自動化(PLC)培訓教材

第一部分工業(yè)控制及其發(fā)展歷史1.工業(yè)控制的演變歷史（1）單板機就是在一塊PCB電路板上把CPU,一定容量的ROM,RAM以及I/O接口電路等大規(guī)模集成電路片子組裝在一起而成的微系統(tǒng),并配有簡單外設如鍵盤和顯示器,通常在PCB上固化有ROM或者EPROM的小規(guī)模監(jiān)控程序.如TP-801,SDK-86等都是常用的單板機

（2）單片機就是把CPU,ROM,以及外圍接口電路如I/O電路都集成在一快芯片上,其基本擁有計算機的功能,由于其本身的集成度相當高,所以ROMRAM容量有限,接口電路也不多,適用與一般小系統(tǒng)中.

平常我們用的單片機大多為INTEL的MCS-48,MCS-51,MCS98/96系列,以及MOTOROLA的MC6801,MC6805,MC68300等,其應用比較的廣泛

還有雙板機(和單板機相對)多板機(就是PC)

多芯片機(具有雙CPU或

更多的CPU的計算機)（3）、我國開始使用單片機是在1982年，短短五年時間里發(fā)展極為迅速。1986年在上海召開了全國首屆單片機開發(fā)與應用交流會，有的地區(qū)還成立了單片微型計算機應用協(xié)會，那是全國形成的第一次高潮。截止今日，單片機應用技術飛速發(fā)展，我們上因特網(wǎng)輸入一個“單片機”的搜索，將會看到上萬個介紹單片機的網(wǎng)站，這還不包括國外的。與它相應的專業(yè)雜志現(xiàn)在也有很多，比如由單片機界的權威何立民主編的《單片機與嵌入式系統(tǒng)應用》雜志現(xiàn)以風靡電子界，在2003年7月91（91獵頭網(wǎng)）在上海、廣州、北京等大城市所做的一次專業(yè)人才需求報告中，單片機人才的需求量位居第一。計算機的產(chǎn)生加快了人類改造世界的步伐，但是它畢竟體積大。微計算機（單片機）在這種情況下誕生了，它為我們改變了什么？縱觀我們現(xiàn)在生活的各個領域，從導彈的導航裝置，到飛機上各種儀表的控制，從計算機的網(wǎng)絡通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能IC卡、電子寵物等，這些都離不開單片機。以前沒有單片機時，這些東西也能做，但是只能使用復雜的模擬電路，然而這樣做出來的產(chǎn)品不僅體積大，而且成本高，并且由于長期使用，元器件不斷老化，控制的精度自然也會達不到標準。在單片機產(chǎn)生后，我們就將控制這些東西變?yōu)橹悄芑耍覀冎恍枰趩纹瑱C外圍接一點簡單的接口電路，核心部分只是由人為的寫入程序來完成。這樣產(chǎn)品的體積變小了，成本也降低了，長期使用也不會擔心精度達不到了。所以，它的魔力不僅是在現(xiàn)在，在將來將會有更多的人來接受它、使用它。(4)PLC的產(chǎn)生和發(fā)展以西門子的PLC為例，其實就是一個小型的單片機系統(tǒng)或者微計算機系統(tǒng)。其他的還有歐姆龍、施奈德等等。2、我國工業(yè)控制自動化技術現(xiàn)狀與趨勢工業(yè)控制自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術，對工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術，主要包括工業(yè)自動化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。工業(yè)控制自動化技術作為20世紀現(xiàn)代制造領域中最重要的技術之一，主要解決生產(chǎn)效率與一致性問題。雖然自動化系統(tǒng)本身并不直接創(chuàng)造效益，但它對企業(yè)生產(chǎn)過程有明顯的提升作用。

我國工業(yè)控制自動化的發(fā)展道路，大多是在引進成套設備的同時進行消化吸收，然后進行二次開發(fā)和應用。目前我國工業(yè)控制自動化技術、產(chǎn)業(yè)和應用都有了很大的發(fā)展，我國工業(yè)計算機系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。目前，工業(yè)控制自動化技術正在向智能化、網(wǎng)絡化和集成化方向發(fā)展。（1）、以工業(yè)PC為基礎的低成本工業(yè)控制自動化將成為主流

眾所周知，從20世紀60年代開始，西方國家就依靠技術進步（即新設備、新工藝以及計算機應用）開始對傳統(tǒng)工業(yè)進行改造，使工業(yè)得到飛速發(fā)展。20世紀末世界上最大的變化就是全球市場的形成。全球市場導致競爭空前激烈，促使企業(yè)必須加快新產(chǎn)品投放市場時間（TimetoMarket）、改善質(zhì)量（Quality）、降低成本（Cost）以及完善服務體系（Service），這就是企業(yè)的T.Q.C.S.。雖然計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）結合信息集成和系統(tǒng)集成，追求更完善的T.Q.C.S.，使企業(yè)實現(xiàn)“在正確的時間，將正確的信息以正確的方式傳給正確的人，以便作出正確的決策”，即“五個正確”。然而這種自動化需要投入大量的資金，是一種高投資、高效益同時是高風險的發(fā)展模式，很難為大多數(shù)中小企業(yè)所采用。在我國，中小型企業(yè)以及準大型企業(yè)走的還是低成本工業(yè)控制自動化的道路。工業(yè)控制自動化主要包含三個層次，從下往上依次是基礎自動化、過程自動化和管理自動化，其核心是基礎自動化和過程自動化。

傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)，基礎自動化部分基本被PLC和DCS所壟斷，過程自動化和管理自動化部分主要是由各種進口的過程計算機或小型機組成，其硬件、系統(tǒng)軟件和應用軟件的價格之高令眾多企業(yè)望而卻步。

20世紀90年代以來，由于PC-based的工業(yè)計算機（簡稱工業(yè)PC）的發(fā)展，以工業(yè)PC、I/O裝置、監(jiān)控裝置、控制網(wǎng)絡組成的PC-based的自動化系統(tǒng)得到了迅速普及，成為實現(xiàn)低成本工業(yè)自動化的重要途徑。我國重慶鋼鐵公司這樣的大企業(yè)的幾乎全部大型加熱爐，也拆除了原來DCS或單回路數(shù)字式調(diào)節(jié)器，而改用工業(yè)PC來組成控制系統(tǒng)，并采用模糊控制算法，獲得了良好效果。（2）、PLC在向微型化、網(wǎng)絡化、PC化和開放性方向發(fā)展

長期以來，PLC始終處于工業(yè)控制自動化領域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化控制設備提供非?？煽康目刂品桨福cDCS和工業(yè)PC形成了三足鼎立之勢。同時，PLC也承受著來自其它技術產(chǎn)品的沖擊，尤其是工業(yè)PC所帶來的沖擊。微型化、網(wǎng)絡化、PC化和開放性是PLC未來發(fā)展的主要方向。在基于PLC自動化的早期，PLC體積大而且價格昂貴。但在最近幾年，微型PLC（小于32I/O）已經(jīng)出現(xiàn)，價格只有幾百歐元。隨著軟PLC（SoftPLC）控制組態(tài)軟件的進一步完善和發(fā)展，安裝有軟PLC組態(tài)軟件和PC-based控制的市場份額將逐步得到增長。

當前，過程控制領域最大的發(fā)展趨勢之一就是Ethernet技術的擴展，PLC也不例外?，F(xiàn)在越來越多的PLC供應商開始提供Ethernet接口?？梢韵嘈牛琍LC將繼續(xù)向開放式控制系統(tǒng)方向轉移，尤其是基于工業(yè)PC的控制系統(tǒng)。（3）、面向測控管一體化設計的DCS系統(tǒng)

集散控制系統(tǒng)DCS（DistributedControlSystem）問世于1975年，生產(chǎn)廠家主要集中在美、日、德等國。我國從70年代中后期起，首先由大型進口設備成套中引入國外的DCS，首批有化纖、乙烯、化肥等進口項目。當時，我國主要行業(yè)（如電力、石化、建材和冶金等）的DCS基本全部進口。80年代初期在引進、消化和吸收的同時，開始了研制國產(chǎn)化DCS的技術攻關。雖然國產(chǎn)DCS的發(fā)展取得了長足進步，但國外DCS產(chǎn)品在國內(nèi)市場中占有率還較高，其中主要是Honeywell和橫河公司的產(chǎn)品。我國DCS的市場年增長率約為20%，年市場額約為30-35億元。由于近5年內(nèi)DCS在石化行業(yè)大型自控裝置中沒有可替代產(chǎn)品，所以其市場增長率不會下降。（4）、控制系統(tǒng)正在向現(xiàn)場總線（FCS）方向發(fā)展

由于3C（Computer、Control、Communication）技術的發(fā)展，過程控制系統(tǒng)將由DCS發(fā)展到FCS（FieldbusControlSystem）。FCS可以將PID控制徹底分散到現(xiàn)場設備（FieldDevice）中。基于現(xiàn)場總線的FCS又是全分散、全數(shù)字化、全開放和可互操作的新一代生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)，它將取代現(xiàn)場一對一的4--20mA模擬信號線，給傳統(tǒng)的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)體系結構帶來革命性的變化。

根據(jù)IEC61158的定義，現(xiàn)場總線是安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網(wǎng)絡。現(xiàn)場總線使測控設備具備了數(shù)字計算和數(shù)字通信能力，提高了信號的測量、傳輸和控制精度，提高了系統(tǒng)與設備的功能、性能。IEC/TC65的SC65C/WG6工作組于2000年初公布的IEC61158現(xiàn)場總線國際標準子集有八種，分別為：類型1IEC技術報告（FFH1）；

類型2Control-NET（美國Rockwell公司支持）；

類型3Profibus（德國Siemens公司支持）；

類型4P-NET（丹麥ProcessData公司支持）；

類型5FFHSE（原FFH2）高速以太網(wǎng)（美國FisherRosemount公司支持）；

類型6Swift-Net（美國波音公司支持）；

類型7WorldFIP（法國Alsto公司支持）；

類型8Interbus（美國PhoenixContact公司支持）。除了IEC61158的8種現(xiàn)場總線外，IECTC17B通過了三種總線標準：

SDS（SmartDistributedSystem）；ASI（ActuatorSensorInterface）；DeviceNET。另外，ISO公布了ISO11898CAN標準。其中DeviceNET于2002年10月8日被中國批準為國家標準，并于2003年4月1日開始實施。（5）、儀器儀表技術在向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化、微型化方向發(fā)展經(jīng)過五十年的發(fā)展，我國儀器儀表工業(yè)已有相當基礎，初步形成了門類比較齊全的生產(chǎn)、科研、營銷體系。現(xiàn)有各類儀器儀表企業(yè)6000余家，年銷售額約1000億元，成為亞洲除日本之外第二大儀器儀表生產(chǎn)國。據(jù)海關統(tǒng)計，除去隨成套工程項目配套引進的儀器儀表不計，去年進口各類儀器儀表近60億美元，約占我國儀器儀表工業(yè)總產(chǎn)值的50%。但目前我國儀器儀表行業(yè)產(chǎn)品大多屬于中低檔水平，隨著國際上數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化、微型化的產(chǎn)品逐漸成為主流，差距還將進一步加大。目前，我國高檔、大型儀器設備大多依賴進口。中檔產(chǎn)品以及許多關鍵零部件，國外產(chǎn)品占有我國市場60%以上的份額，而國產(chǎn)分析儀器占全球市場不到千分之二的份額。2001年8月，國家計委把儀器儀表明確列為國民經(jīng)濟重要技術裝備，國家經(jīng)貿(mào)委制定并公布的儀器儀表行業(yè)“十五”規(guī)劃，確立了6項高技術產(chǎn)業(yè)化項目：1.基于現(xiàn)場總線技術的全開放分散控制系統(tǒng)及智能儀表；

2.新型傳感器；

3.智能化工業(yè)控制部件與執(zhí)行機構；

4.環(huán)境與污染源監(jiān)測儀器及自動監(jiān)測系統(tǒng)；

5.城市污水處理利用成套工藝設備中的儀表自動化控制系統(tǒng)；

6.煉鋼轉爐煤氣凈化回轉成套裝置中的儀表自動化控制系統(tǒng)。

今后儀器儀表技術的主要發(fā)展趨勢：

*儀器儀表向智能化方向發(fā)展，產(chǎn)生智能儀器儀表；

*測控設備的PC化，虛擬儀器技術將迅速發(fā)展；

*儀器儀表網(wǎng)絡化，產(chǎn)生網(wǎng)絡儀器與遠程測控系統(tǒng)。

（6）、

工業(yè)控制網(wǎng)絡將向有線和無線相結合方向發(fā)展

自從1977年第一個民用網(wǎng)系統(tǒng)ARCnet投入運行以來，有線局域網(wǎng)以其廣泛的適用性和技術價格方面的優(yōu)勢，獲得了成功并得到了迅速發(fā)展。然而，在工業(yè)現(xiàn)場，一些工業(yè)環(huán)境禁止、限制使用電纜或很難使用電纜，有線局域網(wǎng)很難發(fā)揮作用，因此無線局域網(wǎng)技術得到了發(fā)展和應用。隨著微電子技術的不斷發(fā)展，無線局域網(wǎng)技術將在工業(yè)控制網(wǎng)絡中發(fā)揮越來越大的作用。在工業(yè)自動化領域，有成千上萬的感應器，檢測器，計算機，PLC，讀卡器等設備，需要互相連接形成一個控制網(wǎng)絡，通常這些設備提供的通信接口是RS-232或RS-485。無線局域網(wǎng)設備使用隔離型信號轉換器，將工業(yè)設備的RS-232串口信號與無線局域網(wǎng)及以太網(wǎng)絡信號相互轉換，符合無線局域網(wǎng)IEEE802.11b和以太網(wǎng)絡IEEE802.3標準，支持標準的TCP/IP網(wǎng)絡通信協(xié)議，有效的擴展了工業(yè)設備的聯(lián)網(wǎng)通信能力。計算機網(wǎng)絡技術、無線技術以及智能傳感器技術的結合，產(chǎn)生了“基于無線技術的網(wǎng)絡化智能傳感器”的全新概念。這種基于無線技術的網(wǎng)絡化智能傳感器使得工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)能夠通過無線鏈路直接在網(wǎng)絡上傳輸、發(fā)布和共享。無線局域網(wǎng)技術能夠在工廠環(huán)境下，為各種智能現(xiàn)場設備、移動機器人以及各種自動化設備之間的通信提供高帶寬的無線數(shù)據(jù)鏈路和靈活的網(wǎng)絡拓撲結構，在一些特殊環(huán)境下有效地彌補了有線網(wǎng)絡的不足，進一步完善了工業(yè)控制網(wǎng)絡的通信性能。

（7）、工業(yè)控制軟件正向先進控制方向發(fā)展

自20世紀80年代初期誕生至今，工業(yè)控制軟件已有20年的發(fā)展歷史。工業(yè)控制軟件作為一種應用軟件，是隨著PC機的興起而不斷發(fā)展的。工業(yè)控制軟件主要包括人機界面軟件（HMI），基于PC的控制軟件以及生產(chǎn)管理軟件等。目前，我國已開發(fā)出一批具有自主知識產(chǎn)權的實時監(jiān)控軟件平臺、先進控制軟件、過程優(yōu)化控制軟件等成套應用軟件，工程化、產(chǎn)品化有了一定突破，打破了國外同類應用軟件的壟斷格局。通過在化工、石化、造紙等行業(yè)的數(shù)百個企業(yè)（裝置）中應用，促進了企業(yè)的技術改造，提高了生產(chǎn)過程控制水平和產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)創(chuàng)造了明顯的經(jīng)濟效益。

先進過程控制APC（AdvancedProcessControl）目前還沒有嚴格而統(tǒng)一的定義。一般將基于數(shù)學模型而又必須用計算機來實現(xiàn)的控制算法，統(tǒng)稱為先進過程控制策略。如：

*自適應控制；

*預測控制；

*魯棒控制；

*智能控制（專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡）等。

由于先進控制和優(yōu)化軟件可以創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益，因此這些軟件也身價倍增。國際上已經(jīng)有幾十家公司，推出了上百種先進控制和優(yōu)化軟件產(chǎn)品，在世界范圍內(nèi)形成了一個強大的流程工業(yè)應用軟件產(chǎn)業(yè)。在未來，工業(yè)控制軟件將繼續(xù)向標準化、網(wǎng)絡化、智能化和開放性發(fā)展方向。

結束語

工業(yè)信息化是指在工業(yè)生產(chǎn)、管理、經(jīng)營過程中，通過信息基礎設施，在集成平臺上，實現(xiàn)信息的采集、信息的傳輸、信息的處理以及信息的綜合利用等。在“十五”期間，國家用信息化帶動工業(yè)化的工作重點有三個方面：一是以電子信息技術應用為重點，提高傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程自動化、控制智能化和管理信息化水平；二是以先進制造技術應用為重點，推進制造業(yè)領域的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)，振興裝備制造業(yè)；三是改造提升重點產(chǎn)業(yè)的關鍵技術、共性技術及其相關配套技術水平、工藝和裝備水平。國家實施高技術產(chǎn)業(yè)化的主要目標有兩個：一是發(fā)展高技術，形成新興產(chǎn)業(yè)，培育新的增長點；二是利用先進技術改造和優(yōu)化傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提高經(jīng)濟增長的質(zhì)量。

第二部分控制系統(tǒng)構成極其原理一、系統(tǒng)設計背景

山東招金集團金翅嶺礦冶有限公司，新建一座日加工能力600噸的氰化廠，并帶有一個多元素綜合回收車間，為了使工藝的各項技術指標更加穩(wěn)定，工藝更加流暢，同時降低工人勞動強度，改善工作環(huán)境，決定對氰化生產(chǎn)的全過程實現(xiàn)自動化控制。二、系統(tǒng)控制要求1、加料工段：（1）螺旋給料機4臺，電機功率5.5kw，變頻控制/現(xiàn)場控制/遠程控制。（2）緩沖槽液位檢測，量程0～4.5m（2臺）。（3）軟管泵，功率5.5kw，變頻控制/現(xiàn)場控制/遠程控制（1臺）。（4）球磨機渣漿泵，密度檢測、流量檢測，量程50M3/h，管徑75mm，變頻控制，現(xiàn)場控制/遠程控制/自動控制，干礦量累計（3套）。（5）球磨機功率55kw,主軸承溫度檢測、報警（1臺，2個軸承）。2、磨礦工段：（1）分級泵變頻控制，功率15kw（6臺），現(xiàn)場控制/遠程控制/自動控制，液位計量程：0～1.2m（6臺），自動控制補加水電動調(diào)節(jié)閥，管徑65mm（6臺），旋流器進口壓力變送器，量程0-4Kg（6臺）。（2）球磨機功率95kw,主軸承溫度檢測、報警（6臺，12個軸承）。（3）空壓機變頻控制，功率0130kw，現(xiàn)場控制/遠程控制/自動控制，排氣口溫度檢測，排氣口壓力控制，量程0-2.5Kg（2臺）。

3、堿浸壓濾：（1）放礦緩沖槽液位自動控制，電動調(diào)節(jié)閥，管徑100mm；渣漿泵變頻控制，功率37kw，壓力變送器，現(xiàn)場控制/遠程控制/自動控制（4套）。（2）濾餅螺旋給料機變頻控制，功率5.5kw，現(xiàn)場控制/遠程控制（3臺）。（3）一浸渣漿泵，變頻給礦，功率7.5kw，流量檢測，量程：250m3/h（DN65），密度檢測，現(xiàn)場控制/遠程控制/自動控制（4套）。（4）濾餅調(diào)漿電動調(diào)節(jié)閥（DN65），自動控制（3臺）。（5）二浸軟管泵，變頻控制，功率11kw，現(xiàn)場控制/遠程控制/自動控制、濃度檢測（3臺）。（6）壓濾機出柜拉板數(shù)記錄、累計（班累計）3套。4、浸出工段：（1）計量泵，功率1.1kw,變頻控制，現(xiàn)場控制/遠程控制（2臺）。（2）一浸渣漿泵，金：11kw(2臺)，銀：15kw(2臺)，變頻控制，現(xiàn)場控制/遠程控制。（3）二浸打礦泵，金：11kw（2臺），銀：15kw（2臺），變頻控制，現(xiàn)場控制/遠程控制。（4）凝聚劑軟管泵變頻控制，功率5.5kw（1臺），現(xiàn)場控制/遠程控制。（5）NaCN罐液位報警/顯示量程0～2.5m（2套）。5、置換工段：（1）貴液池液位，量程：0～5m,報警顯示（3套）（2）貴液凈化泵，功率37kw,變頻控制，現(xiàn)場控制/遠程控制（3臺）。（3）貴液入脫氧塔電動調(diào)節(jié)閥（DN100），流量變送量程：90m3/h（3套）。（4）脫氧塔流量變送，量程：90m3/h，壓力變送器量程：0～-0.1Mpa，置換泵功率37kw,變頻控制，現(xiàn)場控制/遠程控制/自動控制（3套）。（5）鋅粉給料，功率0.55kw，變頻控制，現(xiàn)場控制/遠程控制/自動控制，混合漏斗液位變送，量程：0～0.8m，液位電動調(diào)節(jié)閥，管徑80mm（3套）（6）貧液池液位，量程0～3.5m，顯示/報警（2套）（7）貧液泵37kw，變頻控制，現(xiàn)場控制/遠程控制/自動控制，流量變送，量程90m3/h，管徑100mm（3套）。（8）軟管泵，功率5.5kw，變頻控制，現(xiàn)場控制/遠程控制（1臺）。6、浮選前壓濾：同浸前堿浸壓濾，回水池液位，量程0～2.5m，回水泵電機功率分別為：15kw（1臺），7.5kw（1臺），11kw（1臺）。變頻控制，現(xiàn)場控制/遠程控制/自動控制（3套）。7、綜合回收工段：（1）自動加藥、計量（9臺）（2）自動檢測PH值，以此自動調(diào)節(jié)H2SO4流量，變頻控制，現(xiàn)場控制/遠程控制/自動控制（2臺）。（3）浮精壓濾渣漿泵11kw，變頻控制，現(xiàn)場控制/遠程控制（3臺）。（4）葉氏風機，30kw，出口壓力變送，變頻控制，現(xiàn)場控制/遠程控制/自動控制（2套）。（5）精礦泵，功率3kw，變頻控制，現(xiàn)場控制/遠程控制（3臺）。（6）壓濾機出柜數(shù)記錄，班累計（3臺套）。8．浮選尾礦壓濾：（1）緩沖槽液位（量程0～3.5m）（2）尾礦泵變頻控制，功率7.5kw，現(xiàn)場控制/遠程控制/自動控制（3臺）。（3）回水池液位（量程2.5m），11kw回水泵，變頻控制，現(xiàn)場控制/遠程控制/自動控制(1套)。（4）壓濾機出柜數(shù)記錄，班累計，2臺套。三、控制系統(tǒng)設計１．設計依據(jù)本系統(tǒng)是基于西門子先進的控制控制系統(tǒng)PCS7的基礎上進行開發(fā)研制的。

?SIMATICPCS7是西門子公司基于全集成自動化思想的面向未來的過程控制系統(tǒng)

?它以先前的SIMATIC產(chǎn)品為基礎的系統(tǒng)所獲得的經(jīng)驗集中起來并進一步發(fā)展而成的，模塊化結構?可按系統(tǒng)進行配置，從單個的小型自動化解決方案到復雜的控制系統(tǒng)PCS7控制系統(tǒng)優(yōu)越的系統(tǒng)功能

?極大地提高了系統(tǒng)容量（網(wǎng)絡能力和控制/監(jiān)控站的數(shù)量）

?整體硬件性能和編程環(huán)境的提高

?系統(tǒng)免疫能力和抗超載能力提高

?可用性增強

?工程工具得到優(yōu)化，大大地減少了組態(tài)工作（如消除了等待次數(shù)）

?符合FDA標準的生產(chǎn)數(shù)據(jù)查帳索引（確保數(shù)據(jù)安全）

?創(chuàng)新的SIMATIC批處理的功能更強

?系統(tǒng)范圍的在線可更換性（硬件、通訊、自動化系統(tǒng)和操作員站）

?工程師站、操作員站和SIMATIC批處理系統(tǒng)的操作平臺為Windows2000操作系統(tǒng)橫向集成

?橫向集成意味著所有生產(chǎn)流程，從輸入物流，到生產(chǎn)或所有流程，直到輸出物流，都可使用統(tǒng)一的SIMATIC系列標準硬件和軟件部件

?PCS7采用TIA系統(tǒng)中的標準硬件和軟件。借助于其通用的數(shù)據(jù)維護、通訊和設計功能，可以提供一種基于開放式平臺的先進的、面向未來的經(jīng)濟自動化解決方案，用于過程工業(yè)、加工工業(yè)以及綜合工業(yè)的所有領域（連續(xù)/批量過程以及分散式加工，）

?在過程工業(yè)和綜合工業(yè)的輔助流程和物流過程中，經(jīng)常通過運動控制系統(tǒng)和SIMATIC部件實現(xiàn)自動化，其主要流程通過過程控制系統(tǒng)SIMATICPCS7來完成

?通過全集成自動化理念，SIMATICPCS7不僅可以承擔過程控制技術相關任務，而且還可以完成一個生產(chǎn)平臺的輔助流程或輸入輸出物流的自動化縱向集成

?縱向集成將實現(xiàn)從ERP平臺，到MES平臺和控制臺，直到現(xiàn)場平臺的通用和透明化數(shù)據(jù)通訊。通過不斷融入自動化技術和信息技術以及標準化技術，可以實現(xiàn)公司范圍內(nèi)的信息網(wǎng)絡的自動化。由此可以實現(xiàn)整個工藝流程的模塊化和標準化，顯著提高生產(chǎn)的靈活性

?SIMATICPCS7在公司范圍內(nèi)的縱向集成包括兩個方面

·與全公司范圍內(nèi)的信息網(wǎng)絡集成

·現(xiàn)場技術集成

?通過將自動化平臺連接到IT環(huán)境，可以將過程的數(shù)據(jù)在整個公司范圍內(nèi)應用于設備運行、生產(chǎn)流程以及業(yè)務流程的評價、規(guī)劃、協(xié)同和優(yōu)化。同時，還可滿足公司的全球化戰(zhàn)略要求強大的系統(tǒng)結構

?最先進SIMATIC技術的模塊化和開放式架構

?具有工業(yè)標準的繼承性使用以及配合使用的高性能控制功能

?可以實現(xiàn)所有項目階段中控制技術設備的高性價比實現(xiàn)和經(jīng)濟運行。從規(guī)劃、工程、調(diào)試和培訓，到運行、維護和保養(yǎng)，直到擴展和完善。

?SIMATICPCS7以其最高的舒適性，簡單安全的運行，可以實現(xiàn)較高的性能和可靠度。先進的系統(tǒng)功能

?SIMATICPCS7充分利用了PROFIBUS技術的分布式現(xiàn)場技術集成功能。

?PROFIBUS是一種簡單、堅固和可靠的總線系統(tǒng)，已在全球應用于過程、加工和綜合工業(yè)的所有領域以及主要流程和輔助流程的輸入輸出物流

?該總線系統(tǒng)支持冗余和故障安全以及在線擴展功能，既可安裝在標準工業(yè)環(huán)境中，也可安裝在具有爆炸危險的場合PCS7過程控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點

?顯著節(jié)約開發(fā)、實施和壽命周期成本

?降低工程造價

?自適應應用要求變化?過程優(yōu)化功能?降低硬件和工程成本使用SIMATIC標準部件的優(yōu)點

?降低硬件和工程成本

?可靠的質(zhì)量和穩(wěn)定性

?簡單快速地系統(tǒng)部件的選型

?較低的備件成本

?顯著縮短的備件和擴展部件供貨周期

?全球通用

?顯著節(jié)約物流、檢修和培訓成本通用而協(xié)同的完整系統(tǒng)?在復雜性越來越大的背后，尤其是自動化技術與信息技術的融合，將是越來越多的通用系統(tǒng)平臺的縱向和橫向集成，實現(xiàn)所謂的“Best-of-Breed產(chǎn)品”自動化解決方案。

?采用全集成自動化理念的SIMATICPCS7即可最佳滿足這種高要求，前瞻未來。PCS7符合過程控制的所有要求

?簡單而且安全的過程控制

?方便的操作和可視化

?功能強大、快速、統(tǒng)一的全系統(tǒng)范圍的工程

?系統(tǒng)范圍內(nèi)的在線更改功能

?開放性系統(tǒng)

?靈活性和可擴展性

?冗余性

?故障安全自動化解決方案

?豐富的現(xiàn)場總線集成

?靈活的批量過程解決方案

?直接連接IT環(huán)境。靈活性和擴展性

?借助于其模塊化的設計，選取基于SIMATIC標準程序以及硬件和軟件的架構，SIMATICPCS7可以靈活適配不同的客戶要求和設備規(guī)格，將來的容量擴展和技術工藝更改都毫無問題

?SIMATICPCS7的可擴展性表現(xiàn)在，從具有大約160個測量點的較小的單一系統(tǒng)直到具有60000個測量點、客戶機/服務器架構的分布式多站系統(tǒng)，用于大型生產(chǎn)設備的自動化。面向未來

?SIMATICPCS7基于全集成自動化系統(tǒng)系列的模塊化硬件和軟件部件，可以相互完美協(xié)同

?該系統(tǒng)可以無縫、經(jīng)濟的進行擴展和創(chuàng)新，通過其長期穩(wěn)定的接口，面向未來

?盡管創(chuàng)新速度越來越快，生產(chǎn)壽命周期越來越短，仍能優(yōu)秀保護客戶的投資?SIMATICPCS7采用連續(xù)性強、全新、功能強大的先進技術以及國際工業(yè)標準

2、本項目控制系統(tǒng)選型

1）系統(tǒng)硬件選型

?本系統(tǒng)設有1個中央控制室，共有4個PLC控制柜，控制柜采用的是新奇生的2000*800*600的標準控制柜

?中央控制室配置一個CPU414-2DP主站、一個CPU412-2DP主站，并各帶一個CP443-5通訊模塊；其所控制、監(jiān)視、管理范圍包括加料工段、磨礦工段、堿浸壓濾工段、浸出工段、置換工段等主要生產(chǎn)流程

?根據(jù)工藝要求，1#主站下帶1#、2#、3#、4#、5#、6#六個以ET200為擴展的現(xiàn)場控制子站

2#主站帶一個CP443-5通訊模塊，根據(jù)工藝要求，2#主站下帶1#、2#兩個以ET200為擴展的現(xiàn)場控制子站；其所控制、監(jiān)視、管理范圍包括浮選前壓濾工段、綜合回收工段以及浮選尾礦壓濾工段等主要生產(chǎn)流程2）本系統(tǒng)的突出優(yōu)點

?我們給每臺CPU都一個CP443-5通訊處理器，在正常情況下，CP443-5通訊處理器可以分擔CPU414-2DP的通訊任務，在非正常情況下（例如，假設一臺CPU414-2DP發(fā)生故障時），系統(tǒng)可以通過我公司的軟件使程序轉到另一臺CPU上運行，系統(tǒng)不會出現(xiàn)癱瘓或部分癱瘓，即實現(xiàn)了系統(tǒng)的軟冗余。3）系統(tǒng)的總體配置框圖

1#子站的具體分布其中，PS307是電源模塊，IM153是擴展模塊在，1#現(xiàn)場控制總站共有二線制4-20MA模擬輸入信號42個我們選用了6塊8點AI模塊SM331-7KF02組成了1#現(xiàn)場控制子站。PS307IM153SM331SM331SM331SM331SM331SM3312#子站的具體分布其中，PS307是電源模塊，IM153是擴展模塊，在1#現(xiàn)場控制總站共有四線制4-20MA模擬輸入信號55個，我們選用了7塊8點AI模塊SM331-7NF02，組成了2#現(xiàn)場控制子站。PS307IM153SM331SM331SM331SM331SM331SM331SM331SM3313#和4#子站的具體分布

3#子站的具體分布如下：PS307IM153SM321SM321SM321SM321SM321SM321SM321SM3214#子站的具體分布如下：PS307IM153SM321SM321SM321SM321SM321其中，PS307是電源模塊，IM153是擴展模塊，在1#現(xiàn)場控制總站共有數(shù)字量輸入信號439個，我們選用了16塊32點DI模塊SM321-1BL。8塊組成3#現(xiàn)場控制子站，5塊組成4#現(xiàn)場控制子站，另有3塊放在6#現(xiàn)場控制子站。5#子站的具體分布其中，PS307是電源模塊，IM153是擴展模塊，在1#現(xiàn)場控制總站共有模擬量輸出信號75個，我們選用了11塊8點AO模塊SM332-5HF，8塊組成了5#現(xiàn)場控制子，另3塊在6#現(xiàn)場控制子站。PS307IM153SM332SM332SM332SM332SM332SM332SM332SM3326#子站的具體分布

其中，PS307是電源模塊，IM153是擴展模塊，?在1#現(xiàn)場控制總站共有數(shù)字量輸出信號56個，我們選用了2塊32點DO模塊322-1BL，他們和3塊模擬量輸出模塊以及3塊數(shù)字量輸入模塊組成了6#現(xiàn)場控制子站。PS307IM153SM332SM332SM332SM322SM322SM321SM321SM3212#PLC1#子站的具體分布

其中，PS307是電源模塊，IM153是擴展模塊，在2#現(xiàn)場控制總站共有數(shù)字量輸入信號259個，我們選用了9塊32點DI模塊321-1BL，組成1#現(xiàn)場控制子站。PS307IM153SM321SM321SM321SM321SM321SM321SM321SM3212#PLC2#子站的具體分布其中，PS307是電源模塊，IM153是擴展模塊，在2#現(xiàn)場控制總站共有二線制4-20MA模擬量輸入信號6個，四線制4-20MA模擬量輸入信號5個，我們選用了2塊8點AI模塊SM331-7KF02，模擬量輸出信號26個，我們選用了4塊8點AO模塊SM332-5HF，數(shù)字量輸出信號17個，我們選用了1塊32點DO模塊SM322-1BL，組成了2#子站。PS307IM153SM331SM331SM332SM332SM332SM332SM322SM3215）我們選用了西門子最高性能系列的PLC-----S7-400?S7-400是用于中、高檔性能范圍的可編程控制器?S7400是SIEMENS公司的新集散控制系統(tǒng)?是全集成自動化（TIA）的核心部分?是使用單一、全集成化通用的系統(tǒng)解決自動化問題的革新產(chǎn)品S7400克服的障礙

?計算機領域和PLC之間的障礙

?控制和監(jiān)視之間的障礙

?集中式和分布式自動化結構之間的障礙

?生產(chǎn)制造和工藝過程間的障礙

?擁有真正靈活、集成化系統(tǒng)所的全部優(yōu)點S7-400的優(yōu)勢

?模塊化無風扇的設計，堅固耐用

?容易擴展和廣泛的通訊能力

?容易實現(xiàn)的分布式結構以及用戶友好的操作

?多種級別(功能逐步升級)的CPU，種類齊全的通用功能的模板，使用戶能根據(jù)需要組合成不同的專用系統(tǒng)

?當控制系統(tǒng)規(guī)模擴大或變得更加復雜時，不必投入很多費用。任何時候只要適當?shù)脑黾右恍┠０?，便能使系統(tǒng)升級和充分滿足您的需要

?采用模塊化設計，性能范圍寬廣的不同模板可靈活組合，擴展十分方便S7-400系統(tǒng)的組成

?電源模板(PS):將SIMATICS7-400連接到120/230VAC或24DC電源上

?中央處理單元(CPU)：有多種CPU可供用戶選擇，有些帶有內(nèi)置的PROFIBUS-DP接口，用于各種性能可包括多個CPU以加強其性能

?數(shù)字量輸入和輸出(DI/DO)和模擬量輸入和輸出(AI/AO)的信號模板(SM)

?通訊處理器(CP)：用于總線連接和點到點連接。

?功能模板(FM)：專門用于計數(shù)、定位、凸輪等控制任務分布式現(xiàn)場控制單元（AS）?SIEMENS公司最新研制的高性能PLC具有下列特點：高速、堅固、通信能力強、使用方便、能滿足用戶要求

?自動化系統(tǒng)從SIMATICS7400系統(tǒng)中選擇的中央處理器以模塊化形式組合

?分布式I/O采用裝有S7300模塊的分布式ET200M站用于過程連接6）分布式現(xiàn)場站ET200M介紹

?用于高集中輸入/輸出設備的模塊化I/O站，具有處理全部分布式自動化問題各種需要的能力

?ET200是PROFIBUS-DP的被動從站，最大傳輸速率為12Mbit/s。?ET200MI/O站包括IM153接口模塊，最多8個S7300可編程控制器模塊，它們通過PROFIBUSDP現(xiàn)場總線與自動化系統(tǒng)相連接ET200M功能簡介：

?模塊化設計，方便安裝于控制柜。與SIMATICS7-300I/O模塊及功能模塊兼容

?安全性高

?“熱插拔”功能

?適合過程控制中危險區(qū)域使用等特殊模擬量模塊

ET200M的組成

?IM153接口,用于與PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線的連接

?各種I/O模塊,用總線連接器連接或插入在有源總線模塊內(nèi),系統(tǒng)運行時可更換模塊

?電源

?S7-300自動化單元的所有I/O模塊,都可應用

?HART模塊?最多可擴展8個I/O模塊

?每個ET200M的最大地址區(qū):128字節(jié)輸入和128字節(jié)輸出

?PROFIBUS-DP和ET200M之間的隔離

?保護等級IP20

?數(shù)據(jù)傳輸速率最大為12M位/S

?診斷數(shù)據(jù)的集中和分布的分析可運行兩種型式的ET200M通訊方式?PROFIBUS-DP接口集成在CPU中?主站和從站之間采用輪循的通訊方式?遠程I/O傳輸可達12Mbit/s?可達128

節(jié)點

通過光纜傳輸，最大距離23.8km?通訊功能

所有的編程設備(PG)和操作員面板(OP)功能

能到32個DP通訊連接

PROFIBUS網(wǎng)絡的構成

?PROFIBUS主站(一類主站，必需)–SIMATICPLC–SIMATICWinAC

控制器–支持主站功能的通訊處理器–IE/PB鏈路模塊–ET200S/ET200X的主站模塊?PROFIBUS從站–ET200系列分布式I/O–支持DP接口的傳動裝置–支持從站功能的通訊處理器–其它支持DP接口的輸入、輸出或智能設備PROFIBUS網(wǎng)絡的構成?PROFIBUS網(wǎng)絡部件–通信介質(zhì)-電纜–總線部件-總線連接器、中繼器、耦合器、鏈路–網(wǎng)絡轉接器-串行通信、以太網(wǎng)、AS-i、EIB系統(tǒng)?工程及診斷工具–網(wǎng)絡配置、診斷工具–剝線工具PROFIBUS通訊方式的優(yōu)點?采用ET200MI/O能構成徹底分散的自動化系統(tǒng)，ET200MI/O正是基于Profibus的分布式自動化系統(tǒng)?SIMATICPCS7支持I/O向更為分散的方向發(fā)展。所有PCS7自動化系統(tǒng)都有集成在CPU上的一個PROFIBUS-DP接口?智能I/O設備可以直接連接到PROFIBUS-DP上?一個模擬量模塊可以覆蓋所有測量范圍。通過軟件可以單獨設置多達40個不同的測量范圍，如需要每個通道的測量范圍都可以不同?；旌戏绞揭部梢?。這些極大的增加了靈活性?ET200M還降低了后勤和庫存的費用PROFIBUS-DP網(wǎng)絡的組成框圖四、編程工具介紹我們使用的軟件是STEP7，它具有以下優(yōu)點?容易使用

面向?qū)ο?直觀的用戶界面

組態(tài)取代了編程?統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫?超強的功能

軟件設置模板參數(shù)?標準化

-編程語言符合IEC1131-3

-基于Windows95/98/NT/2000操作系統(tǒng)

2）STEP-7編程簡介上圖是STEP-7編程軟件的軟件界面，STEP-7編程軟件包括語句表，梯形圖和邏輯圖三種編程語言，本系統(tǒng)主要用梯形圖做為編程語言，它通俗易懂，適合各種人員迅速理解掌握，具有初步編程能力，優(yōu)點是簡單、快捷。缺點是編程效率不如語句表語言高，語句表類似匯編語言，代碼執(zhí)行效率高，但缺點是編程要求高，普通人員很難掌握，不好理解。邏輯圖編程語言以邏輯塊的形式提供給用戶編程元素，適合現(xiàn)場的各種邏輯控制，對過程控制的編程能力較差。五、上位監(jiān)控軟件介紹

SIMATIC的人機接口WINCC是一個完整的、功能強大、現(xiàn)代化的操作員站、工程師站軟件系統(tǒng)。在PC基礎上的監(jiān)控系統(tǒng)近年來發(fā)展迅速，SIMATICWINCC在使用最新的軟件技術上是潮流的領導者。WINCC代表WindowsControlCenter(視窗監(jiān)控中心)，它可在WinNT或Win2000標準環(huán)境中提供所有功能，并確保安全可靠的控制生產(chǎn)過程。在用于監(jiān)視和控制的SIMATICHMI產(chǎn)品中，WINCC具有控制自動化過程的強大功能，是基于個人計算機，同時具有最高性價比的SCADA級的操作監(jiān)視系統(tǒng)。WINCC的顯著特點就是全面開放，它很容易結合標準的和用戶的程序建立人機界面精確的滿足生產(chǎn)實際要求，系統(tǒng)集成商可應用WINCC作為其系統(tǒng)擴展的基礎，通過開放接口開發(fā)自己的應用軟件。WINCC是結合國際上著名的西門子公司在過程自動化領域中的先進技術和世界市場先驅(qū)的MicrosoftPC軟件技術的強大功能的產(chǎn)品系列。WINCC是現(xiàn)代化的系統(tǒng)，它具有廣泛的應用和極高的兼容性，適用于辦公室和制造系統(tǒng)，WINCC提供成熟可靠的操作和高效的組態(tài)性能，同時具有靈活的伸縮能力。無論簡單或者復雜任務，它都能勝任。WINCC很容易集成到全廠范圍的應用中，而且可以集成用于MES和ERP。由于西門子公司的綜合服務和支持，WINCC可以在全球范圍內(nèi)使用，并且在全球范圍內(nèi)得到技術的支持。強大的功能主要如下：（１）創(chuàng)新軟件技術的應用WINCC基于最新發(fā)展的軟件技術，與Microsoft的密切合作，保證用戶獲得將來不斷創(chuàng)新的技術。（２）包括所有SCADA功能再內(nèi)的客戶機/服務器系統(tǒng)即使最基本的WINCC系統(tǒng)仍能提供生成復雜可視化任務的組件和函數(shù)，生成畫面、腳本、報警、趨勢和報告的編輯器由最基本的WINCC系統(tǒng)組件建立。（３）可靈活剪裁，由簡單任務擴展到復雜任務WINCC是一個模塊化的自動化組件，可以靈活的進行擴展，從簡單的工程應用到復雜的多用戶應用，甚至可以應用在工業(yè)和機械制造工藝的多服務器分布式系統(tǒng)中。（４）集成了ODBC/SQL數(shù)據(jù)庫SQL標準數(shù)據(jù)庫集成于WINCC，所有面向列表的組態(tài)數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù)均存儲與此數(shù)據(jù)庫中，用戶可以很容易的使用標準查詢語言（SQL）或使用ODBC驅(qū)動訪問WINCC數(shù)據(jù)庫。（５）強大的標準接口（如OLE、ACTIVEX、OPC）WINCC建立了象DDE、OLC等在Windows程序間交換數(shù)據(jù)的標準接口，因此能毫無困難的集成ACTIVEX控制和OPC服務器、客戶端功能。（６）統(tǒng)一腳本語言WINCC腳本由ANSI-C標準編程語言產(chǎn)生。（７）開放API編程接口訪問WINCC函數(shù)和數(shù)據(jù)所有的WINCC模塊都有一個開放的C編程接口（C-API），這意味著可以在用戶程序中集成WINCC配置和運行時的功能?？刂葡到y(tǒng)操作員站的設置?在服務器上建立一個項目，并將它設置為SERVER，將工作站設置為CLIENT?配置SERVER和各個CLIENT的啟動參數(shù)，并且將服務器首先啟動，然后各個CLIENT就可從SERVER數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)啟動并同時運行?兩臺操作員服務器互為冗余熱設備，均能獨立監(jiān)控整個生產(chǎn)過程?另兩臺操作員站作為人--機接口

操作員站的功能?工藝設備運行狀態(tài)監(jiān)視?工藝流程動態(tài)參數(shù)顯示，有關參數(shù)趨勢顯示，歷史數(shù)據(jù)顯示，記錄?過程參數(shù)的打?。菏鹿蕡蟾娲蛴。鄨?、日報、月報打印?報警優(yōu)先權設定，當前畫面顯示任何報警提示，并有中央報警確認功能工程師站的功能工程師站具有操作員站的全部功能，編程、組態(tài)、調(diào)試和修改等由工程師站完成，其特點如下：?工程師站配備豐富的相關軟件，可完成在線/離線組態(tài)或修改等，組態(tài)、編程方便?完成工藝生產(chǎn)過程的各種參數(shù)的采集、處理，過程回路控制，電機順序邏輯控制等?系統(tǒng)具備豐富的功能模塊，可以完成復雜計算和特殊控制功能?具有自診斷功能和在線/離線組態(tài)功能?包含有現(xiàn)成的經(jīng)全面測試的功能塊和功能強大的編輯及復制功能的標準化程序庫，能經(jīng)濟地復用自動化方案六、現(xiàn)場各個子系統(tǒng)的實現(xiàn)液位控制系統(tǒng)?我們根據(jù)氰化廠的具體需求，提出由PLC、液位變送器、變頻調(diào)速器構成液位自動控制系統(tǒng)?將給定的液位值與實際檢測的液位值進行比較，對液位數(shù)值進行PID調(diào)節(jié)，通過改變電機頻率來控制打礦泵流量，保持漿池液位的相對穩(wěn)定，保證生產(chǎn)正常運行?在車間監(jiān)控室通過監(jiān)控計算機,可監(jiān)控礦漿液位和各臺電機和打礦泵的運行情況，在監(jiān)控計算機上模擬顯示，并且判斷是否存在故障，如液位越過上、下限、電機異常工作等，如果有故障發(fā)生，則立即發(fā)出報警液位控制系統(tǒng)設備介紹?液位檢測采用進口的超聲液位計?這種非接觸式的傳感器可靠性高，不承受直接的磨損，適合于選礦廠較為惡劣的環(huán)境?超聲液位計可實時檢測泵池中礦漿的液位值?測量信號通過4-20mA接口進入PLC進行數(shù)據(jù)的處理加藥控制系統(tǒng)?加藥計量由PLC程序智能控制蠕動泵流量?其具體流量由操作人員在上位機設定或在現(xiàn)場通過蠕動泵操作面板設定?加藥量可以按時間設定，或根據(jù)PH值自動調(diào)節(jié)?？諝鈮嚎s機節(jié)能控制系統(tǒng)?我們設計的系統(tǒng)集專家PID技術、模糊智能控制理論、PLC技術及變頻調(diào)速技術為一體?由于空壓機在啟動時，內(nèi)部有少量的滯留氣壓，啟動和加減速運行時要求變頻器反應快速，我們采用專家PID控制器自動選擇調(diào)節(jié)規(guī)律，確定最優(yōu)運行參數(shù)，從而克服大擾動對系統(tǒng)的影響，實現(xiàn)低超調(diào)、快響應、強魯棒性控制?利用模糊智能控制技術設計準確合理的切換邏輯，實現(xiàn)平穩(wěn)切換?采用PLC技術實現(xiàn)多機協(xié)調(diào)群控，保證系統(tǒng)的高可靠性、多功能性、靈活性和可擴展性?利用變頻調(diào)速技術及其參數(shù)優(yōu)化技術，實現(xiàn)最小損耗運行，無級調(diào)速，平穩(wěn)起?？諝鈮嚎s機節(jié)能控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式?調(diào)節(jié)方式采用閉環(huán)自動調(diào)節(jié)?壓力變送器將空氣壓縮機出口的壓力信號轉換為4－20mA模擬信號，該信號被傳到可編程控制器（PLC），PLC通過轉換、運算、處理后輸出一控制信號，通過改變變頻器的頻率來調(diào)整壓縮機電機的轉速，在確?？諝鈮嚎s機出口壓力穩(wěn)定的前提下，保證電機以最小的功率輸出空氣壓縮機控制原理圖以保證壓縮機的正常工作?在軟件控制下，機組能夠?qū)崿F(xiàn)變頻、工頻無擾動切換空氣壓縮機應采取措施?運行監(jiān)控?開機：確認給水泵已開、打開前后冷卻水閥、確認冷卻水壓力和溫度、確認排空閥已開、確認進氣閥門關閉、開機。?運行：監(jiān)測電機電流、監(jiān)測油壓、打開進氣閥和關閉排空閥、監(jiān)測氣壓、氣溫、水壓、水溫。?關機：停主機、關閉進氣閥、延時關閉冷卻閥、打開排空閥、監(jiān)測一級缸壓力和出口氣壓。?保護功能?實時監(jiān)測冷卻水壓力，當壓力超過上限或下限時均自動停車保護，并聲光報警指示。?實時監(jiān)測冷卻水溫度，當溫度超過上限或下限時均自動停車保護，并聲光報警指示。?實時監(jiān)測潤滑油壓力，當壓力超過上限或下限時均自動停車保護，并聲光報警指示。?實時監(jiān)測一級缸氣壓和總管氣壓力，當壓力超過上限或下限時均自動停車保護，并聲光報警指示。濃度控制系統(tǒng)的工藝要求

?在生產(chǎn)過程中，為了達到理想的效果，必須將礦漿濃度控制在一定范圍內(nèi)?欲實現(xiàn)礦漿濃度的自動控制，首先要通過安裝在打礦管道上的核子密度計檢測礦漿的濃度信號，該信號經(jīng)PLC的模擬輸入通道進行A/D轉換，轉換結果除上傳到上位機進行數(shù)據(jù)歸檔外，還要與濃度設定進行比較，對其進行PID運算，運算結果通過PLC的模擬輸出通道進行D/A轉換，輸出標準的4-20mA電流信號，通過控制濃度稀釋水電動調(diào)節(jié)閥的閥門開度，來控制加水的流量，從而實現(xiàn)礦漿濃度的穩(wěn)定控制。?電動調(diào)節(jié)閥門的開度信號經(jīng)PLC的模擬輸入通道進行A/D轉換后，上傳到工控機進行數(shù)據(jù)處理、顯示、報警壓濾機出柜板數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng)?為了便于生產(chǎn)管理，提高職工的生產(chǎn)積極性，降低消耗，我們針對壓濾機的運行情況，設計了壓濾機出柜數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng)?該系統(tǒng)自動將每個班實際拉板數(shù)量錄入上位機，由上位機計算出該班的出柜數(shù)，并顯示出來，并由上位機對每一個班的當月的出柜數(shù)進行累計?該累計數(shù)可由上位機通過公司內(nèi)部局域網(wǎng)進入決策管理層與大屏幕相連的數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)工程中，用戶提出了將自動化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實時的傳送到氫化一廠的大屏幕系統(tǒng)，為此我們克服了很多困難，通過對硬件和軟件的修改達到了用戶的要求，成功的將控制數(shù)據(jù)及時的放映到大屏幕上，下面我來介紹一下我們的方案：首先將連接大屏幕的計算機連接到我們的監(jiān)控計算機網(wǎng)絡，使它們組成一個小型的局域網(wǎng)絡。將各個計算機的IP地址等相應的參數(shù)設置好。然后在我們的監(jiān)控的計算機上，將軟件DDE添加到我們的WINCC系統(tǒng)，使兩個軟件同時運行，DDE是數(shù)據(jù)動態(tài)交換的簡稱，利用它做標準接口我們可以把數(shù)據(jù)從WINCC運行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中調(diào)到外部應用程序EXCEL中，在EXCEL中，我們設計好投放在大屏幕的數(shù)據(jù)格式、內(nèi)容，在WINCC中我們必須組態(tài)好WindowsDDE的標準協(xié)議，將要顯示數(shù)據(jù)的變量全部進行歸檔處理，這樣在EXCEL中就可以實時動態(tài)的顯示各個數(shù)據(jù)，由于大屏幕系統(tǒng)無法動態(tài)讀取EXCEL中的數(shù)據(jù)，我們又想了各種方法，最后調(diào)用了EXCEL中的宏處理命令，將導入數(shù)據(jù)做周期性的保存，這樣在大屏幕上便可以動態(tài)的跟蹤所有需要顯示的過程數(shù)據(jù)。七、工藝系統(tǒng)控制流程介紹我們把整個氰化一廠自動化監(jiān)控系統(tǒng)分為十一個部分，分別作成十一個窗口，可以分別進行控制，不同窗口之間可以由操作員根據(jù)現(xiàn)場的控制情況實時進行切換。十一個部分分別是工藝流程概況、加料工段、磨礦工段、堿浸壓濾、浸出工段、置換工段、浮選前壓濾、綜合回收、出柜累積、趨勢圖、報警，下面分別介紹各部分的功能：工藝流程概況本畫面畫的是整個氰化一廠的工藝流程圖，上面清楚的表明了各個設備的相互聯(lián)系，使用戶可以對整個系統(tǒng)有個總體的、全面的了解和認識。2）加料工段該部分的主要功能是檢測金銀緩沖槽的液位，控制4臺螺旋給料機和球磨機，監(jiān)控軟管泵的運行狀態(tài)，進行必要的礦密度檢測3）磨礦部分該部分的主要功能是通過控制電磁閥的開度和檢測分級泵槽的液位，將分級泵槽的液位控制在一定的范圍內(nèi)，同時檢測球摩機的軸承溫度，提供及時的報警。此外對空壓機進行控制，使其將壓力控制在生產(chǎn)要求范圍之內(nèi)。4）堿浸壓濾該部分的主要功能是放礦緩沖液位的自動控制，通過超聲波液位計檢測緩沖槽液位，來自動調(diào)節(jié)電磁閥的開度，從而使放礦緩沖槽的液位恒定在某一范圍。還有對各個泵的自動遠程控制，濾餅調(diào)漿電動閥的遠程控制等。5）浸出工段該部分的主要功能是計量泵、一浸渣漿泵、二浸打礦泵的現(xiàn)場遠程控制。凝絮劑軟管泵的的變頻控制和NACN大罐的液位檢測及超高報警。6）置換工段該部分的主要功能是對貴液池液位進行顯示、報警，對脫氧塔、混合料斗、進行自動控制進行自動控制，對貧液池液位進行檢測。對軟管泵進行變頻控制。7）浮選前壓濾該部分的主要功能是對回水池液位進行檢測、報警，對回水泵電機進行現(xiàn)場、遠程、自動控制。8）綜合回收自動檢測PH值，以此來調(diào)節(jié)硫酸的流量。根據(jù)出口壓力自動調(diào)節(jié)葉氏風機的頻率，實現(xiàn)自動控制。精礦泵的現(xiàn)場及遠程控制。大小硫酸罐的液位檢測。9）出柜累積這部分主要對各個班組的出柜數(shù)和干礦量進行了精確的累積，一共包括3個工段、9臺壓濾機的出柜數(shù)。當前累積代表每臺壓濾機當前的柜子數(shù)，日累積代表每個班當班次的出柜數(shù)累積，下一班次清零，還有各個班組的月累積和總累積，對每個壓濾機我們也進行了累積。三班的倒班設置可以自動進行，逢驗收材料一倒班。10）趨勢圖趨勢圖里做了需要歸檔的歷史數(shù)據(jù)的趨勢和報表，比如出柜數(shù)，我們可以隨時查看昨天或者前天或者上個月某班的出柜數(shù)量，歷史數(shù)據(jù)的大小和顯示形式可以靈活的修改和設置。11）報警該部分的主要功能是檢測生產(chǎn)過程中需要隨時檢測的數(shù)據(jù)，一旦超過設定范圍，系統(tǒng)就會自動將其顯示在報警畫面中，此畫面可以集中的各個報警數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，便于操作人員進行及時的了解和確認，進行后續(xù)的處理。12）打印畫面中包含了5項打印內(nèi)容，分別是拉板日累積打印、拉板月累積打印、拉板總累積打印、壓濾機總出柜數(shù)累積打印和干礦量累積打印。任意點擊其中的一個按鈕即可實現(xiàn)相應內(nèi)容的打印。八、現(xiàn)場儀表部分球磨機液位控制我們在球磨機液位控制系統(tǒng)中選用JDUDK電容液位變送（顯示）器,它適用于容器中導電、非導電液體（固體）的液位測量。它采用先進的電容測量技術，測量電極與介質(zhì)間的可變電容，而且與被測介質(zhì)的溫度、壓力、密度、容器形狀等參數(shù)無關，使測量更穩(wěn)定可靠，經(jīng)電路放大變換為標準的電流信號；采用兩線制輸出標準信號，同時可以就地顯示（LCD）液位。

工作原理：電容式液位變送器適用于工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中進行測量和控制生產(chǎn)過程，主要用作類導電與非導電介質(zhì)的液體液位或粉粒狀固體料位的遠距離連續(xù)測量和指示。

電容式液位變送器由電容式傳感器與電子模塊電路組成，它以兩線制4～20mA恒定電流輸出為基型，經(jīng)過轉換，可以用三線或四線方式輸出，輸出信號形成為1～5V、0～5V、0～10mA等標準信號。電容傳感器由絕緣電極和裝有測量介質(zhì)的圓柱形金屬容器組成。當料位上升時，因非導電物料的介電常數(shù)明顯小于空氣的介電常數(shù)，所以電容量隨著物料高度的變化而變化。變送器的模塊電路由基準源、脈寬調(diào)制、轉換、恒流放大、反饋和限流等單元組成。采用脈寬調(diào)特原理進行測量的優(yōu)點是頻率較低，對周圍元射頻干擾、穩(wěn)定性好、線性好、無明顯溫度漂移等JDUDK電容液位（物位）變送器是一種可以用于液體、油類、固體、界面和測量的液位（物位）變送器。無可動部件，可靠性大大提高，它不受水蒸汽，灰塵或冷凝的影響，具有長期運行穩(wěn)定可靠，靈敏度高，線性度好，溫度從-200～450℃，壓力0～32MPa等優(yōu)點。電容液位變送器為兩線制（回路供電）4～20mA測量信號,易于調(diào)校。本變送器采用本安防爆結構，使用更安全。主要技術指標

●測量范圍：桿式0～3500mm纜式2～20m范圍內(nèi)任意選用。

●精度：±0.5%F.S，±1.0%F.S；（量程1m以內(nèi)為±5mm）被測介質(zhì)為結晶、結垢或粘度很高時對測量精度有一定影響。

●最大工作壓力：1.0--32Mpa;介質(zhì)溫度：-70-220℃（PTFE電極），-70-450℃（不銹鋼電極）。

●24VDC（12～36VDC），二線制DC4～20mA輸出。

●測量介質(zhì)：導電介質(zhì)：電導率不小于10-5S/cm液體。

●電極材質(zhì)：1Cr18Ni9Ti、316L；襯里材料：F46、PTFE。溫度檢測：我們選用JDWB型一體化溫度變送器來對球磨機軸承及空氣壓縮機的出氣口溫度進行檢測，它是DDZ-Ⅲ、DDZ-S系列儀表中現(xiàn)場安裝的溫度變送單元，采用優(yōu)質(zhì)進口元器件，SMD（貼片）制造，直接裝入接線盒中與傳感器融為一體，將熱電偶、熱電阻等非線性微弱信號放大變換為標準的電流信號。工作原理：一體化溫度變送器一般由測溫探頭（熱電偶或熱電阻傳感器）和兩線制固體電子單元組成。采用固體模塊形式將測溫探頭直接安裝在接線盒內(nèi)，從而形成一體化的變送器。一體化溫度變送器一般分為熱電阻和熱電偶型兩種類型。

熱電偶(熱電阻)產(chǎn)生的熱電勢(電阻)經(jīng)過溫度變送器的電橋產(chǎn)生不平衡信號，經(jīng)放大后轉換成為4-20mA的直流電信號給工作儀表，工作儀表便顯示出所對應的溫度值。

主要技術指標

●基本誤差：±0.25%F.S，±0.5%F.S；熱電偶冷端補償誤差小于±1℃。

●電源電壓：24V±5%DC，（12~36VDC）。

●外形：模塊ф45×16mm安裝孔2-ф4，中心距36mm，變送遠傳

ф65×90顯示+變送ф65×100。

●連接：模塊ф45×16mm安裝在熱電偶、熱電阻接線盒內(nèi)。流量測量：我們選用ABB-Fischer&Porter公司生產(chǎn)的電磁流量計來對礦漿進行測量。ABB-Fischer&Porter公司不僅是世界上最大的流量儀表生產(chǎn)廠家，其中電磁流量計占全球總銷量的25%以上，而且是無可爭辯的全球電磁流量計技術的領導者，眾多的電磁流量計領先技術由其開發(fā)并首先應用，如直流脈沖勵磁技術、微處理器的應用、電容檢測技術、多電極技術、兩線制技術等等。長期的生產(chǎn)經(jīng)驗，巨大的科研投入，嚴密的質(zhì)量保證體系，可靠的服務機制及現(xiàn)代的管理理念，使ABB-Fischer&Porter的電磁流量計無論在產(chǎn)品品種、質(zhì)量和技術水平，都成為世界第一。2001年5月上海威爾泰工業(yè)自動化股份有限公司與ABB公司再一次進行了成功的合作，雙方?jīng)Q定采用德國ABB-Fischer&Porter公司先進的電磁流量計技術，在上海共同組裝生產(chǎn)XE和XEM系列智能電磁流量計。威爾泰XE和XEM系列智能電磁流量計的生產(chǎn)，使用與德國母公司相同的電子轉換器，標定裝置設計為全球最大的水流量實流標定系統(tǒng)，設計精度為0.05%，可生產(chǎn)1～3800mm各種口徑的電磁流量計，質(zhì)量控制嚴格按德國母公司的工藝技術規(guī)范和ISO9001的要求，從而保證了上海威爾泰工業(yè)自動化股份有限公司生產(chǎn)的XE和XEM系列智能電磁流量計具有與德國母公司相同的品質(zhì)。電磁流量計的基本原理

根據(jù)法拉第電磁感應定律，當一導體在磁場中運動切割磁力線時，在導體的兩端即產(chǎn)生感生電勢e，其方向由右手定則確定，其大小與磁場的磁感應強度B，導體在磁場內(nèi)的長度L及導體的運動速度u成正比，如果B，L，u三者互相垂直，則

e＝Blu

與此相仿．在磁感應強度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內(nèi)徑為D的不導磁管道，當導電液體在管道中以流速u流動時，導電流體就切割磁力線．如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電極(圖3—17)則可以證明，只要管道內(nèi)流速分布為軸對稱分布，兩電極之間也特產(chǎn)生感生電動勢

e＝BDU由上式可見，體積流量qv與感應電動勢e和測量管內(nèi)徑D成線性關系，與磁場的磁感應強度B成反比，與其它物理參數(shù)無關．這就是電磁流量計的測量原理．

需要說明的是，要使式（3—37）嚴格成立，必須使測量條件滿足下列假定：

①磁場是均勻分布的恒定磁場；

②被測流體的流速軸對稱分布；③被測液體是非磁性的；④被測液體的電導率均勻且各向同性。4000系列：當DN≤300時，流量傳感器殼體為鑄鋁，DN≥350時,殼體為碳鋼.聯(lián)接形式:法蘭式,符合GB、DIN及ISO等法蘭連接標準，特殊標準可根據(jù)用戶要求定制。符合DIN11851的衛(wèi)生型接頭、符合KIN11864、DIN32676／ISO2852、DIN2999／ISO228等多種過程連接，可根據(jù)用戶要求提供ＡＢＢ公司原裝產(chǎn)品。ＸＥ／ＸＥＭ系列信號轉換器：●通訊協(xié)議:Profibus,HART協(xié)議，RS-485●多種供電電源●可切換的脈沖輸出●信號轉換器模塊化設計，采用EEPROM技術保證了信號轉換器的互換性，無需重新輸入?yún)?shù)?！穸喙δ茱@示，在多參數(shù)模式下可查看多達6種不同的流量參數(shù)。安裝和應用中應該注意的問題：使用時應注意的一般事項：液體應具有測量所需的電導率，并要求電導率分布大體上均勻。因此流量傳感器安裝要避開容易產(chǎn)生電導率不均勻場所，例如其上游附近加入藥液，加液點最好設于傳感器下游。

使用時傳感器測量管必須充滿液體（非滿管型例外）。有混合時，其分布應大體均勻。

液體應與地同電位，必須接地。如工藝管道用塑料等絕緣材料時，輸送液體產(chǎn)生摩檫靜電等原因，造成液體與地間有電位差。

一體型EMF無單獨安裝轉換器；分離型轉換器安裝在傳感器附近或儀表室，場所選擇余地較大，環(huán)境條件比傳感器好些，其防護等級是IP65或IP64（防塵防濺級）。安裝場所的要求與7.2節(jié)之（1）中3）、4）、6）、8）、9）、10）各條相同，環(huán)境溫度受電子件限制，使用溫度范圍比7）規(guī)定所列要窄些。

轉換器和傳感器間距離受制于被測介質(zhì)電導率和信號電纜型號，即電纜的分布電容、導線截面和屏蔽層數(shù)等。要用制造廠隨儀表所附（或規(guī)定型號）的信號電纜。電導率較低液體和傳輸距離較長時，也有規(guī)定用三層屏蔽電纜。一般儀表“使用說明書”對不同電導率液體給出相應傳輸距離范圍。單層屏蔽電纜用于工業(yè)用水或酸堿液通常可傳送距離100m。

為了避免干擾信號，信號電纜必須單獨穿在接地保護鋼管內(nèi)，不能把信號電纜和電源線安裝在同一鋼管內(nèi)。

緩沖槽及硫酸罐的液位測量我們選用NIVELCO公司的超聲波變送器來對各緩沖槽及硫酸罐的液位進行測量，它是優(yōu)秀的液位及物位測量工具。液位產(chǎn)品廣泛用于罐體、水池、水庫的液位和體積測量，也可用于開渠的流量測量。物位產(chǎn)品則廣泛用于固體物位、體積、重量的測量。

在實際使用中，很多界面無法接觸，如：對測量設備產(chǎn)品有腐蝕（酸），對測量設備有污染的場合（下水道，可在測量裝置上產(chǎn)生粘附物的物質(zhì)（粘合劑）。

由于超聲波液位測量技術基于非接觸的超聲波原理，所以它適合于那些無法用物理方式接觸的液體及物位測量。工作原理：超聲波變送器分為一般超聲波變送器（無表頭）和一體化超聲波變送器兩類，一體化超聲波變送器較為常用。

一體化超聲波變更新器由表頭（如LCD顯示器）和探頭兩部分組成，這種直接輸出4～20mA信號的變送器是將小型化的敏感元件（探頭）和電子電路組裝在一起，從而使體積更小、重量更輕、價格更便宜。超聲波變送器可用于液位。物位的測量和開渠、明渠等流量測量，并可用于測量距離。

兩線制超聲波液位計特點

☆非接觸、4-20mA輸出液位計

☆0.5英尺（15cm）到18英尺（548cm）內(nèi)準確可靠測量

☆具有全范圍內(nèi)自動溫度補償功能

☆5度聲束角適用于有限安裝空間環(huán)境下的應用

☆NEMA4X堅固外殼PVDF材料的全塑結構

☆以英寸或厘米為單位的LCD數(shù)字液位顯示

☆按鈕標定所有用戶設置點

☆Echo-MAPTM過濾器消除不正確的回波信號

☆智能失效保護確?；夭ㄐ盘柌粊G失應用

適用于包括鹽酸、氫氧化物、廢水、樹脂膠、蠟、堿液和漂白劑等工業(yè)用劑技術原理

若液體中有攪拌或泡沫，可在液位計下面安裝一個2-12標準導管，在Echo-PipeTM

軟件的支持下，降低了聲波對測量空間的要求，從而實現(xiàn)準確測量。性能

范圍：0.5英尺（15cm）到18英尺(548cm)

精度：空氣中滿量程的±0.2%

分辯率：0.125（3mm）

頻率：50KHz

脈沖率：每秒2次

聲束角：5°圓錐形

死區(qū)距離：最小6（15cm）

顯示類型：4段LCD

顯示單位：英寸/厘米

電源電壓：12﹣36VDC

最大環(huán)路阻抗：900ohms@36VDC

信號輸出：4﹣20mA,12﹣36VDC

信號轉換：4﹣20/20﹣4mA

標定：按鈕

失效診斷：回復到4mA或22mA

溫度范圍：F：﹣40℃～140℃C：﹣40℃～60℃

溫度補償：在全范圍內(nèi)自動進行補償

壓力級別：25℃時30psi(2bar),25℃以上每攝式度降低1.667psi(.113bar)

外殼級別：NEMA4X/IP68

外殼材料：聚丙烯

傳感器外殼材料：PVDF

安裝螺紋：2NPT（2G）

CE認證：EN50082﹣2immunity

EN55011emission

防爆認證：本質(zhì)安全型

CSA：ClassⅠⅡⅢ,Divl,GroupsA～F,EExiaIICT3

CSA：LR79326/EEx:LCIE01.E6060XMPD53智能型PH/氧化還原監(jiān)控儀顯著特點:差動輸入方式，具高抗擾能力?？善ヅ銹H玻璃電極，銻電極和氧化還原電極。具有探頭自動清洗控制功能,清洗期間自動鎖定電流輸出并可連接PLC遠傳控制。技術參數(shù)測量范圍:0.00~14.00PH;-1999mV~+1999mV;-50℃~+300℃測量精度:0.05PH;3mV輸出:2路0/4~20mA,4個繼電器供電:220VAC，24VDC（選購）外形尺寸:96X96X140（盤裝）；305X200X82（墻掛）壓力測量我們選用日本橫河電機株式會社九十年代中期最新推出的產(chǎn)品━EJA智能變送器，來測量礦漿和壓縮空氣的壓力。它率先采用真正的數(shù)字化傳感器—單晶硅諧振式傳感器，開創(chuàng)了變送器的新時代，產(chǎn)品具有更高的精度、穩(wěn)定性、可靠性，自推向市場，深受各界好評。為迎接現(xiàn)場總線時代的來臨，我們已推出經(jīng)基金會測試認證的符合FF標準的現(xiàn)場總線變送器。先進的工作原理采用微電子加工技術（MEMS)在一個單晶硅芯片表面的中心和邊緣制作

兩