基于S7-300 PLC的石灰窑炉控制系统
许星 唐其伟 罗世亮 程良伦
广东工业大学 自动化学院,广州 510090
The application of STEP7-300 in the control system of lime pudding.
Xuxing tanqiwei luoshiliang chenglianglun
(Automation Institute,Guangdong University of Technology,Guangdong 510090)
摘要:可编程控制器以其优越的安全可靠性能,便捷的操作性能使其广泛的应用于自动控制,自动检测等工业领域.本文简要介绍SIMATIC S-300 PLC在石灰窑炉控制系统中实现石头和煤按照设定的配比进行工作,满足了配比高度精确的性能指标.
关键词:TP27-10;STEP7;称重模块;PLC
Abstract: The excellent performance in safety and credibility and the convenient operating performance of the PLC, which makes it applied extensively in the control system and automatic checking up field, etc. The article introduces briefly the application of SIMATIC S-300 and PLC in the automatic controlling field and work in according to the ratio presumed by stone and coal , so it satisfies the performance aim of high-precise ratio.
Key-words: TP27-10; STEP7; weighing-up module ; PLC
1 引言
某化工厂在制碱过程中,作为生产纯碱主要原料的二氧化碳和石灰乳,均通过石灰石与焦炭的燃烧获得.该过程中,焦炭起催化剂的作用,同时燃烧也产生大量的热能,使石头充分的燃烧.称重系统完成石灰石和煤按照一定比例进行配料,然后把配好的物料放进料斗中,通过卷扬机把料斗沿轨道送到石灰窑顶部倒料,完成一次配料送料过程.该厂有数台窑炉,每天消耗物料近两千吨,两种原料的比例对燃烧效果有直接的影响,故系统中的配料的准确性尤为重要.所以准确可靠的称量,稳定高效的控制成为迫切的需求.
系统要求
系统要求石头和煤称重准确,配比精度高,速度快,可靠性高等以满足实际生产纯碱的需要.
系统要求控制模式分为就地手动和PLC控制,控制柜上的配料上料系统的控制选择开关进行控制模式选择.就地手动即所有设备的控制均通过现场的控制箱进行控制,此时PLC仅对现场设备的状态信号称重信号进行采集,此模式多在检修时应用.PLC控制即所有设备的控制逻辑包括配料和上料控制,出灰控制均有PLC来完成.PLC的所有操作均有逻辑和现场信号的保护.在此模式下又分为PLC手动和PLC自动两种控制方式.
在PLC手动模式下,所有的设备控制由值班员通过触摸屏进行单台启动和停止操作.
在PLC自动模式下,操作员所需要做的工作是对系统中需要用到的参数进行设置,启动系统开始的操作及结合现场实际情况作一些临时的应急处理工作.以上所有工作均是通过触摸屏进行的,触摸屏上主页画面有系统设置,手动控制和主控画面等.
系统组成
根据要求,现场显示操作选用TP270,而WinCC进行集中监视和数据存储,报表打印.本系统每个窑炉硬件选择西门子S7-300系列的产品,包括专用电源PS307 5A,CPU315-2DP,2个16路开关量输入DI16xDC24V,1个16路开关量输出DO16xDC24V/0.5A,一个称重模块SIWAREX U-2,TP270型触模屏,2个总线接头,一段PROFIBUS总线.系统结构图如下图1所示.


图1 系统结构
称重模块和人机界面
精确的配比来源于石头和煤称的高度准确,从系统的可靠性,先进性,通讯的能力等方面来考虑,我们选用了SIEMENS公司的SIWAREX称重单元来进行称量.
因为现场石头称用了3个传感器(目的保持石头斗平蘅),而且震动厉害,我们把传感器焊接在底部的钢板上,在焊接前必须保证3个传感器的在同一个水平面上,而且传感器的固定螺丝不可以旋紧,否则会使它支撑了一部分压力,影响称重精度.把现场压力传感器传过来的信号接入专用接线盒前,每个传感器的信号正和信号负电压要求相等.再把接线盒中出来的信号线接入称重模块.然后要对称重模块需进行在线校正,通过一个RS232串口电缆将SIWAREX U和PC机相连,校正软件是SIWATOOL.打开SIWATOOL软件进入数据校正对话框(图2所示).

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