水泥磨粉dcs控制系統(tǒng)包裝系統(tǒng)設計樣本

目錄摘要 3ABSTRACT 4１概述 51.1水泥包裝國內外發(fā)展概況 51.2水泥生產自動化控制概況 61.3選題目、意義及指引思想 72方案論證 82.1集散控制系統(tǒng)簡介 82.2IndustialIT控制系統(tǒng)簡介 82.3設計方案 92.3.1水泥包裝控制系統(tǒng)工藝流程簡介 92.3.2重要被控設備及I/O點數記錄 112.3.3系統(tǒng)設計方案 123系統(tǒng)硬件設計 143.1項目管理器與項目樹 143.1.1管理器簡述 143.1.2生成項目樹 143.2硬件構造 183.2.1配備過程站 183.2.2配備操作員站 183.2.3資源分派 183.2.4插入過程站AC800F 193.2.5定義控制器參數 203.2.7插入AC800F模件 203.2.8Profibus組態(tài) 214過程站組態(tài) 264.1IEC61131-3編程 264.2FBD編程 264.2.1建立FBD編程項目樹 264.2.2編寫FBD程序 264.2.3基本操作 314.3編寫LD程序 314.3顧客功能塊編寫 365操作員站組態(tài) 405.1概述 405.2操作員站組態(tài)監(jiān)控畫面設計 405.3系統(tǒng)仿真與調試 505.3.2連接現(xiàn)場站和操作員站 505.3.2仿真與調試 506結論與展望 537總結與體會 54道謝 55參照文獻 56附錄 56水泥粉磨DCS控制系統(tǒng)——包裝控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)摘要水泥生產自動化水平成為水泥行業(yè)競爭核心所在。本課題就水泥粉磨生產包裝某些進行研究，實現(xiàn)水泥包裝自動化，從而實現(xiàn)水泥生產優(yōu)質、高產和低耗。本課題選用ABB公司IndustialIT控制系統(tǒng)，來對水泥包裝生產線環(huán)節(jié)中生產狀況進行實時監(jiān)控。在文中系統(tǒng)簡介了該課題發(fā)展概況、對方案進行了仔細論證，詳細闡明了系統(tǒng)工藝流程、選型，硬件配備到詳細控制方略、控制算法以及系統(tǒng)監(jiān)控界面組態(tài)。完畢后水泥包裝系統(tǒng)可以實現(xiàn)對現(xiàn)場站各環(huán)節(jié)數據采集、控制功能，操作員站可對所有現(xiàn)場設備進行監(jiān)控，實現(xiàn)故障報警、設備運營狀態(tài)顯示，圖形顯示現(xiàn)場檢測參數狀態(tài)趨勢，達到了設計目。核心詞：水泥包裝；DCS控制；AC800FABSTRACTTheautomationlevelofcementproductionisbecomingthekeyofthesuccessofthecompetitioninthecement．Thistopicisontheresearchofthecementpackage．Itsgoalisforrealizingthecementproductionhighquality，thehighproductionandthelowconsumption．ThetopicselectedABB’sIndustialITcontrolsystemtoconductreal-timemonitoringofthepackagingofcementproductionlinesintheproductionareas．InthetextIhaveintroducedfthedevelopmentofthetopic，demonstratedtheprogrammecarefully，explainedtheprocessofmytopicandtheselectionofmodelindetail，aswellasspecifichardwarecontrolstrategy，controlalgorithmsandsystemcontrolinterfaceconfiguration．Thecementpackagingcontrolsystemcanrealizedataacquisitionandrealcontroltoallsectors．Andthestationoperatorscanmonitoralltheequipmentatthescene，thefaultalarming，thedisplayoftheequipments’running，aswellasthedisplayofthestatetrendofthescenedetectionparametersingraphic，asaresult，thedesignhavereachedthepurpose．Keyword：Cementpacking；DCScontrol；AC800F；ControlBuildF；DigiVis１概述1.1水泥包裝國內外發(fā)展概況水泥是國民經濟建設重要原材料，當前國內外尚無一種材料可以代替它地位。隨著國內經濟高速發(fā)展，水泥在國民經濟中作用越來越大。通過幾年迅速增長，國內水泥產量達9.7億噸，占世界水泥產量42.73%。在高速發(fā)展同步，國內水泥行業(yè)供求矛盾不斷加劇。國內水泥市場需求不到10.5億噸，而水泥生產能力已達13億噸，產能過剩2.5億噸。特別是落后生產能力比重仍占60%左右。作為國民經濟重要基本產業(yè)，水泥工業(yè)已經成為國民經濟社會發(fā)展水平和綜合實力重要標志。改革開放以來，國內經濟建設規(guī)模不斷擴大，推動國內水泥行業(yè)迅速發(fā)展。據記錄，1978年國內水泥產量為6524萬噸，水泥產量達到10.60億噸，國內水泥年產量凈增9.95億噸。自1985年起國內水泥產量已持續(xù)21年位居世界第一位，現(xiàn)如今已占世界水泥總產量48%左右。水泥產量迅速增長，從數量上已經基本滿足國內大規(guī)模經濟建設需要。包裝系統(tǒng)是水泥生產工藝線上最后一種重要環(huán)節(jié)。現(xiàn)階段水泥包裝可分為水泥散裝和水泥袋裝，國內散裝水泥通過30近年發(fā)展，有了一定進展，但與世界發(fā)達國家相比較，不但散裝量上存在很大差距，且發(fā)展速度也相對遲緩。發(fā)展散裝水泥具備節(jié)約資源，保護環(huán)境，增進水泥工業(yè)構造調節(jié)，提高水泥使用效率，改進勞動條件等方面綜合經濟效益。大力發(fā)展散裝水泥是國內水泥工業(yè)實行可持續(xù)發(fā)展重要對策之一。散裝水泥在國內雖然起步較晚，但屬于一項新工業(yè)，是隨著人類社會進步，資源、能源、環(huán)境規(guī)定和工作效率提高而產生一種新生產方式，特別是環(huán)境問題日益成為當今人類極為關注敏感問題，更是全球熱門話題。世界上發(fā)達國家通過20近年努力，到上世紀60年代末完畢了水泥從袋裝到散裝改革，實現(xiàn)了水泥散裝，散裝水泥占水泥總產量比例(散裝率)普通達到并維持在90%以上。美國、日本、法國等散裝率更高且不不大于95%，按當前國際散裝率來看，超過70%是國際水平，90%以上是國際先進水平。國內水泥在包裝上重要采用落后紙袋包裝，水泥散裝率僅在20%左右，與國際水平比較相差甚遠。袋裝水泥紙袋所有用木材制成，不但需要采伐大量樹木，耗費寶貴森林資源，并且在制袋過程中消耗大量淡水，產生大量造紙污水。此外紙袋破損，每年有近600萬噸水泥排放到大氣中，既揮霍資源又污染環(huán)境。散裝水泥無論是儲存、運送、使用、質量保證等方面，還是在減輕工人勞動強度、提高水泥使用效率、環(huán)保等方面都體現(xiàn)了強大生命力。綜上所述，發(fā)展散裝水泥，實現(xiàn)散裝化，是國內當代化建設、經濟發(fā)展、水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展既定目的之一[1]。由于技術裝備落后，綜合設施配套能力低，國內散裝水泥發(fā)展尚有一定欠缺，袋裝依然占有很大比例，并且對水泥包裝進行計算機控制廠家為數甚少，大多數生產水泥包裝微機控制系統(tǒng)與機械某些經常是集中于一體模式，特別是袋裝某些甚至諸多水泥廠還是進行人工包裝，這樣不但費時又費力并且對人體傷害非常大，雖然是使用微機控制水泥包裝機，其所處環(huán)境太惡劣，一臺新安裝包裝機，工作不到兩個小時，整個包裝機，電控某些，都是灰塵滿面，時間一長，該機敏捷度、計量精度就有所下降故障率就會增高，特別電腦稱電子元件，粉塵對它威脅是最大，大多水泥廠使用電腦包裝機，電腦都安裝在包裝機上，受震動灰塵影響，故障頻繁，有時還需要每天修理微機，計量還不精確，袋重不穩(wěn)，導致?lián)p失很大，這始終都是國內當前水泥行業(yè)一種大問題。普通水泥廠對包裝機系統(tǒng)規(guī)定是：能適應惡劣環(huán)境，運營穩(wěn)定，故障率少，計量精確，抗干擾能力強，有數據管理功能，易于為維修，同步具備良好經濟性能。因而，將計算機控制系統(tǒng)運用到水泥包裝上，對水泥包裝機進行遠程監(jiān)控，提高水泥包裝自動化水平，一方面可使水泥使用質量和效率提高，另一方面也能使水泥對環(huán)境污染大大減少，也為國內散裝水泥發(fā)展奠定基本[2]。1.2水泥生產自動化控制概況當前，在新型干法水泥生產線中慣用控制手段有：可編程邏輯控制器(PLC)、集散控制系統(tǒng)(DCS)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)。⑴可編程控制器PLC可編程控制器PLC是計算機家族中一員，是為工業(yè)控制應用而設計。初期可編程控制器稱可編程邏輯控制器(programmablelogiccontroller)，簡稱PLC，用它來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術發(fā)展，可編程控制器功能已大大超過了邏輯控制范疇，因此當前人們都把這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC[3]。PLC具備如下特點:①PLC最初就是為了進行邏輯控制而設計，因而在邏輯控制方面擁有計算機無法比擬優(yōu)勢。②PLC在控制裝置一級實現(xiàn)三電一體化，配備靈活，構造緊湊。③PLC在硬件上采用了一系列抗干擾辦法，在軟件上采用了故障診斷技術及在系統(tǒng)一級冗余配備工作方式采用周期循環(huán)掃描，對輸入輸出集中進行，因而具備很高可靠性。④PLC僅在核心部位選用冗余構造，在價格上大大低于DCS系統(tǒng)，性能價格比高。但是由于PLC功能及其有關技術限制，其控制對象都較為簡樸，普通只用一種PLC站進行控制，很少有通過聯(lián)網或其他途徑對有關設備進行控制[3]。綜上所述，PLC控制優(yōu)勢重要是適合于現(xiàn)場局部控制，弱點重要體當前網絡和復雜控制方面，因而僅使用PLC不適當控制新型干法水泥生產。⑵集散控制系統(tǒng)DCS集散控制系統(tǒng)又名分布式計算機控制系統(tǒng)，其實質是運用計算機技術對生產過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制一種新型控制技術。它是由計算機技術、信號解決技術、測量控制技術、通信網絡技術和人機接口技術互相滲入發(fā)展而產生，既不同于分散儀表控制系統(tǒng)，又不同于集中式計算機控制系統(tǒng)，它是吸取了兩者長處，在它們基本上發(fā)展起來一門系統(tǒng)工程技術，具備很強生命力和明顯優(yōu)越性。其重要特性是：集中管理，分散控制。DCS是采用原則化、模塊化和系列化設計，由過程控制級、控制管理級和生產管理級構成一種以通訊網絡為紐帶集中顯示而操作管理、控制相對分散、配備靈活、組態(tài)以便、具備高可靠性實用系統(tǒng)，擁有自主性、協(xié)調性、在線性與實時性、高可靠性、適應性、靈活性、可擴充性和和諧性等優(yōu)越性。但集散控制系統(tǒng)大多采用封閉式網絡通信體系構造，采用我司專用原則和合同，加之受到現(xiàn)場儀表在數字化、智能化方面限制，它沒能將控制功能“徹底地”分散到現(xiàn)場。⑶現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)是基于現(xiàn)場總線技術計算機控制系統(tǒng)，它是集計算機技術、網絡技術和控制技術為一體先進計算機控制系統(tǒng)，是一種全分散、全數字、全開放控制系統(tǒng)。它合用于工業(yè)過程控制、制造業(yè)及樓宇自動化等領域，將逐漸成為計算機控制系統(tǒng)主流形式[4]。FCS具備如下技術特點：①FCS采用現(xiàn)場總線是一種全數字化現(xiàn)場通信網絡。②FCS現(xiàn)場總線網絡是開放式互連網絡。③FCS所有現(xiàn)場設備直接通過一對傳播線(現(xiàn)場總線)互連。④FCS普遍采用智能儀表，增強了系統(tǒng)自治性，系統(tǒng)控制功能更加分散?？倎砜?，F(xiàn)CS終將代替DCS。但是現(xiàn)場總線發(fā)展到今天，原則不夠統(tǒng)一，價格昂貴，而廣大顧客對DCS比較熟悉，加上DCS尚有潛力可挖，其自身也在不斷發(fā)展之中，其性能也在不斷地完善，DCS也在朝開放系統(tǒng)方向發(fā)展，并實現(xiàn)了與現(xiàn)場總線結合。DCS是結合了各類控制功能完整系統(tǒng)，是當前應用最廣泛、構造最先進、性能最高、功能最完整系統(tǒng)，因而在當前水泥自動化生產控制中，集散控制系統(tǒng)成為了人們首選。1.3選題目、意義及指引思想本次設計是想通過水泥粉磨DCS控制研究，實現(xiàn)對水泥包裝生產線自動控制，克服原有包裝機缺陷，既能節(jié)約人力、物力，又可以減少生產成本，同步還能提高水泥產量和質量，通過對包裝機系統(tǒng)遠程監(jiān)控，可以避免粉塵對人體和微機設備導致影響，直接在中控室就可以監(jiān)控水泥包裝全過程，這樣可使故障率降到最低，計量精確、穩(wěn)定可靠，袋重疊格率也能達到99％～100％。該選題控制系統(tǒng)重要采用了ABBIndustrialIT系統(tǒng)。ABBIndustrialIT系統(tǒng)融老式DCS和PLC長處在一體并支持各種國際現(xiàn)場總線原則。系統(tǒng)具備高度靈活性和極好擴展性，無論是小型生產裝置控制，還是超大規(guī)模全廠一體化控制，甚至對于跨廠管理控制應用，該系統(tǒng)都能應付自如。因此基于對課題進一步考察研究，選用這套系統(tǒng)不但能滿足規(guī)定，更大限度上是將國內DCS系統(tǒng)更加完善化，特別是在水泥行業(yè)運用，更提高了國內DCS控制水平。2方案論證2.1集散控制系統(tǒng)簡介集散控制系統(tǒng)（DistributedControlSystem）是以微解決器為基本集中分散型控制系統(tǒng)。集中控制系統(tǒng)是進行集中管理，而系統(tǒng)體系構造是分布式，總體上是一種分布構造控制系統(tǒng)。DCS控制系統(tǒng)有如下特點：⑴DCS系統(tǒng)作為計算機控制系統(tǒng)中較為完善和成熟技術，可以對分布于較大范疇內執(zhí)行機構進行控制，并采用集中管理、分散控制方略。⑵DCS系統(tǒng)編程靈活，可以以便地實現(xiàn)歷史數據存儲、動態(tài)顯示、報表打印等功能。⑶DCS可采用組態(tài)軟件，容易組態(tài)，系統(tǒng)集成以便，可靠性高。2.2IndustialIT控制系統(tǒng)簡介IndustrialIT系統(tǒng)是ABB公司推出一種全能綜合型開放控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)融老式DCS和PLC長處在一體并支持各種國際現(xiàn)場總線原則。它既具備DCS復雜模仿回路調節(jié)能力、和諧人機界面(HMI)及以便工程軟件，同步又具備與高檔PLC指標相稱高速邏輯和順序控制性能。系統(tǒng)既可連接常規(guī)I/O，又可連接RemoteI/O及Profibus、FF、CAN、Modbus等各種現(xiàn)場總線設備。系統(tǒng)具備高度靈活性和極好擴展性，無論是小型生產裝置控制，還是超大規(guī)模全廠一體化控制，甚至對于跨廠管理控制應用，IndustrialIT都能應付自如。系統(tǒng)分為兩級：操作管理級(操作站OS、工程師站ES及網關GS)和過程控制級(過程站PS及現(xiàn)場控制器AC800F)。在操作管理級上不但實現(xiàn)老式控制系統(tǒng)監(jiān)控操作功能(預定義及自由格式動態(tài)畫面顯示、趨勢顯示、彈出式報警及操作指引信息、報表打印、硬件診斷等)，并且完畢配方管理及數據互換等管理功能。過程控制級實現(xiàn)涉及復雜控制在內各種回路調節(jié)（各種PID、比值、Simith……）和高速邏輯控制、順序控制以及批量間歇控制功能。每個過程站PS支持5個機架單元，可配備44個I/O模件(1408個I/0點)，PS過程站CPU模件、電源及系統(tǒng)網絡接口均可冗余。AC800F是現(xiàn)場總線控制器，它為顧客提供了使用現(xiàn)場總線技術靈活性。AC800F采集來自4條現(xiàn)場總線(類型可以不同)過程數據和診斷信息，并完畢與PS相似控制任務。AC800F通過以態(tài)網(Ethernet)與整個系統(tǒng)(如OS、PS或其他FC)通迅。系統(tǒng)控制站硬件均為全金屬外殼封裝。設備既可安裝于機柜中，也可裝于墻上。系統(tǒng)符合所有當前EMC原則并具CE標志。系統(tǒng)采用兩種普遍工業(yè)總線。用于過程控制站PS內部通迅是DigiNetP/CAN(DIN/ISO11898原則)總線。PS/FC與OS/ES之間通迅由DigiNetS網絡(以太網/IEEE802.3原則)實現(xiàn)，顧客可選取通迅傳播介質(普通電纜或光纖)IndustrialIT系統(tǒng)操作站OS、工程師站ES及數據網關GS以MSWindowsNT為運營平臺，從而保證了系統(tǒng)通用性、開放性和易用性，并對將來技術升級和維護帶來很大以便。PC機詳細配備可由顧客按照需要自行選取(不低于系統(tǒng)基本規(guī)定)。系統(tǒng)組態(tài)語言基于IEC1131_3工業(yè)原則，提供功能塊圖(FBD)、梯形圖(LAD)、指令表(IL)和順序功能圖(SFC)、ST(構造化文本)等圖形化組態(tài)手段。系統(tǒng)還帶有包括近170各種功能塊算法庫和具備200各種圖形符號基本圖庫和內含大量3D圖符擴充圖庫。系統(tǒng)使用同一套組態(tài)工具軟件完畢過程級和操作級組態(tài)及調試，并使用同一種全局數據庫。IndustrialIT系統(tǒng)規(guī)模具備很強伸縮性，每個系統(tǒng)可依照工藝或功能劃分為若干個自動化域，每個域基本配備為10個操作員站OS、10個過程控制站PS或現(xiàn)場控制器FC，整個系統(tǒng)擴展規(guī)模可達100個操作員站、100個控制站(140800個I/O)。IndustrialIT系統(tǒng)網絡架構見圖2-1。圖2-1ABBIndustialIT控制系統(tǒng)網絡架構圖IndustrialIT系統(tǒng)長處：⑴集成DCS、PLC及FieldBus功能；⑵全局數據庫；⑶AC800F冗余；⑷支持FDT/DTM組態(tài)及HART合同，支持OperateIT；⑸通用性，原則化，靈活性，開放性；⑹工程容易，界面和諧，維護簡樸。2.3設計方案2.3.1水泥包裝控制系統(tǒng)工藝流程簡介水泥包裝是在水泥粉磨之后，將成品水泥運至水泥庫并取出包裝發(fā)運。課題涉及水泥散裝和袋裝兩條包裝線。來自水泥粉磨站成品水泥由提高機入庫后提成兩某些，一某些由提高機運至水泥散裝車，散裝輸送；另一某些送至袋裝區(qū)，由提高機，再經振動篩，篩出水泥通過中間倉送入包裝機，水泥袋裝后由輸送機送至成品庫，散灰由螺旋輸送機再送入提高機，然后再經振動篩重復前面所說流程。包裝工藝流程設計基本規(guī)定是：操作以便，提高包裝工作效率，減少操作人員勞動強度；可以精確稱量，以保證袋裝水泥重量誤差在容許范疇內；減少水泥粉塵飛揚損失。本課題水泥包裝流程圖見圖2-1。圖2-1水泥包裝流程圖包裝控制系統(tǒng)完畢兩條水泥包裝輸送線—散裝線和袋裝線，每條水泥包裝輸送線控制方式基本相似。每組中由若干設備共同完畢特定功能，各組間又有一定聯(lián)鎖關系。單臺設備控制分為一種個子模塊，按模塊順序依次解決。在單臺設備控制模塊內完畢對單個設備條件檢查、聯(lián)鎖控制、狀態(tài)顯示等功能；在組控制功能模塊中完畢組檢查、組起動、組停止等功能。將生產順序有持續(xù)關系和連鎖關系設備提成一組，包裝控制系統(tǒng)分組狀況如圖2-2至2-9所示。圖2-2入庫提高組圖2-3入庫輸送組圖2-4入庫卸料組圖2-5庫料輸送提高組圖2-6庫料散裝組圖2-7袋裝組 圖2-8主收塵組圖2-9散料輸送組其中2-2至2-6是泥散裝流程分組狀況，2-7至2-9是水泥袋裝流程分組狀況。整套包裝系統(tǒng)工藝流程大體示意圖見圖2-10。圖2-10水泥包裝生產線工藝流程框圖2.3.2重要被控設備及I/O點數記錄NE板鏈式提高機三通閥鏈式輸送機離心式風機氣箱式袋收塵器電液動平板閘閥羅茨風機空氣分派器水泥底庫卸料裝置電動兩路閥斗式提高機振動篩膠帶輸送機清袋機螺旋輸送機高壓離心通風機以上設備控制信號涉及備妥、運營、驅動、開關限位、正反轉等等數字量觸點。還涉及提高機、羅茨風機電流信號大小采集，閥門開度給定、反饋，電機先后軸承振動等模仿量信號采集和驅動輸出信號點。此外，為保證整個系統(tǒng)日后維護、擴展，系統(tǒng)還應具備一定余量，普通為20%。點數記錄成果如表2-1示。表2-1I/O點數登記表模塊名稱類型通道數點數塊數DI801BOOL161059DO801BOOL16756AI801UINT8213AO801UINT8922.3.3系統(tǒng)設計方案課題重要針對水泥入庫存儲、散裝及袋裝系統(tǒng)進行設計。對于該水泥包裝系統(tǒng)，為了有效地對生產過程實時監(jiān)測、分析、管理和調度，采用DCS控制系統(tǒng)。在此設計中要實現(xiàn)對電動機、閥門等成套機電設備開關量控制，涉及分組聯(lián)鎖啟動與停車、組內自動聯(lián)鎖或單機聯(lián)鎖控制、系統(tǒng)單機調試等功能；還要有完善報警功能，開關量和模仿量報警顯示及確認、報警列表自動記錄和顯示打印、模仿量報警上下限設立和修正；生產報表即時和定期打印[8]。課題設計系統(tǒng)重要實現(xiàn)包裝機、提高機、振動篩、輸送機、收塵器、風機等順序啟停、故障報警、緊急停車等功能，并具備手/自動顯示功能，同步完畢各重要設備電流檢測和溫度檢測。⑴硬件設計布局工程師站一種，操作員站一種，現(xiàn)場站一種，現(xiàn)場站采用AC800F現(xiàn)場控制器，兼用原則工業(yè)以太網（Ethernet）與整個系統(tǒng)通訊，布局見圖2-11所示。⑵操作員站硬件平臺為工業(yè)控制機,軟件平臺為DIGIVIS軟件。OS站功能和僅限由工程師站決定，詳細功能如下:①可顯示整條生產線工藝流程圖；②在畫面中,各電機、電磁閥等普通設備運營狀態(tài)均由代表它動態(tài)圖形符號表達。⑶工程師站工程師通過工程師站對整個系統(tǒng)進行硬件配備和軟件組態(tài)。①對OS站組態(tài):整個系統(tǒng)依照廠方規(guī)定配備1個OS站,功能如上所述。②對工藝流程圖配備:將整個工藝流程分為若干個畫面,生成于“公用圖”項目下,則各OS站均可調用此組畫面,大大減少了工程設計和維護工作量。③對PS站組態(tài):綜合對系統(tǒng)性能規(guī)定、風險性規(guī)定及穩(wěn)定性，經濟性規(guī)定分析,配備1個過程站。⑷過程站與現(xiàn)場遠程I／O站完畢現(xiàn)場數據采集，過程控制站采用AC800F現(xiàn)場總線控制器與現(xiàn)場遠程S800I／O站，AC800F控制器可安裝4個各種合同類型總線接口卡，用于實現(xiàn)與現(xiàn)場遠程I／O站及FF總線設備之問通訊。I／O模件具備實時檢測及遠程診測功能。S800I／O站具備監(jiān)控、平滑轉換及故障報告功能。依照本課題I/O點數記錄，配備2個現(xiàn)場遠程I/O站。圖2-11硬件設計布局圖3系統(tǒng)硬件設計3.1項目管理器與項目樹3.1.1管理器簡述ControlBuildF軟件啟動一方面進入項目管理器。ControlBuildF是IndustrialIT系統(tǒng)組態(tài)、調試和文檔管理工具。ControlBuildF組態(tài)是基于IEC61131-3原則，使用全局數據庫。系統(tǒng)組態(tài)保存在預先設定項目子目錄中項目文獻中。項目文獻包括文獻名和項目名，在缺省狀態(tài)下，兩者相似。項目名重要用于DDE通訊[5]。在項目管理器中，可以存儲、改名和刪除一種項目。實際組態(tài)、調試和文檔管理將從項目樹中進行。ControlBuildF有兩種操作方式：Configuration和Commissioning。在Configuration方式下，進行硬件配備，軟件組態(tài)和進行項目文檔工作。Configuration可離線進行。在Commissioning方式下，對系統(tǒng)進行調試。進入調試狀態(tài)后，ES/OS自動與過程站建立通訊連接。3.1.2生成項目樹啟動ControlBuildF：StartProgramABBIndustrialITControlBuildF。軟件啟動后一方面顯示版本信息，按<Continue>鍵進入到項目管理器，從項目管理器項目菜單中選取新建,或按新建按鈕。在對話框中，輸入文獻名(最大256字符)，則在\Freelance\Proj目錄中生成一種后綴為.pro文獻，見圖3-1。同步系統(tǒng)生成如下兩個文獻：.bak：壓縮備份文獻，當不存盤退出DigiTool時，此文獻存儲為.pro文獻。.log：是一種暫時文獻，用于系統(tǒng)崩潰時數據恢復。圖3-1項目樹建立對話框項目名：最大12個字符，可不同于文獻名(.pro)，課題為：bzhkzh項目管理者：最大16個字符，可不填項目號：最大6個字符，可不填項目口令：最大8個字符，最小4個字符，用于封鎖項目文獻頁眉頁腳：用于文檔按確認鍵存儲所輸入大內容并關閉對話框。菜單欄中按組態(tài)進入組態(tài)方式。項目樹最頂層是組態(tài)CONF，所有系統(tǒng)資源和項目對象都在CONF組織之下。項目樹第一層由系統(tǒng)資源構成。IndustrialIT有如下資源：D-PS，D-PS/RED：過程站資源(非冗余/冗余)，涉及RackSystem，F(xiàn)C和AC800F。D-OS，MAESTRO-CS：OperationStation和MaestroNTConfigurationServer資源。D-GS：GatewayStation資源，涉及DDE，OPC和TRN等。P-CD：P-CD是一種特殊資源，它用于存儲下載到各OS站公共圖形。此外，在項目文獻中尚有一種池對象，用于暫時存儲項目組件。系統(tǒng)不對池中內容作語法檢查[5]。在菜單條上選取組態(tài)(Configration)菜單項，浮現(xiàn)項目樹顯示畫面，見圖3-2：圖3-2項目樹建立畫面⑴插入組態(tài)級：在項目級bzhkzh上選取插入下一級：菜單：編輯(Edit)插入下一級(Insertnextlevel)也可從工具條中選取，見圖3-3：圖3-3工具條中插入下級按鈕浮現(xiàn)對象選取框，選取組態(tài)級CONF，確認，見圖3-4：圖3-4組態(tài)級命名對話框輸入組態(tài)級名稱：水泥包裝控制；選取時區(qū)按扭修改時區(qū)；確認結束插入組態(tài)級操作。⑵插入過程站資源過程站資源分為非冗余和冗余兩種，D-PS，D-PS/RED。非冗余資源可指定到所有過程控制器，冗余資源可指定到機架式(RackSystem)控制器和AC800F控制器。指定是在硬件構造組態(tài)時完畢。插入組態(tài)級見圖3-5：圖3-5插入組態(tài)級畫面在組態(tài)級上選取過程站資源(D-PS)并確認；浮現(xiàn)過程站級資源對話框見圖3-6：

圖3-6過程站資源命名對話框輸入資源名稱：包裝控制；其他設立保存缺省值；確認結束插入過程站資源。⑶插入操作級資源，見圖3-7：圖3-7插入過程站后項目樹畫面在過程站資源對象上選取插入下一種，或用工具條；在資源選取對話框內選取操作員站資源D-OS；浮現(xiàn)OS資源參數對話框，見圖3-8：圖3-8操作員站資源命名對話框輸入OS資源名稱：包裝；確認刷新掃描周期及顏色閃爍頻率；選取總貌畫面：OVW：系統(tǒng)原則總貌畫面FGR：將顧客自定義畫面作總貌畫面定義退出VIS密碼；確認結束插入操作員站資源。⑷插入網關站資源在操作員站資源上選取插入下一種，或用工具條；在資源選取對話框中選取網關資源(D-GS)；浮現(xiàn)資源參數對話框，見圖3-9：圖3-9網關站資源命名對話框輸入資源名稱：報表；選取資源類型：DDE，OPC，TRN等；課題選用OPC網關；選取存取權限，對變量操作權限進行配備；確認結束網關資源插入。3.2硬件構造3.2.1配備過程站硬件構造用于配備系統(tǒng)硬件資源，涉及網絡配備，卡件分派，I/O通道定義等，見圖3-10：圖3-10硬件構造圖項目樹中資源必要與實際硬件相相應。在項目樹中，從系統(tǒng)硬件構造或按硬件構造按鈕進入硬件構造管理器。左邊是硬件構造樹型顯示，右邊是圖形顯示。在圖形顯示中，以太網上方配備操作員站，下方配備控制站。在樹型構造中(HWSYS)編輯插入或在圖形顯示中以太網下方雙擊鼠標左鍵，依照實際配備狀況選取相應過程站類型。本課題選取AC800F作為控制器。3.2.2配備操作員站在圖形顯示中，在以太網上方雙擊鼠標左鍵，浮現(xiàn)下面兩種選?。篏WY網關（Gateway）VIS操作員站（OperatorStation）網關用于配備DDE、OPC、TrendServer等，操作站用于配備操作員站。3.2.3資源分派在以太網中插入各種節(jié)點之后，要使其與項目樹中資源建立一一相應關系。在以太網兩側灰色方塊中，雙擊鼠標左鍵，浮現(xiàn)選取對話框，從中選取對的資源。操作員站和網關站資源指定分別見圖3-11，3-12所示。圖3-12操作員站資源指定圖3-13網關站資源指定給節(jié)點分派資源后來，該節(jié)點自動激活，即DigiTool在進入調試狀態(tài)時，系統(tǒng)總線將自動搜索該節(jié)點。3.2.4插入過程站AC800FAC800F是基于現(xiàn)場總線過程控制器。它可連接CAN，Modbus，Profibus等現(xiàn)場總線。AC800F由底座(CPU)、電源、以太網接口卡、現(xiàn)場總線接口卡等構成，有冗余和非冗余兩種組態(tài)方式[5]。AC800F既可從樹型構造中又可從系統(tǒng)圖形中插入。依照課題規(guī)定，在節(jié)約費用又不會影響工程項目狀況下使用AC800F即可滿足規(guī)定，不需使用AC800FR。在樹型構造中選取系統(tǒng)目的(HWSYS)編輯插入選取過程站類型選取插入位置；在圖形區(qū)選取過程站位置雙擊鼠標左鍵，插入過程站AC800F之后，為其分派系統(tǒng)資源—包裝控制(雙擊過程站上方灰色方塊)，如圖3-13所示，以便激活過程站。圖3-13過程站資源指定3.2.5定義控制器參數過程站須相應于項目樹中資源，以定義顧客程序在哪個過程站中運營。定義過程站參數可采用下面兩種辦法：在硬件樹型構造中選取包裝控制點擊鼠標右鍵參數…在硬件樹型構造中選取包裝控制編輯參數…通過此畫面可定義引導參數和模件數據，見圖3-14所示。圖3-14定義過程站控制器參數對話框3.2.7插入AC800F模件在AC800F中可插入下列模件：SA801F電源115VAC/230VACSD802F電源24VDCAM801F電池備份模件EI801F以太網模件10Base2EI802F以太網模件AUIEI803F以太網模件10BaseTFI810FCAN/3模件FI820F串行接口模件FI830FProfibus模件依照課題規(guī)定，所用AC800F可插入如下模件，見圖3-15所示。SA801F電源115VAC/230VACEI803F以太網模件10BaseTFI830FProfibus模件圖3-15插入AC800F模件示意圖每個模件均有一種缺省名字代表它安裝位置。如：S：F1FI830F(FI830F_4_F1)S：SlotFI830F：Moduletype，Profibusmodulehere(FI830F1_4_F1)：Defaultnamewithstationposition4，slotF13.2.8Profibus組態(tài)⑴雙擊F1槽中Profibus接口模件(FI830)，見圖3-16，雙擊紅色方塊插入Profibus主設備。⑵雙擊Profibus主設備，進入Profibus從設備配備。⑶點擊鼠標右鍵，選取插入slave…，見圖3-17。圖3-16Profibus模件圖圖3-17插入Profibus從設備示意圖⑷選取PROFI_S_DEVProfibusslave(GSDbased)，然后點擊確認鍵。⑸選取從設備節(jié)點號和節(jié)點地址。節(jié)點號：1～126；節(jié)點地址：0～125，點擊確認鍵。⑹選取從設備類型(S800/CI830)。若要使S800出當前此畫面中，S800GSD文獻要拷貝到..\Freelance\gsd目錄中，如圖3-18。圖3-18導入S800/CI830對話框選中S800/CI830，然后按“開始導入”鍵。⑺導入GSD文獻之后，S800節(jié)點出當前Profibus總線上。由于課題I/O點數決定，需要兩個S800節(jié)點，因而依次按照從環(huán)節(jié)2至7插入第二個節(jié)點，則浮現(xiàn)兩個S800節(jié)點接在Profibus總線上，如圖3-19。圖3-19插入S800節(jié)點示意圖⑻S800I/O站配備過程：雙擊S800站圖標，進入圖3-20所示畫面。圖3-20S800I/O站編輯畫面S800站由CI830通訊接口模塊和最多12個I/O模塊構成，鼠標右擊0位插入CI830模塊，在別的位置依次插入DI801，DO801，AI801，AO801，系統(tǒng)自動為模塊定義一種缺省模塊名稱。⑼定義模塊參數：①定義Profibus通訊參數：鼠標右擊Master節(jié)點，選取參數設立項，浮現(xiàn)對話框，見圖3-21。圖3-21Profibus通訊參數設立對話框②定義I/O模塊位置：S800I/O模塊插入到S800站中后，其缺省位置號為Cluster0，Position1。雙擊I/O模塊，選取User參數，修改位置號和物理位置相一致，并選取相應量程范疇。⑽編輯I/O：從菜單中選取I/O編輯器，進入I/O編輯。編輯S800I/O要參照CI830MemoryMap手冊。依照手冊闡明編輯S800I/O，分別輸入課題所需開關量輸入信號、開關量輸出信號及模仿量輸入信號，同步要對每個模塊設立配備字，以激活模塊。某些I/O編輯變量表分別見圖3-22，圖3-23，圖3-24，圖3-25。圖3-22開關量輸入變量編輯圖3-23開關量輸出變量編輯圖3-24模仿量輸入變量編輯圖3-25模仿量輸出變量編輯本課題設計整體硬件構造項目樹見圖3-26。圖3-26水泥包裝系統(tǒng)CBF硬件構造項目樹4過程站組態(tài)4.1IEC61131-3編程IndustrialIT編程采用IEC61131-3原則。支持功能塊圖(FBD)，指令表(IL)，梯形邏輯圖(LD)，順序功能圖(SFC)四種編程語言。4.2FBD編程4.2.1建立FBD編程項目樹FBD編程是圖形化編程辦法，共有190各種原則功能塊可調用。⑴建立顧客任務列表目錄：IndustrialIT任務分為系統(tǒng)任務和顧客任務兩大類。顧客任務是由運營在過程站中顧客程序構成。所有顧客任務集合稱為顧客任務列表。⑵建立顧客任務：每個過程站資源可以組態(tài)9個任務，其中8個任務為周期運營方式，1個為PLC循環(huán)運營方式。對于周期運營方式任務顧客可以指定任務執(zhí)行周期行優(yōu)先級。⑶建立程序列表：任務由程序構成，程序又分為由FBD、IL、LD構成PL和SFC。⑷在程序列表PL下插入FBD，課題建立編程項目樹如圖4-1。圖4-1編程項目樹4.2.2編寫FBD程序在項目樹FBD上選取編輯，或雙擊FBD則進入FBD編程界面，如圖4-2。圖4-2FBD編程界面⑴變量與常數：變量與常數可置于程序中任何地方，并以矩形方式顯示和編輯。變量類型有：REAL實型：32位DINT雙整型：32位INT整型：16位UDINT雙字無符號整型：32位DWORD雙字：32位WORD字：16位BYTE字節(jié)：8位BOOL布爾型：1，0TIME時間類型：32位STR字符型系統(tǒng)中所有變量都組織在變量表中，變量表中系統(tǒng)變量以紅色顯示，如果顧客自定義變量顯示紅色，則該變量沒有被引用。⑵功能塊功能塊左邊為輸入“管腳”，右邊為輸出“管腳”。功能塊兩側長管腳必要連接變量或其他功能塊。每個功能塊必要有唯一名字——Tag名，所有Tag名組織在Tag列表中。功能塊兩側管腳粗細及顏色代表不同數據類型，見圖4-3：圖4-3功能塊兩側管腳數據類型對照圖某些所用功能塊簡介：①模仿量量程轉換功能塊，如圖4-4。圖4-4模仿量轉換功能塊此功能塊作用是進行量程轉換。各管腳簡介：EN當其輸入為Logic_1時，表達此功能塊容許執(zhí)行；ENO輸出值為Logic_1時，表達此功能塊處在執(zhí)行狀態(tài)；IN表達模仿量信號輸入端；OUT表達轉化模仿量輸出端；功能塊參數表見圖4-5。圖4-5參數表每個功能塊都必要有獨立名稱，若是模仿量輸入信號進行量程轉化，則輸入量量程終點為28480.0，輸出量程終點則依照設備實際狀況來擬定；若是模仿量輸出號進行量程轉化，則輸出量程終點為28480.0，輸入量程終點則依照設備實際狀況而定。②單向觸發(fā)功能塊，如圖4-6。圖4-6單向觸發(fā)功能塊該功能塊作用是產生脈沖輸出，容許組態(tài)脈沖時間，當輸入信號變化時（上升沿或下降沿觸發(fā)）產生一定期間脈沖。各管腳簡介：EN當其輸入為Logic_1時，表達此功能塊容許執(zhí)行；ENO輸出值為Logic_1時，表達此功能塊處在執(zhí)行狀態(tài)；IN表達數字量信號輸入端；OUT表達輸出端；RES表達復位信號端。功能塊參數表見圖4-7。圖4-7單向觸發(fā)參數表脈沖寬度變化脈沖時間，可以依照實際狀況選取上升沿觸發(fā)或下降沿觸發(fā)。③開延遲定期器功能塊，如圖4-7。圖4-8開延時定期器功能塊該功能塊作用是信號變化后隔一段延時時間后變化輸出信號。延時時間可依照實際需求而定。各管腳簡介與4-6示功能塊相似。功能塊參數表見圖4-9。圖4-9定期器功能塊參數表延遲時間依照實際狀況變化，觸發(fā)狀況也可依照實際狀況選定。④IDF單向單元功能塊，見圖4-10。此功能塊是一種輸出單一控制指令，控制單一方向電機或電磁閥設備開關功能塊。圖4-10IDF功能塊各管腳簡介：MM手動工作方式控制信號；MA自動工作方式控制信號；FB1結束位置1確認信號；FB0結束位置0確認信號；PR1安全干預1；PR0安全干預0；FLT故障信號輸入；SMA操作方式狀態(tài)批示，Logic_1表達自動，Logic_0表達手動；FRT運營時間錯誤信號顯示；FRP結束位置錯誤顯示；IL0禁止輸出OUT為Logic_0；IL1禁止輸出OUT為Logic_1。手動控制方式MM和自動控制方式MA均有效：兩者優(yōu)先級取決于輸入信號值，當兩者均為Logic_0時，表達可在手動和自動兩者之間選取；當兩者均為Logic_1時，手動優(yōu)先級高于自動。⑤步進調節(jié)控制功能塊，如圖4-11示。圖4-11步進調節(jié)功能塊該功能塊用于PID控制運算步進調節(jié)，能用來步進調節(jié)閥門開度。課題中用它來進行卸料閥門PID控制。各管腳簡介：PV過程值；SP設定值；L1-L4報警極限值；OP正向驅動設備；ON反向驅動設備；ASP設定值與否為有效狀態(tài)信號；此外，課題還用到了模仿量監(jiān)控，開關量監(jiān)控，趨勢，轉換，比較，位邏輯功能塊，由于她們使用比較簡樸，這里就不再一一列舉。4.2.3基本操作⑴插入變量：在FBD編輯界面選取變量(Variables)；選取變量類型；雙擊變量框；輸入變量名，確認；確認結束變量插入。⑵插入功能塊：在FBD編輯界面中，選取菜單中功能塊：選取所需要功能塊；用鼠標移動功能塊到所需要位置；點擊鼠標左鍵擬定位置；點擊鼠標右鍵結束插入操作。IndustrialIT功能塊庫豐富，具備模仿量解決、數字量解決、回路控制、邏輯控制、邏輯功能、監(jiān)控功能、數據采集功能、運算功能、Modbus功能、接受/發(fā)送功能、步邏輯接口，并且顧客可以自定義應用功能塊。所有功能塊都可以依照以上方式調用。⑶變量與功能塊、功能塊與功能塊之間要用信號線連接。信號線有橫線和豎線。依照控制邏輯編制FBD，在聯(lián)機調試狀態(tài)可以調試。例如開關量監(jiān)控FBD圖，用開關量控制模塊進行監(jiān)控，實現(xiàn)對來自現(xiàn)場數字量輸出值監(jiān)控。編程見圖4-12。圖4-12某些FBD圖例子4.3編寫LD程序依照以上操作環(huán)節(jié)，在程序列表PL下插入LD，建立LD程序，如圖4-13。圖4-13LD程序項目樹LD（梯形圖）語言源自于電磁繼電器搭建電氣系統(tǒng)，描述電流流向。由上圖示，課題包裝控制系統(tǒng)共有9個控制組，其中前8組是生產設備運營開停車控制組，第9組是對卸料閥門和風機閥門PID控制組。其中設備分組狀況在方案分析中已一一詳述?？刂埔?guī)則是順序啟動，逆序停車。下面就提高入庫組控制LD程序詳述控制過程。圖4-14提高入庫組控制LD 程序如圖4-14示，提高入庫組控制實現(xiàn)409離心風機，408氣箱式袋收塵器，402三通閥，401鏈式提高機順序啟動與逆序停止。當組設備備妥信號都為Logic_1時，表達組設備可進行自動控制，這是設備運營條件之一。當按下組啟動按鈕時，組驅動信號SGIRK_QD為Logic_1，則延遲1秒后SG1RK_STA組啟動信號變Logic_1，通過定期器開延時功能塊和單向觸發(fā)功能塊，實現(xiàn)SG1RK_STA1，SG1RK_STA2，SG1RK_STA3，SG1RK_STA4四個啟動信號，同步，通過設定不同定期器延時時間值實現(xiàn)四個順序時間啟動信號。這樣將SG1RK_STA1作為離心風機設備啟動信號，SG1RK_STA2作為袋收塵器啟動信號，SG1RK_STA3作為三通閥啟動信號，SG1RK_STA4作為提高機啟動信號。這樣可實現(xiàn)組設備順序啟動。當按下組停止按鈕時，組驅動信號SGIRK_QD信號變Logic_0時，單向觸發(fā)功能塊下降沿觸發(fā)輸出信號SG1RK_STP變Logic_1。通過定期器延遲功能塊延時值設定不同值，實現(xiàn)SG1RK_STP1，SG1RK_STP2，SG1RK_STP3，SG1RK_STP4四個停止信號，從而實現(xiàn)四個不同順序時間停止信號。這樣將SG1RK_STP4作為離心風機設備停止信號，SG1RK_STP3作為袋收塵器停止信號，SG1RK_STP2作為三通閥停止信號，SG1RK_STP1作為提高機停止信號。這樣可以實現(xiàn)逆序停止。為了保證設備在自動/手動控制時順序啟動，因此將風機運營信號S_ZFJ1_RN作為袋收塵器驅動信號連鎖信號。同理，袋收塵器運營信號S_ZSCQ1_RN作為三通閥驅動信號連鎖信號，三通閥運營信號S_STF1_FRN或S_STF1_ZRN作為提高機驅動信號連鎖信號。此外，三通閥正反轉電路中必要設定互鎖信號，即S_STF1_FRN常閉信號作為三通閥正轉必要條件，S_STF1_ZRN常閉信號作為三通閥反轉必要條件。在程序中還用到了兩個顧客功能塊ZQD，A1G.。ZQD實現(xiàn)操作面板組啟動控制，A1G實現(xiàn)組內設備手動/自動控制狀態(tài)顯示。關于顧客功能塊編制在下一標題中會有詳細簡介。還需要闡明是，為實現(xiàn)對三通閥正反轉選取控制，在操作員站面板上可設立正轉/反轉選取按鈕，通過按鈕動作寫入變量STF_SEL，將其串入三通閥控制程序中，編寫程序如上圖4-14所示。這樣通過操作員站按鈕控制即可實現(xiàn)正反轉控制。詳細控制在下面面板控制總再做簡介。同步，在檢修設備時，必要實現(xiàn)設備單獨啟動，聯(lián)鎖設備進行解鎖。因此在操作員站面板上可設立聯(lián)鎖/解鎖按鈕。通過按鈕動作寫入變量FJSCQ_LS。詳細控制在下面面板控制總再做簡介。此外，在整個包裝生產線，對于卸料閥門控制也是一種重點，依照生產工藝規(guī)定，可在卸料閥門控制中運用PID控制回路，生產過程中會經常浮現(xiàn)振蕩現(xiàn)象，由于它控制參數比較少，采用湊試法，運用CBF軟件自帶調節(jié)控制功能塊C_SS進行自動調節(jié)，則可以使其控制參數在最佳范疇。卸料閥門控制實現(xiàn)如下圖4-14所示。圖4-14卸料閥控制控制過程如下描述：如圖4-14示，S_DKXL1GF_M為#1庫底卸料裝置電控閥位置反饋實際值，S_DKXL1GF_SM為#1庫底卸料裝置電控閥位置反饋設定值，S_DXL1_ZDR表達卸料閥正轉，S_DXL1_FDR表達卸料閥反轉。CSS是步進控制功能塊，若S_DKXL1GF_M不不大于S_DKXL1GF_SM，經PID運算后，OP輸出Logic_1，若S_DKXL1GF_M不大于S_DKXL1GF_SM，經PID運算后，ON輸出Logic_1。同步將S_DKXL1GF_M與S_DKXL1GF_SM相減并取絕對值，絕對值與1.0比較，若不不大于1.0輸出Logic_1，這樣若OP輸出Logic_1，則閥正向驅動；若ON輸出Logic_1，則閥反向驅動。這樣，使設定值與實際值保存1.0裕度差值，來控制閥門正反轉。4.3顧客功能塊編寫顧客功能塊（UFB）以便顧客依照各自工藝流程需要建立自己功能塊。顧客功能塊類與例是不同，顧客功能塊類擬定了功能塊功能、面板外觀和參數。類組態(tài)在項目樹下P-FB，每一種功能塊類有一種類名，用于被程序調用時使用。顧客功能塊程序可以FBD、IL、LD語言編寫，并且只有通過了合理性檢查后才可以被程序調用。實際應用顧客功能塊時，需建立顧客功能塊例,每一種例有一種標簽名，并且有實際變量與顧客功能塊參數相相應。顧客功能塊面板在面板編輯畫面內建立。建立顧客功能塊程序環(huán)節(jié)：在項目樹下，打開“顧客功能塊池，P_FB”建立顧客功能塊類：FB-CLASS在編輯界面，輸入名稱然后，選取編制顧客功能塊程序語言FBD、IL或LD編制程序選取建立顧客功能塊面板建立面板存儲顧客功能塊，并進行合理性檢查顧客功能塊自此建立，可以被程序調用。建立顧客功能塊，一方面需建立顧客功能塊類，然后才也許建立顧客功能塊例。在一種程序內可以調用同一種顧客功能塊類多次，建立不同標簽顧客功能塊例，在顧客功能塊內也可以調用已經建立其他顧客功能類。⑴生成顧客功能塊池：在項目樹中，進入（CONF）層編輯插入下一層，對象選取窗口中選取顧客功能塊池，P-FB輸入名稱，最多4個字符，項目樹下顯示出顧客功能塊池名。課題所建立自定義功能塊見圖4-15。圖4-15項目樹中顧客功能塊建立在項目樹內僅可以有一種顧客功能塊池，在池內可以創(chuàng)立無數顧客功能塊。⑵建立顧客功能塊程序：選中類名編輯插入下一層選取FBD、IL或LD程序中之一鍵入程序名。例如課題所用功能塊之一，組啟動功能塊實現(xiàn)控制面板組啟動。其程序見圖4-16。顧客功能塊中僅包括僅包括一種程序。⑶建立顧客功能塊面板：選中類名編輯插入下一層選中面板鍵入面板名。例如課題組啟動功能塊面板建立，見圖4-17。圖4-16組啟動功能塊(ZQD)FBD程序圖4-17功能塊面板示意圖在面板編輯畫面內建立功能塊面板，顧客功能塊中僅包括僅包括一種面板。面板可實現(xiàn)組自動控制。預警按鈕還可以對現(xiàn)場進行預警報，實現(xiàn)自動啟動安全性；啟動按鈕可實現(xiàn)遠程驅動。⑷顧客功能塊變量顧客功能塊程序內用到變量都必要在顧客FB變量內定義，雙擊顧客功能塊類名可以進入顧客FB變量定義界面，見圖4-18。圖4-18顧客功能塊變量編輯畫面名稱項：對存儲類型為VAR_IN和VAR_OUT，該項前3個字符為功能塊引腳標記，大小寫字母視為不同，如果有兩個引腳標記相似，在合理性檢查時視為錯誤。存儲類型：每個顧客功能塊變量均有一種存儲類型，此類型決定了變量在顧客功能塊內如何使用，在實時變量時出當前何處。VAR…與PARA…兩種存儲類型有一種基本區(qū)別，VAR…類型用于程序內部不參加組態(tài)，PARA…類型在顧客功能塊例組態(tài)時出當前參數對話框中。VAR_IN：顧客功能塊輸入引腳。VAR_OUT：顧客功能塊輸出引腳。VAR_DPS：顧客功能塊程序內參數，可以從面板讀到。PARA_DPS：用于與過程站有關組態(tài)。例如，操作模式開關。PARA_VIS：用于與面板關于組態(tài)。PARA_EXP：用于嵌套功能塊數據引用。MP_EXP：用于嵌套功能塊信息數據引用。5操作員站組態(tài)5.1概述操作員站組態(tài)涉及如下內容：顧客自定義圖形組態(tài)。完畢顧客流程圖生成，顧客需要先做靜態(tài)圖形，然后再插入動態(tài)標簽。系統(tǒng)原則圖形組態(tài)。涉及總貌組態(tài)、趨勢組態(tài)、組組態(tài)等。報警信息解決。指系統(tǒng)所有報警提示信息歸類及確認。記錄，涉及事件記錄和狀態(tài)記錄。5.2操作員站組態(tài)監(jiān)控畫面設計⑴顧客自定義圖形：顧客自定義圖形由Digitool(V6.2已經將Digitool圖形編輯器集成到ControlBuildF內)創(chuàng)立。每一幅圖形由靜態(tài)和動態(tài)元素構成。靜態(tài)元素由基本目的，如直線、圓、文字和位圖等構成。使用工具箱可編輯靜態(tài)圖形，靜態(tài)圖形元素有：劃線、矩形、折線、多邊形、橢圓、圓弧、字符、位圖等。⑵調用圖形符號庫：在DigiTool安裝過程中，有兩個庫文獻(.BOL)拷貝到了<Freelance>/Macros目錄下，導入庫符號(宏)：宏庫功能。選取<加載>，打開\freelance\macros目錄中文獻hb_sym01.bol，圖形符號出當前右邊窗口中，選取“<<”將其導入左邊項目中，如圖5-1。圖5-1調用圖形符號庫畫面示意圖選取關閉窗口，再從宏中選取畫圖，從窗口中選取所需要符號。⑶導入3D圖庫：3D圖庫存于5個文獻之中，在項目池中，插入一種FGR目錄，雙擊進入圖形編輯器，將所需要3D文獻導入，再從庫中選取需要目的，按<PgDn>鍵將其拷貝到池中，再打開圖形編輯，此時可從池中直接調用3D圖形元素。用<PgUp>和<PgDn>鍵在編輯器和Pool之間切換。⑷動態(tài)圖形目的：動態(tài)圖形目的用于對現(xiàn)場監(jiān)測與操作，分為監(jiān)測目的和操作目的，它們都在動態(tài)Animate菜單下。用于動態(tài)目的變量，可在作圖過程中產生，也可用F2鍵調出此前變量列表。在課題項目樹中插入“公共顯示池P_CD”，并命名為“公共圖”，公共圖(P_CD)中插入“圖形顯示FGR”。輸入名稱“水泥散裝”，建好后，即可雙擊進入編輯畫面進行界面設計，如圖5-2。圖5-2項目樹中圖形顯示FGR建立示意圖為了獲取變化過程狀態(tài)，普通采用如下動態(tài)目的：棒圖(Bargraph)填充區(qū)域(Fillarea)過程變量數字顯示(Alphanumericdisplay)圖形符號(Graphicsymbol)自動變化目的(Self-animatedobject)趨勢窗口(Trendwindow)通慣用于現(xiàn)場操作目的有：選取區(qū)域(Selectionarea)按鈕(Button)帶確認按鈕(Buttonfield)選取按鈕(Radiobutton)本次課題主選用了圖形符號(Graphicsymbol)——橢圓來顯示設備運營狀態(tài)，其中備妥、運營、驅動三個開關變量可顯示八種狀態(tài)。雙擊橢圓可進行其參數編輯，見圖5-3，5-4，5-5所示。其她圖形符號編輯與橢圓相似，不再贅述。圖5-3動態(tài)圖形目的對象參數編輯畫面1圖5-4動態(tài)圖形目的對象參數編輯畫面2如圖5-4所示，對于設備不同運營狀態(tài)，在操作員站監(jiān)控畫面上相應顯示不同顏色。例如僅有備妥狀況下顯示藍色，自動控制正常運營狀況下顯示綠色，手動控制正常運營狀況下顯示黃閃，無返回故障時顯示紅色。點擊通用進入“參數”對話框，然后點擊動作進入圖5-5所示對話框，進行編輯。設立此動作圖形符號實現(xiàn)提高機設備起停，因此動作類型為打開面板，激活面板IDF_1_QD5，驅動現(xiàn)場設備，實現(xiàn)中控室遠程控制。圖5-5動態(tài)圖形目的對象參數編輯畫面3此外，尚有用到過程變量數字顯示，按鈕和Radiobutton。動態(tài)數字顯示重要是用于本課題中需要在操作員站顯示來進行實時監(jiān)控模仿量，涉及卸料閥與風機閥開度和設定值，斗式提高機電流監(jiān)控和軸承振動監(jiān)控，羅茨風機電流監(jiān)控和袋收塵器出入溫度監(jiān)控。卸料閥和風機閥門開度實際值顯示編輯畫面如下圖5-6，圖5-7所示。圖5-6散裝閥門動態(tài)圖形顯示編輯畫面1圖5-7散裝閥門動態(tài)圖形顯示編輯畫面2對于閥門設定值數字顯示還需要進行動作編輯。編輯畫面如圖5-8所示。規(guī)定在控制面板上設定閥門開度值，故選取動作類型為寫變量，點擊對話框操作按鈕，寫入所要設定值。5-8散裝閥門動態(tài)圖形顯示編輯畫面3對于電流和溫度監(jiān)控動態(tài)顯示不同之處是還需要進行位指定，如圖5-9示。由于對于溫度和電流需要有模仿量監(jiān)控進行監(jiān)控，來獲知設備工作正常與否。圖5-9電流監(jiān)控位指定編輯畫面在組態(tài)監(jiān)控畫面時需要按鈕實現(xiàn)某些功能如不同控制畫面之間切換（本設計是散裝與袋裝切換），設備監(jiān)控面板顯示，譬如手/自動狀態(tài)顯示面板，組啟動預警顯示面板，設備保護報警面板。按鈕編輯畫面如圖5-10，5-11。5-10組啟動按鈕編輯畫面15-11組啟動按鈕編輯畫面2在水泥散裝面板，還用到了Radiobutton實現(xiàn)對三通閥和電動液閥正反轉選取，設備間聯(lián)鎖/自鎖選取。編輯畫面如圖5-12，5-13，5-14所示。5-12RadioButton編輯畫面15-13RadioButton編輯畫面2點擊動作，進入圖5-14所示對話框。5-14RadioButton編輯畫面3點擊圖5-14所示操作，進入圖5-15對話框。圖5-15RadioButton編輯畫面3反轉按鈕控制類似于圖5-13至5-15所示，進行編輯。最后水泥存儲及散裝組態(tài)監(jiān)控畫面見圖5-16，5-17所示。圖5-16水泥散裝監(jiān)控畫面圖5-17水泥袋裝監(jiān)控畫面下面論述實現(xiàn)遠程選取控制過程。變量STF_SEL所在程序如圖5-18所示。5-18三通閥控制程序當在控制面板上按下正轉按鈕時，動作寫入變量STF_SEL為Logic_0,這樣正轉控制面板IDF_1_QD3輸入為Logic_1，反轉控制面板IDF_1_QD4輸入為Logic_0，從而三通閥正轉；當在控制面板上按下反轉按鈕時，過程類似。5-19收塵器控制程序解鎖/聯(lián)鎖選取按鈕編輯與正反轉類似。其控制過程以408袋收塵器與409風機聯(lián)鎖/解鎖控制為例闡明，如圖5-19所示。408袋收塵器與409風機聯(lián)鎖/解鎖選取變量為FJSCQ_LS。當在控制面板上按下解鎖按鈕時，動作寫入變量FJSCQ_LS為Logic_1，從而屏蔽了S_ZFJ1_RN,實現(xiàn)袋收塵器電機啟動不受風機影響。5.3系統(tǒng)仿真與調試5.3.2連接現(xiàn)場站和操作員站如圖5-20中將以太網下節(jié)點—AC800F控制器刪除，插入仿真控制器，指定到資源—包裝控制。返回到項目樹組態(tài)狀態(tài)下將仿真控制器、操作員與工程師站IP地址均設立為以保證以太網下各節(jié)點IP地址一致，登錄到ABB網站：:8888，將StationID設立為1后進入StartController，聯(lián)機調試狀態(tài)下，包裝控制項目樹下加載整個現(xiàn)場過程站。啟動Digvis，加載操作站。圖5-20加載仿真控制器5.3.2仿真與調試仿真狀態(tài)下水泥散裝監(jiān)控界面如圖5-21所示。圖5-21仿真監(jiān)控界面本課題就散料提高入庫組控制進行仿真。在聯(lián)機調試下，打開提高入庫組控制程序，如圖5-22所示，信號線為虛線，所有變量默以為FALSE。在監(jiān)控面板上點擊STS組控制按鈕，打開圖5-23所示控制面板。右擊S_TSJ1_RD讀變量，點擊寫入數值—TRUE,信號線變實線，實現(xiàn)仿真調試。令組內所有設備備妥信號寫入TRUE。此時可看到面板組備妥顯示綠色。點擊啟動按鈕，在圖5-22上可以看到SG1RK_QD所在信號通路變實線，即變?yōu)門RUE。按照控制程序虛線控制線路變?yōu)閷嵕€，設備驅動信號變?yōu)門RUE。操作員站界面如圖5-21所示，顯示是組設備正常運營狀態(tài)綠色。5-22仿真某些程序圖5-23組啟動控制面板通過仿真實現(xiàn)了組順序啟動與逆序停止，還實現(xiàn)了對整個系統(tǒng)實時遠程控制涉及各個監(jiān)控畫面自由切換、開關量和模仿量報警顯示、報警列表自動記錄、各個電機運營狀態(tài)顯示等。6結論與展望水泥生產是大量物流工藝加工過程。老式水泥工業(yè)由于沒有精確計量裝置且不能在線檢測,不能實現(xiàn)自動化生產操作。機電一體化技術浮現(xiàn),使得生產技術和裝備面貌大為改觀。這是一門集機械技術與計算機、微電子、信息和自動控制等復合而成綜合技術,它浮現(xiàn)使設備或系統(tǒng)實現(xiàn)整體最佳化。其初級系統(tǒng)采用普通集成電路,以提高機械裝置性能和功能；高檔系統(tǒng)則采用計算機實現(xiàn)智能化生產,這兩種形式在當代化水泥廠中都得到了廣泛應用[8]。課題所研究此套控制系統(tǒng)，控制方式靈活，運營可靠，除了可以用于水泥包裝外，也可用于其她粉狀物料包裝、計量?？捎糜趯扔袡C械式包裝機技術改造。實現(xiàn)精確控制目，裝袋精度高，并且穩(wěn)定，可以獲得明顯經濟效益和社會效益。水泥包裝系統(tǒng)也是整個水泥生產過程最后一種重要環(huán)節(jié)，直接影響水泥生產成本，而包裝系統(tǒng)自動控制卻往往容易被忽視，因而“小節(jié)約變成大揮霍”。課題所研究此套系統(tǒng)可延伸至水泥粉磨站控制甚至整個水泥生產工藝控制，都是可行，由于國內大量中小型水泥廠至今仍處在采用模仿儀表對過程參數進行測控階段，雖然微機在局部應用已相稱普遍，但大多都尚未在整個生產系統(tǒng)實現(xiàn)自動化，導致這種狀況因素重要是由于過去自動化生產系統(tǒng)往往是成套引進，投資過高，因而，研制一套低成本合用于水泥生產過程集散控制系統(tǒng)就成為一項十分迫切任務。課題所研究ABBIndustrialIT有很大參照價值，對國內DCS發(fā)展也有很大協(xié)助。由此看到真正低成本系統(tǒng)，應當以最先進技術為依托，靠技術革命來獲得成本減少，而不是靠犧牲產品性能和產品品質來實現(xiàn)，它核心在與集成。用低成本集散控制系統(tǒng)武裝水泥公司，可以大大提高水泥質量、產量，提高公司管理水平及市場競爭能力，產生明顯經濟效益和社會效益，是當前水泥行業(yè)技術發(fā)展重要研究方向之一，是一項具備重要實際意義研究課題。從20世紀90年代中期開始,國內水泥工業(yè)開始進入由量增長到質提高階段，正在以技術創(chuàng)新為突破口,加速推廣新型干法水泥生產技術。自動化與信息技術將在建設當代化水泥廠和改造老水泥廠過程中成為重要技術支撐。近年來，眾多大型當代化水泥廠,完全實現(xiàn)了計算機網絡自動控制,環(huán)保辦法也得到了有效加強，一座座花園式工廠呈當前人們面前。隨著新經濟時代到來,國內水泥工業(yè)還會有更大發(fā)展。咱們將不斷提高水泥工廠自動化與信息技術水平，推廣應用集散型控制系統(tǒng)(DCS)及公司計算機生產監(jiān)控調度系統(tǒng)，擴大信息技術在公司管理中應用，推廣公司資源籌劃(ERP)，積極推動電子商務發(fā)