（電氣工程專業(yè)論文）隧道窯控制及管理系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

中文摘要 摘要 作為磚瓦工業(yè)中一種非常重要的燒成設(shè)備，隧道窯在衛(wèi)生陶瓷、耐火材料等 磚瓦產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。隧道窯的測控系統(tǒng)也從早 期的儀表控制發(fā)展到現(xiàn)代控制技術(shù)的應(yīng)用，如p l c 的應(yīng)用，d c s 系統(tǒng)的普及以及 模糊控制技術(shù)的應(yīng)用等。然而，總體上我國隧道窯生產(chǎn)過程自動化程度相對較低， 既嚴(yán)重限制了磚瓦產(chǎn)品質(zhì)量水平的提高，又造成了較大的能源消耗。因此，通過 p l c 的應(yīng)用，系統(tǒng)管理利用d c s 系統(tǒng)，提高我國隧道窯生產(chǎn)過程的自動化水平， 降低能源消耗，具有重要的理論及現(xiàn)實(shí)意義。 本文針對某企業(yè)1 5 6 米高溫隧道窯，在深入分析隧道窯生產(chǎn)工藝要求以及國 內(nèi)外隧道窯自動控制系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r之后，設(shè)計(jì)了一套包括現(xiàn)場控制層、顯示操作 層和信息管理層的集成自動化控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)采用穩(wěn)定性、可靠性高的p l c ( 可編程邏輯控制器) 作為現(xiàn)場控制層的控制器，編程控制采用智能化改進(jìn)型積 分分離p i d 控制器控制壓力和流量，利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建了一個生產(chǎn)管理平 臺，實(shí)現(xiàn)隧道窯生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。它既著眼于窯爐設(shè)備的安全、 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，又著眼于整個企業(yè)的生產(chǎn)管理。通過管理促進(jìn)控制，管控結(jié)合，有效 地提高了窯爐系統(tǒng)的生產(chǎn)效率。該系統(tǒng)采用全集成自動化工程的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)， 整個系統(tǒng)應(yīng)用共同的組態(tài)和編程，共同的數(shù)據(jù)管理與通信，實(shí)現(xiàn)了各層之間的高 度集成。系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，并具有完全的丌放性，使系統(tǒng)具備良好的 可擴(kuò)充性。 在實(shí)際生產(chǎn)過程中良好的運(yùn)行狀況表明，本文開發(fā)的隧道窯計(jì)算機(jī)控制與管 理系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，功能先進(jìn)。降低了工人的勞動強(qiáng)度，降低了能源的消耗，在一 定程度上為隧道窯生產(chǎn)過程自動控制技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了實(shí)踐探索和理論儲備。 關(guān)鍵詞：隧道窯：d c $ 系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；組態(tài)軟件 英文摘要 d e s i g no f t u n n e lk i l nc o n t r o la n dm a n a g e m e n ts y s t e m a b s t r a e t a so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tb u r n te q u i p m e n t si nt h et i l ei n d u s t r y ，t u n n e lk i l n a l r e a d yo b “n o dm o r ea n dm o r ew i d e s p r e a da p p l i c a t i o ni ns a n i t a r yc e r a m i c s ，r e f r a c t o r y m a t e r i a la n do t h e rt i l ep r o d u c t i o np r o c e s s t h em e a s u r i n ga n dc o n t r o ls y s t e mo ft u n n e l l 【i l i la l r e a d yd e v e l o p e df r o me a r l yi n s t r u m e n tc o n t r o lt om o d e r nc o n t r o ls y s t e m s u c ha s p l ca p p l i c a t i o n , d c ss y s t e ma n df u z z yc o n t r o lt e c h n o l o g ya p p l i c a t i o n h o w e v e r , t h e t u n n e lk i l np r o c e s sa u t o m a t i o ni sr e l a t i v e l yl o wc o m p a r et oo t h e rc o u n t r i e s t h a t r e s t r i c t st h ei m p r o v e m e n to ft h et i l ep r o d u c t sq u a l i t y ，a n dr e s u l ti nh u g ee n e r g y c o n s u m p t i o n t h e r e f o r e ，i tw i l lh a v ea ni m p o r t a n tt h e o r ya n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c et o i m p r o v eo u rt u n n e lk i l np r o c e s sa u t o m a t i o nt h r o u g hp l ca p p l i c a t i o nw h i l es y s t e m m a n a g e m e n tt h r o u g hd c ss y s t e m t h i sa r t i c l ea i m sa to n ee n t e r p r i s e st u n n e lk i l ns y s t e mw i t h1 5 6m e t e r sl o n g h i 【g h - t e m p e r a t u r et u n n e lk i l l l a f t e ra n a l y z i n gt u n n e lk i l np r o c e s sr e q u i r e m e n t sa n di t s a u t o m a t i cc o n t r o ls y s t e md e v e l o p m e n ts t a t u si nd o m e s t i ca n da b r o a d ，d e s i g n e das e to f i n t e g r a t e da u t o m a t i cc o n t r o ls y s t e mc o n s i s t so f o n - s i t eo p e r a t i n gf l o o r , d i s p l a yo p e r a t i n g f l o o ra n di n f o r m a t i o nm a n a g e m e m t h i sc o n t r o ls y s t e ma d o p t st h es t a b l ea n dr e l i a b l e p l ca sc o n t r o l l e r ；i tf o r m e dap l a n ts u p e r v i s i o np l a t f o r mt h r o u g ha d v a n c e dn e t w o r k t e c h n o l o g y i tc o n s i d e r e dt h et u n n e lk i l ne q u i p m e n t ss a f e t y ，e c o n o m i co p e r a t i o n , a l s o f o rt h ew h o l ee m e i p r i s ep r o d u c t i o nc o n t r 0 1 t oa c c e l e r a t ec o n t r o lt h r o u g hm a n a g e m e n t ， w ec o m b i n e dc o n t r o la n dm a n a g e m e mt o g e t h e r ；t h e r e f o r e ，t h ep r o d u c t i o ne f f i c i e n c yo f t h et u n n e lk i l nw a si m p r o v e de f f e c t i v e l y t h i sc o n t r o ls y s t e md e s i g n e da c c o r d i n gt o f u l l yi n t e g r a t e da u t o m a t i ce n g i n e e r i n gt h e o r y ，t h ew h o l es y s t e ma p p l i e dt h es a m e c o n f i g u r a t i o na n dp r o g r a m ，t h es a n l ed a t am a n a g e m e ma n dc o m m u n i c a t i o ns y s t e mt o r e a l i z eh i g hi n t e g r a t i o na m o n ga l ll e v e l s t h i ss y s t e ma d o p t sm o d u l a r i z e dc o n f i g u r a t i o n , p o s s e s sw h o l l yo p e n n e s si no r d e r t ok e e pt h es y s t e mw e l le x p e n d a b i l i t y t h ep r a c t i c a lp r o c e s sp e r f o r m a n c ei n d i c a t e st h et u n n e lk i l nc o n t r o ls y s t e ma n dt h e m a n a g e m e n ts y s t e mt h a tw ee x p l o i ti sr e a s o n a b l ea n dw i t hs u f f i c i e n tf u n c t i o n s ，t h a t d e c r e a s e dh u m a nw o r k l o a da n de n e r g yc o n s m n p t i o n , a n dt h e o r yp r e p a r a t i o nf o rt u n n e l k i l np r o c e s sa u t o m a t i cc o n t r o lt e c h n o l o g yd e v e l o p m e n ti nac e r t a i ne x t e n t k e yw o r d s ：t u n n e lk i l n ；d c ss y s t e m ；n e t w o r k ；c o n f i g u r a t i o ns o f t w a r e ； 大連海事大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：本論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果， 撰寫成碩士學(xué)位論文 ：隧道窒控劍叢筐堡丞統(tǒng)遮讓：。除論文中已經(jīng)注明引 用的內(nèi)容外，對論文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式 標(biāo)明。本論文中不包含任何未加明確注明的其他個人或集體己經(jīng)公開發(fā)表或未公 開發(fā)表的成果。 本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 論文作者簽名： 舌五叼年i 。月2 6 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者及指導(dǎo)教師完全了解“大連海事大學(xué)研究生學(xué)位論文提交、 版權(quán)使用管理辦法”，同意大連海事大學(xué)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論 文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大連海事大學(xué)可以將本 學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，也可采用影印、縮印或掃 描等復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文。 保密口，在年解密后適用本授權(quán)書。 本學(xué)位論文屬于：保密口 不保密口( 請?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“”) 論文作者繇王飛導(dǎo)師簽名盡， 日期：2 唧年i 月“日 隧道窯控制及+ 1 1 系鱸! 殳 第1 章緒論 我國市場經(jīng)濟(jì)的建立與發(fā)展，要求我國的磚瓦及陶瓷企業(yè)必須在管理方面適應(yīng)新的 趨勢，而這一趨勢就包括計(jì)算機(jī)在企業(yè)生產(chǎn)控制與管理中的應(yīng)用。該系統(tǒng)主要是從兩方 面實(shí)現(xiàn)，一是應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行窯爐自動控制，二是應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行企業(yè)的系統(tǒng)管理i 1 1 。 耐火制品燒成的熱工設(shè)備主要有兩大類。一類為連續(xù)式窯隧道窯，其主體為一條類 似鐵路隧道的長通道，通道兩側(cè)用耐火材料和保溫材料砌成窯墻，上面為由耐火材料和 保溫材料砌筑的窯頂，下部為由沿窯內(nèi)軌道移動的窯車構(gòu)成的窯底。隧道窯屬于逆流操 作的熱工設(shè)備。沿窯長分為預(yù)熱，燒成，冷卻三帶。制品與氣流依相反方向運(yùn)動，在三 帶中依次完成制品的預(yù)熱，燒成，冷卻過程。隧道窯兩端設(shè)有窯門，每隔一定時陽j 將裝 好制品( 磚坯) 的窯車推入一輛，同時裝有已燒成制品的窯車彼頂出一輛。目前在大中 型耐火廠廣泛采用隧道窯。另一類為間歇式窯，主要為倒焰窯，近年來在倒焰窯的基礎(chǔ) 上又發(fā)展起梭式窯，鐘罩窯，半隧道窯等。燒成是耐火制品生產(chǎn)的最后一道工序，它將 最終決定產(chǎn)品的性質(zhì)，因此對整個生產(chǎn)過程來說是尤為重要。隧道窯作為磚瓦工業(yè)中一 種非常重要的燒成設(shè)備，具有許多優(yōu)點(diǎn)【2 】。 ( 1 ) 機(jī)械化、自動化程度高，勞動強(qiáng)度低，生產(chǎn)能力大，應(yīng)用范圍廣。 ( 2 ) 操作環(huán)境良好，裝卸窯車均在窯外，常溫下進(jìn)行。 ( 3 ) 使用壽命較長，比較好的隧道窯可以使用十幾年。 ( 4 ) 熱效率高，由于充分利用燃料燃燒熱量在預(yù)熱帶將磚坯和空氣預(yù)熱，以及具 有固定的預(yù)熱，燃燒及冷卻帶。 基于此，隧道窯在耐火材料，陶瓷和建筑材料工業(yè)的生產(chǎn)過程中已經(jīng)得到了越來越 廣泛的應(yīng)用。研究隧道窯生產(chǎn)過程的自動化具有重要的理論及現(xiàn)實(shí)意義。本文的研究工 作就是圍繞隧道窯生產(chǎn)過程的自動控制問題展開的。 1 1 隧道窯生產(chǎn)工藝及結(jié)構(gòu) 1 11 隧道窯生產(chǎn)工藝 隧道窯是耐火材料，陶瓷和建筑材料工業(yè)中最常見的連續(xù)式燒成設(shè)備。其主體為一 條類似鐵路隧道的長通道。通道兩側(cè)用耐火材料和保溫材料砌成窯墻，上面為由耐火材 料和保溫材料砌筑的窯頂，下部為由沿窯內(nèi)軌道移動的窯車構(gòu)成的窯底。 第l 蓋緒論 隧道窯屬于逆；氕猱咋的碘工設(shè)備。沿。；長分為預(yù)熱，燒成，冷卻三帶。制話與。流 依栩反方刁運(yùn)動，i i 三營j ，依次完成，：i 品i 勻預(yù)熱，燒威，冷。：過程i3 1 。隧道謄兩靖臣有 窯門，每隔一定時問將裝好制品( 磚坯) 的窯車推入一輛，同時裝有已燒成制品的窯車 被頂出輛。 圖1 1 隧道窯工藝流稃圖 f i g 1 1n l et e c h n i c a lf l o w c h a r to ft u n n e lk i l n 其工作過程如圖1 1 所示。由該圖i ，以看出，窯車進(jìn)入預(yù)熱帶后，車上制品首先j 來自燒成帶的燃燒廢氣接觸并被加熱。而后隨著窯耳：移動進(jìn)入燒成帶，借助燃料燃燒放 出大量熱，達(dá)劍燒成最高玨i 度并經(jīng)過一定保溫h 4n u 后制t f i 被燒成。燒成制品至冷卻帶， 與鼓入的大貫冷空氣相遇，制品被冷卻后出窯。 冷卻制品用的宅氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)從冷卻帶兩側(cè)窯墻及窯頂送入窯內(nèi)，空氣在冷卻制；引司 時本身被加熱。由于冷卻風(fēng)量大，超出燃料燃燒所需的空氣量，岡此只有一部分熱風(fēng)供 給燃燒使用，另一部分則可抽出，作為磚坯干燥的熱源或另作他用。燃料燃燒所產(chǎn)生的 高溫?zé)煔庋厮淼栏G流入預(yù)熱帶，在加熱制品的同時本身被冷卻，最后經(jīng)排煙機(jī)，煙囪排 出。 由以上分析可以看出，隧道窯中由于制品和氣流按逆流方向運(yùn)動，燒成制品及廢氣 熱量都得到較充分的利用，因此較間歇式窯爐熱效率高。 隧道窯各帶長度應(yīng)根據(jù)制品燒成曲線來確定，一般原則是： ( 1 ) 為了更好地利用熱量，預(yù)熱帶躍度應(yīng)根據(jù)排出廢氣溫度來確定，一般廢氣溫 度低于2 5 0 0 c 。( 本隧道窯4 0 0 0 c ) ( 2 ) 燒成帶( 設(shè)置燒嘴的部分) 長度應(yīng)按制品愛終燒成溫度所需持續(xù)時間的長短 而定。 冷卻帶長度應(yīng)根掘出窯制品的溫度來確定，一般應(yīng)低于1 0 0 。c 。 因此我們可以看出，在隧道窯的控制中，最重要的就是壓力和溫度的控制。 由于窯內(nèi)復(fù)雜的氣流運(yùn)動，沿窯長方向形成一定的靜壓強(qiáng)分布規(guī)律，即所謂的隧道 窯壓力制度。在冷卻帶由于鼓入大磚冷空氣，而形成正壓。在預(yù)熱帶由于排煙機(jī)和嫻囪 隧道窯控制及管理系鱸致：j 的抽力伊司而彤。戎負(fù)壓。因此在正壓與負(fù)壓之間仃一靜l j 強(qiáng)為零。窯內(nèi)壓力制度的確定， 肘，。廉正燒成孟度的穩(wěn)定，燃： 消耗量的降低，i 垛i i 面燒成的均勻洼以，殳減少漏t ：， 改善操作條件等方面都具有重要意義。在本系統(tǒng)中壓力的控制器設(shè)計(jì)采用智能化改進(jìn)型 積分分離p i d 控制器，合理控制窯內(nèi)壓力，保證隧道窯的穩(wěn)定運(yùn)行。 隧道窯溫度制度的穩(wěn)定對產(chǎn)品質(zhì)量起著重要作用，在隧道窯中應(yīng)具有完整的溫度制 度控制系統(tǒng)。而窯溫度制度的穩(wěn)定主要是保證燒成帶溫度的穩(wěn)定。而燒成帶的溫度與燃 料熱值，供給量，燃料空氣比例，一，二次空氣比例及溫度，推車時間，窯車裝磚量和 裝窯圖等因素有關(guān)。 1 12 隧道窯的物理結(jié)構(gòu)與功能分區(qū) 根掘生產(chǎn)工藝流程的介紹可知，隧道窯的結(jié)構(gòu)包括：截面尺寸和長度，窯頂結(jié)構(gòu)， 窯墻結(jié)構(gòu)，隧道窯各帶結(jié)構(gòu)及裝置，窯車和窯的密封結(jié)構(gòu)。沿窯長分為預(yù)熱，燒成，冷 卻三帶。 預(yù)熱帶窯墻排煙裝置 在燒成帶產(chǎn)生的燃燒廢氣需經(jīng)設(shè)在預(yù)熱帶窯墻上的排煙孑l 排出窯外，排煙孔設(shè)在兩 側(cè)窯墻并靠近車臺平面，這樣可使隧道窯窯車上面的氣流向下流動，從而減少上下溫差。 排煙孔的數(shù)目根據(jù)隧道窯類型不同而不同。少的3 5 對，多的達(dá)十幾對。多設(shè)排煙 孔的目的是為了靈活的調(diào)節(jié)升溫曲線，然而如果從靠近燒成帶的部位排出過多的煙氣， 會浪費(fèi)較大的熱量，但排出的廢氣量過少又起不到調(diào)節(jié)溫度曲線的作用。所以，排煙孔 的數(shù)目應(yīng)結(jié)合窯爐具體情況加以確定。 燒成帶一次空氣送風(fēng)裝置 燃料燃燒所需的一次空氣，可由風(fēng)機(jī)從冷卻帶抽出部分熱空氣送至各燒嘴，由于風(fēng) 機(jī)材質(zhì)限制，抽引空氣溫度不超過2 5 0 0 c 。 冷卻帶抽熱風(fēng)裝置 為使制品有效地冷卻，從冷卻帶鼓入的冷風(fēng)量比燃燒所需的空氣量要大，因此，熱 空氣在進(jìn)入燒成帶之前要從窯內(nèi)抽出一部分。為避免燒成帶煙氣向冷卻帶倒流，抽熱風(fēng) 孔位置不宜太靠近燒成帶，一般距燒成帶9 米左右。 冷卻帶送風(fēng)方式和送風(fēng)裝置 芽1 章緒論 冷：印帶自。送風(fēng)方式有分文送風(fēng)和集蘆送肛兩；形j 1 ：。本疆道葑在冷卻孑出 ，窯頂上 凌霞i j ：，j 軸流風(fēng)覘，引起乏j 鉑一h 下循，f 漉動，以趕高冷j 效果。 1 2 國內(nèi)外隧遵窯自動控制系統(tǒng)現(xiàn)狀、前孽和意義 121 隧道窯自動控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀 隧道窯作為磚瓦工業(yè)的主要撓成設(shè)備已經(jīng)歷了多年的成氏和發(fā)展，相比于其他類型 的工業(yè)窯爐來說，自動化程度較高。但是國內(nèi)現(xiàn)有隧道窯的控制大多還停留在常規(guī)儀表 控制的水平上，實(shí)現(xiàn)溫度自動調(diào)節(jié)的不是很多，控制水平較為低下?？刂葡到y(tǒng)的這一現(xiàn) 狀產(chǎn)生了大量的工業(yè)問題：一是造成操作人員多，勞動強(qiáng)度大；二是導(dǎo)致窯爐運(yùn)行不穩(wěn)定， 造成產(chǎn)品質(zhì)量差異較大；三是熱損失較大，造成能源浪費(fèi)【“。 近年來，隨著計(jì)算機(jī)硬件水平和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，隧道窯自動控制設(shè)備的硬件 配置也已從傳統(tǒng)的模擬儀表、數(shù)字儀表發(fā)展到計(jì)算機(jī)控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從集中式控制、分 布控制向計(jì)算機(jī)集成管理控制系統(tǒng)方向發(fā)展f 5 o 國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)及相關(guān)企業(yè)在諺領(lǐng)域做了大量的工作，并取得了顯著的成績，使我國 隧道窯自動控制的水平逐步提高。例如，鐵道抖學(xué)院自主研發(fā)的隧道窯多變量智能控制 及管理系統(tǒng)，是專門針對我國現(xiàn)有工業(yè)隧道窯特點(diǎn)而設(shè)計(jì)制造的。適用于以重油、輕油 以及清潔燃?xì)鉃橹饕剂系墓I(yè)窯爐。該系統(tǒng)采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)通 信以及智能控制技術(shù)，無論在控制方式、性能、功能、可靠性和靈活性方面都具有很高 的性能價(jià)格比，是代表未來發(fā)展方向的新一代工業(yè)窯爐自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)控制精度 達(dá)到國外同類窯爐先進(jìn)水平【。， 從國外引進(jìn)先進(jìn)窯爐進(jìn)行消化和吸收，也是國內(nèi)隧道窯自動控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展 的方式之一。例如，廣東佛山市某企業(yè)從西德r i e d h a m m e r 公司引進(jìn)了一條t w l 2 0 3 0 0 7 5 型隧道窯，這條窯采用以微機(jī)為基礎(chǔ)的小型分布式控制系統(tǒng)( d c s ) ，實(shí)現(xiàn)了窯爐生產(chǎn)過 程集中操作和分散控制，提高了窯爐的熱工性能和節(jié)能水平【7 1 。 國內(nèi)部分先進(jìn)企業(yè)的隧道窯自動控制也己經(jīng)具有了較高的水平。例如，黃岡某侖業(yè) 隧道窯的溫度、壓力、氣氛及流量等均采用先進(jìn)的多變量模糊控制( f c ，f u z z yc o n t r 0 1 ) 結(jié)合p i d 控制的計(jì)算機(jī)自動控制技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)、模糊控制器、可編程序控制器( p l c l 和智能儀表，實(shí)現(xiàn)了高精度的雙回路串級自動調(diào)節(jié)、控制和管理i8 1 。 4 隧道窖控制及管理誓統(tǒng)沒計(jì) 綜合評價(jià)，國外薪翟遂道窯自動控制樂統(tǒng)的總體水f 好于我國，并正向著更快、更 輕、更好、更少的方向發(fā)展。一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)啦西方一家，在磚瓦業(yè)中己買現(xiàn)了工1 全自 動化生產(chǎn)，無論窯斷面大小如何，從碼窯車開始，到窯車運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)、頂車、燒成、窯內(nèi) 溫度和壓力的監(jiān)控，到各風(fēng)閘的動作，窯門升降全部實(shí)現(xiàn)自動控制。 在新型隧道窯自動控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，歐洲和日本都有長足進(jìn)展。例如，已經(jīng)在西 班牙投入使用的一座鋼外殼隧道窯采用了大功率的過程控制計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)同存儲程 序控制裝置和數(shù)字調(diào)速器一起以最佳效果控制著隧道窯的運(yùn)行。該套系統(tǒng)中成功應(yīng)用了 精心設(shè)計(jì)的菜單技術(shù)，通過彩色的工藝過程圖像為用戶提供了大量有用信息，并且操作 簡便。該系統(tǒng)能夠模擬隧道窯全部重要部件及管道的運(yùn)行狀況。過程參數(shù)的測量值，設(shè) 定值以及工藝過程的狀態(tài)信息實(shí)時的反映在大屏幕顯示器上。當(dāng)產(chǎn)品或噸位數(shù)發(fā)生變化 時，燒成曲線會全自動的適應(yīng)該變化，并以最快速度中止所有臨界邊緣條件，如加熱和 冷卻速度等。這種現(xiàn)代化的數(shù)字硬件調(diào)速器借助友好的人機(jī)交互界面從過程計(jì)算機(jī)獲得 設(shè)定值和設(shè)定參數(shù)。由于調(diào)節(jié)系統(tǒng)始終參與生產(chǎn)過程而不是在計(jì)算機(jī)可能出現(xiàn)故障時才 開啟，這樣就可以確保較高的運(yùn)行可靠性【9 】。 德國r i e d ha m m e r 燃?xì)鈚 w 6 5 2 1 0 7 5 g 現(xiàn)代輕型隧道窯的控制系統(tǒng)大體由四個 部分組成：a 、電機(jī)系統(tǒng)；b 、輸車系統(tǒng)；c 、熱工檢測及自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)；d 、工況監(jiān)護(hù)及報(bào)警 系統(tǒng)。全部由微機(jī)自動調(diào)節(jié)和控制。整個控制系統(tǒng)包括：電子自動點(diǎn)火、火焰探測、噴嘴 火焰回流防爆。自動調(diào)溫及比例調(diào)節(jié)壓力，推車超壓報(bào)警，煤氣閥聯(lián)鎖自動啟閉等功能。 操作人員通過人機(jī)交互界面設(shè)定溫度、壓力、氣氛、流量、燃起與助燃風(fēng)調(diào)節(jié)比值等主 要的過程參數(shù)。自動顯示、記錄儀表具有顯示窯爐運(yùn)行狀況或記錄歷史曲線的功能 1 0 1 。 為進(jìn)一步提高耐火材料生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和管理水平，奧地利的一些耐火材料生 產(chǎn)廠家也己經(jīng)廣泛采用了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。這些計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)一方面實(shí)現(xiàn)窯溫、窯壓 等參數(shù)的自動調(diào)節(jié)，設(shè)定值的修改、趨勢圖的繪制以及報(bào)警等功能；另一方面可以對窯內(nèi) 溫度、壓力分布情況、各臺車的生產(chǎn)信息等重要的質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和記錄，并將這些 重要的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，便于對歷史生產(chǎn)信息的查詢和分析。 但是由于隧道窯生產(chǎn)過程足典型的熱工生產(chǎn)過程，因此，窯內(nèi)的溫度直接影響著燒 成產(chǎn)品的質(zhì)量。通常情況下，為了使產(chǎn)品達(dá)到要求的技術(shù)指標(biāo)，在焙燒過程中必須嚴(yán)格 保證燒成帶各區(qū)溫度符合技術(shù)部門下發(fā)的燒成曲線，同時盡可能保持窯內(nèi)溫度制度的穩(wěn) 定。 5 第1 毒緒論 從控制對舅動悉特性。7 j 角度講，饈道善是屬于具有對變性、大滯后、多于擾的熱工 過。各凋節(jié)參數(shù)與被誦多：，之間存在舂多層次的交叉藕合作用【= “。目芘，在實(shí)際遼i 中廣泛采用傳統(tǒng)的p i d 方式對燒成帶備區(qū)鄉(xiāng)- 別進(jìn)行控制，盡管這種方式能夠基本實(shí)現(xiàn)各 區(qū)溫度的自動調(diào)節(jié)，但是由于多變量相互羯合，使p i d 的參數(shù)整定很復(fù)雜，而且控制速 度慢、系統(tǒng)超凋大，控制效果并不十分理想。 因此，如何進(jìn)一步提高燒成帶溫度控制的精度和穩(wěn)定性，己經(jīng)成為隧道窯自動控制 中的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。 隨著智能控制方法的快速發(fā)展，針對上述問題的研究取得了一定的進(jìn)展。文獻(xiàn)中認(rèn) 為，對此種復(fù)雜的生產(chǎn)過程，有經(jīng)驗(yàn)的操作工人卻能憑經(jīng)驗(yàn)使系統(tǒng)基本正常運(yùn)行，主要 是對整個系統(tǒng)有綜合判斷能力，即具有模糊控制能力?；诖?，該文章嘗試了f u z z y ( 模 糊) 掙制和p i d 控制棚結(jié)合的控制系統(tǒng)，并取得了較好的控制效果。文獻(xiàn)中也對。e 隧 道窯溫度控制中使用模糊控制方法進(jìn)行了探討，并對傳統(tǒng)模糊控制方法進(jìn)行了改迸【l ”。 近年朱，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在解決與隧道窯過程類似的溫度過程的控制問題中得到了越來越 廣泛的應(yīng)用。文獻(xiàn)中建立了一種基于d r n n 神經(jīng)剛絡(luò)的p i d 控制器，該控制器具有參 數(shù)自整定，多輸入多輸出特點(diǎn) 1 ”。文獻(xiàn)中采用p i d 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)在線學(xué)習(xí)，根據(jù)對象過 程參數(shù)調(diào)整控制作用，達(dá)到了系統(tǒng)解耦和控制的目的【i ”。 盡管前人已經(jīng)在該領(lǐng)域的某些方向進(jìn)行了深入的研究，但由于這些方法或要求大量 操作經(jīng)驗(yàn)，或結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性差，要將其應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)過程還有許多工作要做。 1 2 2 隧道窯自動控制系統(tǒng)的前景 雖然目前隧道窯生產(chǎn)過程的自動化己經(jīng)取得了長足的進(jìn)步，但是限于現(xiàn)有的技術(shù)和 工藝水平，并沒有真正實(shí)現(xiàn)隧道窯生產(chǎn)的全過程自動化。隨著自動控制技術(shù)的不斷進(jìn)步， 隧道窯生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，隧道窯自動控制系統(tǒng)將更加完善，體現(xiàn)隧道窯特性的溫度 制度和壓力制度將實(shí)現(xiàn)智能優(yōu)化控制，控制系統(tǒng)將具有更高的精度、更快的速度以及更 強(qiáng)的抗干擾性能。例如，窯爐監(jiān)控系統(tǒng)能夠根據(jù)己經(jīng)設(shè)定的燒成制度，對窯內(nèi)發(fā)生的各 種變化自動進(jìn)行調(diào)控。當(dāng)系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)發(fā)生變化時，控制系統(tǒng)將驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)對相應(yīng)參 數(shù)做出調(diào)整”。隧道窯的輔助過程也將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)f j 動化、一體化。例如，隧道窯的進(jìn) 車、出車、窯門升降按預(yù)先設(shè)定的程序自動完成，在無人干預(yù)的情況下，窯車能在回車 線上順利完成碼坯，磚坯轉(zhuǎn)運(yùn)，卸磚，返網(wǎng)等作業(yè)。利用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全過程自 隧道窯控韋j 致管理互統(tǒng)設(shè)干 動化控制乩遴道窯可以準(zhǔn)確，及時、靈敏地調(diào)整各項(xiàng)熱工參數(shù)，強(qiáng)少對操作經(jīng)驗(yàn)的依賴， 降 i 操作人員的勞毛強(qiáng)度；提高：j 爐運(yùn)行穩(wěn)定性，進(jìn)一步改善產(chǎn)品的質(zhì)量，增七j 產(chǎn)未的產(chǎn) 量；并且進(jìn)一步降低能耗，減少能源浪費(fèi)。 1 2 3 開發(fā)隧道窯自動控制系統(tǒng)的意義 我國現(xiàn)有隧道窯在生產(chǎn)效率、節(jié)能、節(jié)約耗書于、熱能利用( 熱效率) 、控制操作及環(huán) 境保護(hù)等方面的技術(shù)和管理水平還比較落后。這種落后的生產(chǎn)工藝和技術(shù)水平，使得我 國磚瓦工業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量仍處于較低水平，嚴(yán)重制約了我國磚瓦行業(yè)的發(fā)展。同時，我國 還是一個人口眾多，資源相對匾乏的國家，這樣的國情要求我們必須不斷提高技術(shù)水平， 逐步降低隧道窯生產(chǎn)過程中的能耗。通過技術(shù)引進(jìn)雖然有助于快速提高我國隧道窯生產(chǎn) 過程的技術(shù)水平，但是由于無法獲取關(guān)鍵技術(shù)，阻礙了對引進(jìn)系統(tǒng)的消化吸收。而且， 少數(shù)由國外高價(jià)引進(jìn)的全套控制系統(tǒng)，也由于缺乏必要的維護(hù)措施，運(yùn)行效果并不理想。 因此開發(fā)適合我國國情的高水平隧道窯生產(chǎn)過程自動控制系統(tǒng)是提高我國磚瓦產(chǎn)品質(zhì) 量和管理水平的必由之路。 1 3 本文的主要工作 本文以某企業(yè)自動化生產(chǎn)系統(tǒng)中1 5 6 米高溫隧道窯計(jì)算機(jī)控制與管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和 開發(fā)工作為主要內(nèi)容，采用穩(wěn)定性、可靠性高的p l c ( 可編程邏輯控制器) 作為現(xiàn)場控 制層的控制器，采用智能化p 1 d 控制，較好的完成了隧道窯壓力、溫度、流量的控制， 以及隧道窯窯門、拉車機(jī)及推車機(jī)的連鎖控制，利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建了一個生產(chǎn)管 理平臺，實(shí)現(xiàn)隧道窯生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，提高控制系統(tǒng)的自動化水平和 企業(yè)的管理水平。通過管理促進(jìn)控制，管控結(jié)合，有效地提高了窯爐系統(tǒng)的生產(chǎn)效率， 并對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)適應(yīng)節(jié)能改造。該系統(tǒng)采用全集成自動化工程的思想進(jìn) 行設(shè)計(jì)，整個系統(tǒng)應(yīng)用共同的組態(tài)和編程，共同的數(shù)據(jù)管理與通信，實(shí)現(xiàn)了各層之問的 高度集成。系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，并具有完全的開放性，使系統(tǒng)具備良好的可擴(kuò) 充性。 1 4 本文的結(jié)構(gòu)布局簡介 ( 1 ) 緒論：隧道窯結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝，隧道窯自動控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀、前景和意義。 ( 2 ) 過程控制與管理的基本理論：d c s ，p l c ，組態(tài)軟件，p i d 控制算法器。 第1 章緒論 現(xiàn)。 f 3 ) 系藐受計(jì)：計(jì)算機(jī)控制與管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，控制歹統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，管，三系統(tǒng)箋實(shí) ( 4 ) 試驗(yàn)結(jié)果：生產(chǎn)信息管理功能的實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能的實(shí)現(xiàn)。 ( 5 ) 結(jié)論：安全可靠，運(yùn)行穩(wěn)定，功能先進(jìn)，操作方便，節(jié)約能源。 隧董窯扛、韋i 及管強(qiáng)；統(tǒng)設(shè) 第2 章過程控制與誓理的基本理論 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對于改變社會的生產(chǎn)面貌，推動人類文明向前發(fā)展，具有及其重 要的意義。特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)高水平的自動化提供了強(qiáng)有 力的技術(shù)工具，給生產(chǎn)過程自動化的發(fā)展帶來了深遠(yuǎn)的影響，生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)已經(jīng) 從常規(guī)儀表和繼電邏輯控制系統(tǒng)，發(fā)展到了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng) 域非常廣泛，涉及到工業(yè)、國防和民用的各個領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)、自動 控制理論和自動化儀表等技術(shù)為基礎(chǔ)，將這些技術(shù)集成起來構(gòu)成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。典型 的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有直接數(shù)字控制( d d c ) 、集散控制系統(tǒng)或分散控制系統(tǒng)( d c s ) 、 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)( f c s ) 、可編程控制器系統(tǒng)( p c s ) 0 7 。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展實(shí) 現(xiàn)了管理、控制一體化的要求，使企業(yè)的管理信息系統(tǒng)、技術(shù)信息系統(tǒng)與生產(chǎn)過程 自動控制系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)c i m s 或計(jì)算機(jī)集成過程系 統(tǒng)c i p s 18 1 。 2 1 分散控制系統(tǒng)( d o s ) 分散控制系統(tǒng)( d c s ) 亦稱集散控制系統(tǒng)，其本質(zhì)是采用分散控制和集中管理的設(shè) 計(jì)思想，分而自治和綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)原則，采用層次化的體系結(jié)構(gòu)，從下到上依次分為 直接控制層，操作監(jiān)控層、生產(chǎn)管理層和決策管理層【1 9 1 。 集散控制系統(tǒng)最初產(chǎn)生于7 0 年代中期，它是4 c 技術(shù)( 即計(jì)算機(jī)c o m p m e r ，控制 技術(shù)c o n t r o l ，通信技術(shù)c o m m u n i c a t i o n 和c r t 顯示技術(shù)) 綜合的產(chǎn)物，其核心是微型 計(jì)算機(jī)。可以說集散控制系統(tǒng)是一種以微型機(jī)為主的分級分布式微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。 0 0 基礎(chǔ)控制級 0 望 j 工業(yè)過程現(xiàn)場i 圖2 1 集散控制系統(tǒng)組成 f i g ，2 1t h es t r u c t u r eo fd i s t r i b u t e dc o n t r o ls y s t e m 芽2 奄過稃記割與管理的墓太理論 集敦控：列系統(tǒng)具有一般_ ：十筍機(jī)控制系統(tǒng)2 引筍去：進(jìn)精度高，響應(yīng)速主眵的優(yōu)點(diǎn)， 尉時之還具有常規(guī)淡表控制j ，：為：安全呵專：，紀(jì)置靈靠i 以及難護(hù)方便甕先，r i 剛。 圖2 1 為典型集散控制系統(tǒng)的基本組成。其具有分層結(jié)構(gòu)，可劃分為三個層次，分 別為摹礎(chǔ)釜制級，操作監(jiān)控級和生產(chǎn)管理級。對于不同的生產(chǎn)過程，可根振：其對自動控 制系統(tǒng)復(fù)雜程度的要求選用第二，第三級。 2 2p k 0 可編程控制器 p l c 于6 0 年代末期在美因首先出現(xiàn)，目的是用來取代繼電器，執(zhí)行邏輯、計(jì)時、 計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔。陸程序控制系統(tǒng)。1 9 7 6 年正式命名，并給予定義：p l c 是一種數(shù)字控制專用電子計(jì)算機(jī)，它使用了可編程序存儲器儲存指令，執(zhí)行諸如邏輯、 順序、計(jì)時、計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過模擬和數(shù)字輸入、輸出等組件，控制各種機(jī)械 或工作程序。自1 9 7 3 年提出第一臺以微處理器為基礎(chǔ)的窄制器以來，它逐步完善，并 最終形成功能齊全、安全可靠的數(shù)字式分散控制系統(tǒng)d c s 。它的7 k 能大大優(yōu)_ 了+ 以住任何 一種控制系統(tǒng)。 p l c 的市場的潛力是巨大的，不僅在我國，即使在工業(yè)發(fā)達(dá)的同本也有調(diào)奄表明， p l c 配套的機(jī)電一體化產(chǎn)品的比例占4 2 ，采用繼電器、接觸器控制尚有2 4 。所以說， 需要應(yīng)用p l c 的場合還很多，在我國就更是如此了。 2 2 1p k 0 的硬件和軟件 關(guān)量為主的順序控制自動化產(chǎn)品，但隨著其功能的提高已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種控制領(lǐng) 域。p l c 一般提高強(qiáng)大的開發(fā)環(huán)境( 如西門子公司的s i m a t i c 7 ) ，除了提1 ： l ：梯形圖等 開發(fā)語言外，還能提供c 語言等高級編程語言，能夠輕松應(yīng)付含有大量復(fù)雜控制【司路和 人機(jī)交( 1 ) p l c 的分類 p l c 在9 0 年代已經(jīng)形成微、小、中、大、巨型多種p l c 。按i o 點(diǎn)數(shù)分，可分為： 微型p l c ：3 2 i o 小型p l c ：2 5 6 i 0 中型p l c ：1 0 2 4 i 0 大型p l c ：4 0 9 6 i o 巨型p l c ：8 1 9 5 i o 1 0 隧苣窖控制及管曼系統(tǒng)一2 汁 近年泉有單機(jī)支持3 c ，j 畫路和6 5 0 0 0 點(diǎn)i o 的大型系統(tǒng)對應(yīng)中型p l c 以上，均采用 1 6 位3 2 也? c p u ，微、小型p l c 原采辱j8 位c i ，u ，現(xiàn)在根掘通訊等方面互求，有的也 改用1 6 位3 2 位c p u 。由于i ，o6 4 點(diǎn)以下p l c 銷售額占整個p l c 的4 7 ，6 4 點(diǎn)2 5 6 點(diǎn)的占3 1 ，合計(jì)位整個p l c 銷售額的7 8 ?？删幊炭刂葡到y(tǒng)的核心是可編程邏輯控 制器p l c 。p l c 是一種專門為了在i j k 環(huán)境下運(yùn)用而設(shè)計(jì)的專用數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)，適 用于惡劣的環(huán)境，可靠性極高，早期設(shè)計(jì)定位于處理開互的控制系統(tǒng)。 p l c 的可靠性已經(jīng)得到了廣大用戶的青睞，由計(jì)算機(jī)+ p l c 組成的控制系統(tǒng)已經(jīng)得 到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)場的控制層采用p l c 控制器，具備極高可靠性和穩(wěn)定性；顯示操作 層采用基于w i n d o w s x p 操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)，它能夠提供豐富的人機(jī)交換界面、數(shù)據(jù)管理 和網(wǎng)絡(luò)功能，為信息管理層提供良好的通訊接口。 ( 2 ) p l c 的硬件 p l c 控制器本身的硬件采用積木式結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品結(jié)構(gòu)大同小異。p l c 廠家將硬 件各部件均向用戶開發(fā)，便于用戶選用，配置成規(guī)模不等的p l c ，而且這種硬件配置的 開放性，為制造商、分銷商( 代理商) 、系統(tǒng)集成商、最終用戶帶來很多方便，為營銷供 應(yīng)鏈帶來很大便利，這是一大成功經(jīng)驗(yàn)。 p l c 內(nèi)的i o 模板，除一般的d i d o 、a d d a 模板外，還發(fā)展了一系列特殊功能 的i 0 模板，這為p l c 用于各行各業(yè)打開了出路，如用于條形碼識別的a s c i i b a s i c 模板，用于反饋控制的p i d 模板，用于運(yùn)行控制、機(jī)械加工的高速計(jì)數(shù)模板、單軸位置 控制模板、雙軸位置控制模板、凸輪定位器模板、射頻識別接口模板等，這在以后還會 有很大發(fā)展。另外在輸入、輸出的和關(guān)元件、強(qiáng)干擾場合的輸入、輸出電隔離、地隔離 等方面也會更加完善。 p l c 中的c p u 與存儲器配合，完成控制功能。它與d c s 系統(tǒng)處理溫度、壓力、流 量等參數(shù)的系統(tǒng)不同，采用快速的巡回掃描周期，一般為o 1 o 2 s ，更快的則選用5 0 m s 或更小的掃描周期。它是一個數(shù)字采樣控制系統(tǒng)【2 3 】。 ( 3 ) p l c 的軟件 為了完成控制策略，為了替代繼電器，使用戶等完成類似繼電器線路的控制系統(tǒng)梯 形圖，而編制了一套控制算法功能塊( 或子程序) ，稱為指令系統(tǒng)，固化在存貯器r o m 中，用戶在編制應(yīng)用程序時可以調(diào)用。指令系統(tǒng)大致可以分為兩類，即基本指令和擴(kuò)展 指令。細(xì)分一般p l c 的指令系統(tǒng)有：基本指令、定時器計(jì)數(shù)器指令、移位指令、傳送指 1 1 第2 章過程控制! j 管理勺基市理論 令、比彰指令轉(zhuǎn)換旨、f 3 c d 運(yùn)算醬令、二進(jìn)制運(yùn)筍指令、增重7 減量指令、邏輯、垂 算指令、特殊運(yùn)算：j 等，這蘭醬令多足類似匯編舀言。另外p l c 還提，j 了莨是的_ i _ i 對 器、計(jì)數(shù)器、內(nèi)部繼電器、寄存器及存貯區(qū)等內(nèi)部資源，為編程帶來極大方便1 2 2 】。 22 2 基于w ln d o # s 的編程語言標(biāo)準(zhǔn)一i e c 6 113 卜3 由于各p l c 廠家產(chǎn)品在指令系統(tǒng)上的差異及編程方法上用戶要求- i 同，近年來i e c 制訂了基于w i n d o w s 的編程語言標(biāo)準(zhǔn)i e c 6 t 1 3 1 3 ( 1 9 9 3 年i e c 頒布可編程序控制器乩國 際標(biāo)準(zhǔn)i e c l l 3 1 ) ，它規(guī)定了指令表( i l ) 、梯形圖( l d ) 、順序功能圖( s f c ) 、功能塊圖( f b d ) 、 結(jié)構(gòu)化文本( s t ) 五種編 1 i 語言。這包括了文本化編程( i l 、s t ) 平d 圖形編程( l d 、f b d ) 兩 個方面，而s f c 則在兩類編程語苦中均可使用。i e c 技術(shù)委員會c r c 6 5 ) 近來開展了 i e c 6 1 4 9 9 項(xiàng)目，將i e c 6 11 3 1 3 進(jìn)行了擴(kuò)展，它是針對通過通信劂絡(luò)瓦聯(lián)的模塊化分布 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)，將對i e c 6 11 3 1 3 有所改善。這是以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的司編程 序邏輯控制裝冒在高層次上走向丌放一t 的標(biāo)準(zhǔn)化文件，是p l c 發(fā)展的一大趨勢。 2 2 3p l c 的網(wǎng)絡(luò)及發(fā)展趨勢 一個或若干p l c 與p c 機(jī)聯(lián)出系統(tǒng)，p c 機(jī)起到原編程器及人機(jī)界面操作站的作用， 這是2 0 世紀(jì)9 0 年代的新潮流，這樣為系統(tǒng)集成帶來了商機(jī)，同時編程軟件和人機(jī)界面 軟件( 監(jiān)控軟件或稱組態(tài)軟件) 及軟件接口( 或稱驅(qū)動軟件) 也得到了發(fā)展。 近年來，p l c 廠家在原來c p u 模板上提供物理層r s 2 3 2 4 2 2 4 8 5 接口的基礎(chǔ)，逐漸 增加了各種通訊接口，而且提供完整的通訊網(wǎng)絡(luò)。由于近來數(shù)據(jù)通訊技術(shù)發(fā)展很快，用 戶對開放性要求很強(qiáng)烈，現(xiàn)場總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)展，所以p l c 構(gòu)成的p c s 系統(tǒng)比d c s 的開放性所處的現(xiàn)狀稍好一些。目前西門子公司在p r o f i b u s d p 通訊網(wǎng)絡(luò)及 p r o f i b u s f m s 網(wǎng)絡(luò)以外，提出了8 7 r o u t i n g 網(wǎng)絡(luò)，即p r o f i b u s d p 和i n d u s t r i a l e n t e m e t 兩層結(jié)構(gòu)。羅克韋爾a b 公司已形成了多層結(jié)構(gòu)體系，即e t h e rn e t 、c o n t r o l n e t 、d e v i c e n e t 及a s i 等現(xiàn)場總線( 原d h + 網(wǎng)也可兼容) 2 3 1 。 網(wǎng)絡(luò)向上連是互聯(lián)網(wǎng)問題，向下連是現(xiàn)場總線問題，另外現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能否用以太網(wǎng)“e 網(wǎng)到底”方式、網(wǎng)絡(luò)采用客戶器月務(wù)器方式、瀏覽器j t i 務(wù)器方式、生產(chǎn)者消費(fèi)者方式、 接口軟件采用o p c 方式等問題都有待迸一步落實(shí)。p l c 與智能m c c 馬達(dá)控制中心、與 數(shù)控機(jī)床配套的n c c n c 數(shù)控設(shè)備，以及與其它運(yùn)行控制系統(tǒng)、電控設(shè)備、變頻器和軟 起動器等連成系統(tǒng)；p l c 要與d c s 分工合作，充當(dāng)d c s 的遠(yuǎn)程i o 站等；p l c 要與t p c 隧道窖控制足箭理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 分工臺作，除用i p c 作人機(jī)界面外，作轤，牛p l c 的i 0 部件也是可 j 的2 “。 2 3 組態(tài)軟件 工業(yè)控制組態(tài)軟件的使用和開發(fā)已經(jīng)有了幾十年的歷史。早期的工業(yè)控制組態(tài)軟件 大多是基于u n i x 和d o s 平臺的，隨著w i n d o w s 系列操作系統(tǒng)的普及和發(fā)展，越來越 多的工業(yè)控制組態(tài)軟件都選擇基于w i n d o w s 平臺開發(fā)。 w o n d w e w a r ei n t o u c h 是創(chuàng)建m i c r o s o f tw i n d o w s2 0 0 0 和w i n d o w sn t 操作系統(tǒng)下的 人機(jī)界面( h m i ) 應(yīng)用程序的最簡便快捷的方法。i n t o u c h 是w o n d w e w a r ef a c t o r y s u i t e 的一個組成部分。i n t o u c h 廣泛應(yīng)用于包括食品加工、半導(dǎo)體、石油、汽車、化工、制 藥、紙漿和造紙、交通等在內(nèi)的全球眾多縱向市場。 通過運(yùn)用i n t o u c h 用戶可以創(chuàng)建強(qiáng)大的、功能齊全的應(yīng)用程序，可充分利用m i c r o s o f t w i n d o w s 的關(guān)鍵功能，包括a c t i v e x 控件、o l e 圖形和網(wǎng)絡(luò)等。i n t o u c h 可以通過添加 自定義a c t i v e x 控件、向?qū)?、常?guī)對象以及創(chuàng)建i n t o u c hq u i c k s c r i p t 等來進(jìn)行充分地?cái)U(kuò) 展。 i n t o u c h 包括三個主要程序，它們是i n t o u c h 應(yīng)用程序管理器、w i n d o w m a k e r 和 w i n d o w v i e w e r 。此外，i n t o u c h 還包括診斷程序w o n d w e w a r e l o g g e r 。 i n t o u c h 應(yīng)用程序管理器用于組織用戶所創(chuàng)建的應(yīng)用程序，也可以用于將w i n d o w v i e w e r 配囂成一個n t 服務(wù)程序，為基于客戶機(jī)和基于服務(wù)器的結(jié)構(gòu)體系配置網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序開 發(fā)( n a d ) 以及配置動態(tài)分辨率轉(zhuǎn)換( d r c ) 和，或分布式報(bào)警。d b d u m p 和d b l o a d 數(shù)據(jù)庫實(shí)用程序也是從應(yīng)用程序管理器啟動的。 w i n d o w m a k e r 是一個丌發(fā)環(huán)境，在這個個開發(fā)環(huán)境中可以使用面向?qū)ο蟮膱D形來創(chuàng) 建富于動畫感的觸控式顯示窗口。這些顯示窗口可以連接到工業(yè)i o 系統(tǒng)和其它 m i c r o s o f tw i n d o w s 應(yīng)用程序。w i n d o w v i e w e r 是用于顯示在w i n d o w m a k e r 中創(chuàng)建的圖 形窗v i 的運(yùn)行時環(huán)境。w i n d o w v i e w e r 執(zhí)行i n t o u c hq u i c