、“停止”按鈕完成石灰原料補給。第二種方式：操作人員在現(xiàn)場機旁箱操作設備的運行、停止，完成石灰原料補給。

1.2.4 配料控制系統(tǒng)

配料控制系統(tǒng)控制采用自動、手動兩種控制方式：

1）自動方式：設定所需原料重量，當主控室發(fā)出補料信號時，配料系統(tǒng)自動完成配料，并在稱量斗料空后啟動循環(huán)配料程序，直至主控室發(fā)出停止補料信號。

2）手動方式：第一種方式：操作人員在上位機上手動點擊設備“運行”、“停止”按鈕完成配料流程。第二種方式：操作人員在現(xiàn)場機旁箱操作設備的運行、停止，完成配料流程。

1.2.5 混料上料控制系統(tǒng)

混料上料控制系統(tǒng)控制采用自動、手動兩種控制方式：

1）自動方式：當主控室發(fā)出補料信號時，按照“順停逆啟”的控制方式啟動上料流程，并通過對不同料種的下料速度、下料時間的控制，在上料的過程中完成不同料種的混料。

2）手動方式：第一種方式：操作人員在上位機上手動點擊設備“運行”、“停止”按鈕完成混料上料流程。第二種方式：操作人員在現(xiàn)場機旁箱操作設備的運行、停止，完成混料上料流程。

2 系統(tǒng)軟件設計

程序設計編程軟件使用西門子STEP7編程軟件，編制采用以下方法：

1）全局變量表。

在控制系統(tǒng)當中總共有局部變量和全局變量兩種不同類型的變。局部變量只能在定義它的那個程序或功能塊中使用他們不能被其他程序訪問。全局變量可以從任何程全局變量可以從其他任何控制器中訪問。這樣就可實現(xiàn)了在控制器之間傳遞

數(shù)據(jù)。

2）程序模塊化。

功能快（FB）、功能（FC）、系統(tǒng)功能塊（SFB）以及系統(tǒng)功能（SFC）在程序體系中位于組織塊之下。它們包含程序的一部分，這部分程序在OB1中可以多次調(diào)用。

3）主程序。

組織塊OB1是操作系統(tǒng)與用戶程序的接口，用于控制掃描循環(huán)、中斷程序執(zhí)行、PLC的啟動和錯誤處理等。

3 結(jié)論

本文對電石爐加料、配料、上料生產(chǎn)流程自動化控制系統(tǒng)軟件做了詳細陳述，該應用軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)程序設計，結(jié)構(gòu)清晰，便于軟件維護及二次開發(fā)；控制思想及功能先進完善，程序運行穩(wěn)定可靠，明顯提高了工藝設備作業(yè)率及產(chǎn)品質(zhì)量；人機接口系統(tǒng)完善，畫面形象，信息豐富，操作靈活便捷，信息報警系統(tǒng)完備，減少生產(chǎn)操作定員及其操作強度及誤操率，顯著提高了生產(chǎn)管理及維護的工作效率，減少維護定員，人力成本及維護成本明顯降低。

參考文獻

[1]閆保剛.電石爐配料上料控制系統(tǒng)的研究與設計[D].內(nèi)蒙古科技大學，2012.endprint