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1前言
水泥粉磨生產(chǎn)過程是水泥生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)?但在該環(huán)節(jié)上應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)往往未能引起生產(chǎn)廠家的足夠重視?  認(rèn)為只要有好的熟料和一般的配料手段就可以了?其實(shí)不然。該生產(chǎn)過程的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件比較惡劣?工人操作勞動(dòng)強(qiáng)度大?且配料控制和磨機(jī)負(fù)荷控制直接影響產(chǎn)品的產(chǎn)質(zhì)量?用人工或一般控制手段是難以達(dá)到要求的。為改善工人的勞動(dòng)環(huán)境?提高產(chǎn)量質(zhì)量?降低能耗?提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益?很有必要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化?同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制與管理的現(xiàn)代化。
2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
水泥粉磨站生產(chǎn)工藝過程為熟料進(jìn)廠到水泥包裝出廠。從控制角度上可分為水泥粉磨及水泥入庫、水泥出庫及水泥包裝兩大部分。自動(dòng)控制系統(tǒng)從功能上可分為機(jī)電設(shè)備的順序控制、生產(chǎn)過程控制和整個(gè)生產(chǎn)過程的監(jiān)控管理。在本控制系統(tǒng)中采用2臺(tái)SLC503來實(shí)現(xiàn)設(shè)備的順序控制?其中一臺(tái)控制熟料等入庫至水泥入庫間所有設(shè)備的啟停?另一臺(tái)控制水泥出庫到包裝系統(tǒng)中的設(shè)備啟停；用一臺(tái)長皮帶機(jī)稱重儀對(duì)熟料入庫進(jìn)行計(jì)量；4臺(tái)調(diào)速秤控制器對(duì)4臺(tái)調(diào)速皮帶秤進(jìn)行稱重控制?實(shí)現(xiàn)各物料按所需比例進(jìn)行熟料配料?以滿足高質(zhì)量水泥生產(chǎn)的需要；用一臺(tái)磨機(jī)負(fù)荷控制器通過對(duì)磨音、  提升機(jī)功率及粗粉回粉流量的監(jiān)測(cè)?實(shí)現(xiàn)對(duì)磨機(jī)負(fù)荷自動(dòng)控制?以達(dá)到實(shí)現(xiàn)磨機(jī)的高產(chǎn)低耗?穩(wěn)定磨機(jī)生產(chǎn)、均衡磨機(jī)工況、防止飽磨和空磨、提高出磨成品的細(xì)度合格率的目的；用一臺(tái)包裝機(jī)控制器控制包裝機(jī)的準(zhǔn)確計(jì)量和包裝?以保證水泥袋裝合格率。采用一臺(tái)工控機(jī)作為上位機(jī)?上位機(jī)通過兩個(gè)串行口與上述順序控制設(shè)備和過程控制設(shè)備構(gòu)成了整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)（詳見粉磨站控制系統(tǒng)原理框圖）。上位機(jī)完成以下功能：

（1）在 CRT 上顯示整個(gè)生產(chǎn)過程的流程及各設(shè)備運(yùn)行狀況。
（2）對(duì)SLC503可編程序控制器實(shí)施監(jiān)控?通過 SLC503控制生產(chǎn)線上設(shè)備啟停以及主要工藝參數(shù)檢測(cè)。
（3）對(duì)長皮帶機(jī)稱重儀實(shí)施監(jiān)控。
（4）對(duì)包裝機(jī)控制器實(shí)施監(jiān)控。
（5）對(duì)由磨機(jī)負(fù)荷控制器?調(diào)速秤稱重控制器組成的配料系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)控。
上位機(jī)與各控制器之間通過 RS －422異步串口進(jìn)行通信?采用星形主從拓?fù)浼涌偩€型結(jié)構(gòu)?它的優(yōu)點(diǎn)是配置簡單?  便于調(diào)試和擴(kuò)展?且各自保持彼此的獨(dú)立性?不會(huì)因其中一臺(tái)出故障而造成整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。
3.硬件結(jié)構(gòu)
上位機(jī)利用系統(tǒng)中配有的異步通信適配器和兩個(gè) RS － 232串行接口?其中一個(gè)串行口通過 AB 公司PIC（通信接口轉(zhuǎn)換器） 轉(zhuǎn)換成RS －485?再通過 AB 公司的AIC（通信接口隔離器）與兩臺(tái) SLC503相聯(lián)結(jié)?采用 DH－485通信協(xié)議；另一個(gè)串行口通過我們自行設(shè)計(jì)的 RS －232／485卡轉(zhuǎn)換成 RS －485信號(hào)與長皮帶機(jī)稱重儀、包裝機(jī)控制器、調(diào)速秤控制器、磨機(jī)負(fù)荷控制器相聯(lián)?通信協(xié)議符合 AB 公司F ull DF1協(xié)議?使與PLC 的通信相一致。各種控制器都是由我們采用8031單片機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)?都裝有 RS －485異步通信接口?從上位機(jī)、P LC 到單片機(jī)控制器我們均使用工業(yè)級(jí)產(chǎn)品?保證該系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下正常工作?實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的無人值守。
SLC503是美國 AB 公司的小型PLC?支持DH－485協(xié)議和F ull DF1協(xié)議?能工作于惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)?可靠性極高?抗干擾性能強(qiáng)?有較好的價(jià)格性能比?同時(shí)有各種各樣的模塊?能靈活地配置成所需要的系統(tǒng)?其輸入接口能直接接收現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)?其輸出能直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)?通過上位機(jī)的APS 軟件直接對(duì)其編程組態(tài)。S LC503最多可配置960個(gè) I／O 點(diǎn)?平均無故障時(shí)間大于10萬小時(shí)。
4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4．1I ntouch 組態(tài)軟件
上位機(jī)以 Window s95操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)?使用 Intouch 工控組態(tài)軟件?I ntouch 作為一個(gè)實(shí)時(shí)的人機(jī)界面實(shí)用程序的程序生成器?可以產(chǎn)生在管理級(jí)別上的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集程序?可依靠菜單驅(qū)動(dòng)在 Window s95的多任務(wù)環(huán)境下運(yùn)行。在 I n- touch 中主要由兩大部分組成：（1）Window Maker ?它是一個(gè)應(yīng)用開發(fā)環(huán)境?用于建立窗口的圖形顯示?并定義與工業(yè)控制器、I／O 系統(tǒng)和其它窗口應(yīng)用程序的連接。（2）Window View- er ?它是一個(gè)實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境?用于顯示由 Window Maker 建立的圖形窗口?實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行。

4．2S LC503控制軟件
SLC503控制軟件使用 APS 編程軟件編制?APS 軟件應(yīng)用環(huán)境為386以上 IBM  兼容機(jī)?程序的編制使用模塊化結(jié)構(gòu)?分為手動(dòng)程序、自動(dòng)程序、主控程序、故障診斷保護(hù)程序?使用梯形圖編程語言。
4．3DDE 服務(wù)器及通信程序設(shè)計(jì)
由于Intouch 軟件為組態(tài)軟件?所以我們利用 Intouch 的DDE 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換功能與SLC503和單片機(jī)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換?DDE 服務(wù)器程序利用Borland C     ＋＋ 5．0的 DDEML ．H 庫功能函數(shù)設(shè)計(jì)?由于在 Window s95中使用硬件中斷容易引起意想不到的故障?我們把通信設(shè)計(jì)成一個(gè)事件對(duì)象?利用 Window95中特有的線程這一概念?把通信設(shè)計(jì)成線程函數(shù)?不斷地查詢有無數(shù)據(jù)接收到。
具體設(shè)計(jì)如下：在 Window s95中我們可以在收到 W M－ CREAT E 消息時(shí)用CreatFile（） 打開串行口?用 CreteEvent（）建立事件對(duì)象?并建立通信監(jiān)視線程等一次性工作。通信監(jiān)視線程主要用 Wait Comm Event（）函數(shù)等待輸入事件?并在輸入事件發(fā)生時(shí)?向主程序發(fā)送一個(gè)自定義 W M－COM MN O- T IF Y 消息?主程序響應(yīng)這一消息?在處理函數(shù)中用 ReadFile
（）從串行口中讀出輸入字符?在讀操作完成后把事件對(duì)象設(shè)置成有信號(hào)。
這樣通過通信函數(shù)就可以與SLC503和單片機(jī)控制器交換數(shù)據(jù)與信息?并通過 DDE 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)與Intouch 組態(tài)軟件交換數(shù)據(jù)與信息?實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的相互連接?使整個(gè)系  統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行?并在上位機(jī)上能監(jiān)控整條生產(chǎn)線的實(shí)際運(yùn)行狀況?實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的全自動(dòng)化。
5.后語
本控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單可靠?功能較強(qiáng)?自動(dòng)化程度較高?  性能價(jià)格比優(yōu)越?采用了目前較為先進(jìn)的工控技術(shù)及產(chǎn)品? PLC 和單片機(jī)及 IPC 技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)在本系統(tǒng)得到了充分的體現(xiàn)?使系統(tǒng)能較好的適應(yīng)實(shí)際過程的各個(gè)環(huán)節(jié)。目前已應(yīng)用在粉磨站出口項(xiàng)目的實(shí)際設(shè)計(jì)中。

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