INFI-90控制系統(tǒng)在牡丹江水泥廠#2窯的應(yīng)用（二）

3 軟件組態(tài)
    生產(chǎn)過程應(yīng)用軟件組態(tài)，包括對(duì)多功能處理器（MFP）和操作員接口站（OIS）的軟件組態(tài)?？刂栖浖慕M態(tài)則是根據(jù)用戶對(duì)生產(chǎn)過程控制的需要及設(shè)備配置情況，在INFI-90系統(tǒng)環(huán)境下，完成對(duì)各種順序控制和過程控制策略以及操作員接口站操作、顯示、數(shù)據(jù)管理方式的設(shè)計(jì)。
3.1 生產(chǎn)順序控制 
(1) 一般交流電機(jī)的控制，采用3點(diǎn)輸入（DI）、1點(diǎn)輸出（DO）的設(shè)計(jì)方案，主要采用了INE-90系統(tǒng)中的功能碼（亦即功能單元），它們包括：多功能狀態(tài)驅(qū)動(dòng)器（MSDVDR），數(shù)字例外報(bào)告，高低限報(bào)警，數(shù)字轉(zhuǎn)換器，模擬轉(zhuǎn)換器和邏輯運(yùn)算，根據(jù)生產(chǎn)流程和設(shè)備保護(hù)的需要，將電動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備MCC的準(zhǔn)備好信號(hào)（MCR）、現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備好信號(hào)（LR）和設(shè)備運(yùn)行信號(hào)（MR）組態(tài)成一定的順序控制輸出、單臺(tái)設(shè)備啟動(dòng)和組啟動(dòng)的切換、故障報(bào)警。數(shù)字例外報(bào)告主要實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。1臺(tái)設(shè)備有7個(gè)狀態(tài)顯示，便于操作員觀察和分析處理。
(2) 直流電動(dòng)機(jī)是利用直流傳動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)整控制，它采用類似交流電動(dòng)機(jī)的控制組態(tài)，由中央管理站發(fā)出4~20mA控制指令，控制直流電機(jī)的運(yùn)行。運(yùn)行時(shí)的電壓、電流等信息在中央管理站監(jiān)視。
(3) 電收塵器帶有完整的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，中央管理站只與控制設(shè)備發(fā)信號(hào)聯(lián)絡(luò)，不發(fā)生控制關(guān)系。操作員接口站對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備發(fā)出開/關(guān)指令，由現(xiàn)場(chǎng)操作工操作。操作員接口站顯示設(shè)備的開/關(guān)狀態(tài)。
3.2 生產(chǎn)過程控制
(1) 數(shù)據(jù)采集和處理。數(shù)據(jù)采集是監(jiān)視和控制生產(chǎn)的基礎(chǔ)，對(duì)儀表流程圖上所表示參數(shù)都設(shè)置有數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采用和處理是硬件和軟件的結(jié)合，現(xiàn)場(chǎng)信息通過電纜連接到端子單元，引至子模件。在過程控制單元里，用功能碼FC84，F(xiàn)C132，F(xiàn)C97和FC158，分別對(duì)數(shù)字量（DI）、4~20mA壓力和流量信號(hào)、CIS02子模件和熱電阻、熱電偶信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，定義輸入信號(hào)的規(guī)格參數(shù)等。在模擬量數(shù)據(jù)處理過程中，采用了模擬例外報(bào)告技術(shù)，即用模擬例外報(bào)告子程序?qū)δM量進(jìn)行加工，其特點(diǎn)是只報(bào)告某時(shí)間隔內(nèi)發(fā)生重大變化的信息，對(duì)不發(fā)生重大變化的信息不產(chǎn)生報(bào)告。從而提高了內(nèi)存的利用率，有效地控制了通訊通過道的暢通運(yùn)行。
(2) 手操控制站的設(shè)計(jì)。手操控制站供操作員在操作員接口站上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)蝶閥、風(fēng)門等作設(shè)定點(diǎn)控制操作。它不是一個(gè)簡(jiǎn)單的硬手操器，其控制過程由控制站（MFC）、函數(shù)發(fā)生器、模擬轉(zhuǎn)換器、脈沖定位器等功能碼和閥門開度返信號(hào)一起組態(tài)完成，它根據(jù)設(shè)定點(diǎn)信號(hào)和反饋信號(hào)的誤差大小、行程速率、周期時(shí)間、輸出控制指令，調(diào)節(jié)電動(dòng)蝶閥、風(fēng)門等開度，達(dá)到控制的目的。
(3) 篦冷機(jī)出風(fēng)溫控制站的設(shè)計(jì)。一般而言，對(duì)窯頭電除塵器，風(fēng)溫控制在150~200℃，收塵效果最好。按照噴霧系統(tǒng)水泵、水閥、氣閥及水流量計(jì)的配置，風(fēng)溫控制站選擇高/低比較器、邏輯運(yùn)算、遙控存貯器等功能碼和篦冷機(jī)出口風(fēng)溫信號(hào)一起組態(tài)控制策略。它將根據(jù)風(fēng)溫的高低，自動(dòng)開/停水泵和閥門，控制篦冷機(jī)的噴水量，達(dá)到控制溫度的目的。
(4) 篦冷機(jī)篦速控制站的設(shè)計(jì)，自動(dòng)控制篦板速度，對(duì)穩(wěn)定篦板上料層厚度，生產(chǎn)工況及設(shè)備安全運(yùn)行都是必要的。該控制站選擇了高級(jí)比例積微分調(diào)節(jié)器（PID）、控制站（MFC）、函數(shù)發(fā)生器、模擬例外報(bào)告等功能碼和篦冷機(jī)一室篦下壓力比例信號(hào)一起組態(tài)控制策略。根據(jù)理論和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得出的壓力、速度、料厚之間的關(guān)系，設(shè)置最佳壓力控制點(diǎn)，計(jì)算機(jī)將自動(dòng)控制直流控制柜，調(diào)節(jié)第一段篦板速度，第二段、第三段篦板速度將按一定比率自動(dòng)跟蹤第一段篦板速度。采用這樣的控制方案，盡管進(jìn)入冷卻機(jī)的熟料量和顆粒組成發(fā)生變化，但三段篦速仍然協(xié)調(diào)一致，篦床上的料層厚度逐漸遞減并保持一定的關(guān)系，有利于篦床上熟料的輸送和冷卻。
(5) 冷卻風(fēng)機(jī)控制站的設(shè)計(jì)。冷卻風(fēng)機(jī)控制站保持冷卻風(fēng)機(jī)風(fēng)量相對(duì)穩(wěn)定，是篦冷機(jī)篦速控制的基礎(chǔ)，是穩(wěn)定窯況安全、節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。冷卻風(fēng)機(jī)控制站選擇高級(jí)PID、控制站（MFC）、脈沖定位器、邏輯運(yùn)算開方器等功能碼和風(fēng)門開度、風(fēng)量信號(hào)組態(tài)控制策略。當(dāng)控制員按生產(chǎn)需要，設(shè)置風(fēng)量目標(biāo)值后，系統(tǒng)即自動(dòng)控制風(fēng)門開度的變化，改變風(fēng)機(jī)運(yùn)行特性，達(dá)到控制風(fēng)量的目的。
(6) 冷卻機(jī)灰斗卸料控制站的設(shè)計(jì)。原考慮采用高溫料位開關(guān)，探測(cè)灰斗料位，高料位卸料，低料位停止卸料的控制方案。因料位計(jì)供貨問題，現(xiàn)采用定時(shí)自動(dòng)循環(huán)卸料的控制方式，選用多狀態(tài)設(shè)備驅(qū)動(dòng)器、數(shù)字轉(zhuǎn)換器、計(jì)時(shí)器、與、或等功能碼和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)信號(hào)組態(tài)順序控制，設(shè)置定時(shí)或操作員指令，13個(gè)灰斗順序或單臺(tái)自動(dòng)卸料，每個(gè)灰斗卸料時(shí)間的長(zhǎng)短是可調(diào)的，并可在屏幕上監(jiān)視卸料的全過程。
(7) 增濕塔出口溫度控制站的設(shè)計(jì)。一般而言，增濕塔出口溫度控制在110~130℃，窯尾電收塵器的收塵效率最高。該控制站選用高級(jí)PID控制器、控制站（MFC）、函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字轉(zhuǎn)換器等功能碼和增濕塔進(jìn)口風(fēng)溫、風(fēng)壓、出口風(fēng)溫、噴水量等信號(hào)組態(tài)控制方案。操作員設(shè)置出口風(fēng)溫控制目標(biāo)值，系統(tǒng)則自動(dòng)控制回水閥，調(diào)節(jié)增濕塔噴水量，達(dá)到控制出口風(fēng)溫的目的。
上述自動(dòng)控制站均設(shè)置有手動(dòng)/自動(dòng)無干擾切換，供操作員手操控制。由于工藝設(shè)備配置的局限性，一些常用的控制如分解爐出口溫度、煤磨出口溫度、窯頭負(fù)壓等目前尚未具備自動(dòng)控制的條件，待條件成熟料時(shí)可進(jìn)一步完善。
3.3 操作接口站顯示
(1) 操作接口站顯示為操作員提供一個(gè)最有效的窗口來觀察畫面顯示、圖形顯示、趨勢(shì)顯示、報(bào)警顯示等。都是系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)圖。圖上有許多相關(guān)的參數(shù)，是報(bào)警、操作、手動(dòng)/自動(dòng)（M/A）設(shè)置的工具。
(2) 圖形顯示是以規(guī)范的設(shè)備圖形符號(hào)為基礎(chǔ)，繪制的工藝流程圖。按操作習(xí)慣和要求，基本上按照實(shí)際生產(chǎn)車間，繪制工藝流程圖畫畫，內(nèi)有生料均化庫(kù)及輸送、生料喂料、廢氣處理、窯和預(yù)熱器、窯頭和篦冷機(jī)、煤粉制備、煤粉喂料和輸送等畫面。在同一畫面上能直觀地顯示出實(shí)際工藝流程和設(shè)備的關(guān)系，而且還顯示設(shè)備標(biāo)簽名，熱工參數(shù)、電器設(shè)備狀態(tài)、開關(guān)狀態(tài)、報(bào)警顯示、控制站和電器設(shè)備起動(dòng)按鈕等。操作員可方便地了解生產(chǎn)過程情況，進(jìn)行生產(chǎn)過程操作管理。
(3) 趨勢(shì)顯示是過程變量在一定時(shí)間范圍內(nèi)、一定間隔的變化用曲線來表示，為操作員提供運(yùn)行狀態(tài)的歷史數(shù)據(jù)。系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的顯示格式，一幅畫面可同時(shí)顯示6個(gè)參數(shù)的趨勢(shì)，并可通過調(diào)整時(shí)間坐標(biāo)或量程范圍，使趨勢(shì)顯示具有實(shí)時(shí)趨勢(shì)、全景顯示、放大等功能，使讀出的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，有利于分析過程發(fā)生的變化。系統(tǒng)僅對(duì)重要的溫度、壓力、流量設(shè)置趨勢(shì)顯示。
(4) 報(bào)警顯示是生產(chǎn)過程中，過程變量超越某一范圍或設(shè)備故障的一種表示形式，它關(guān)系到設(shè)備安全和產(chǎn)品質(zhì)量總是，所以，系統(tǒng)提供了多種形式的報(bào)警顯示。在CRT的右上角設(shè)報(bào)警提示欄顯示發(fā)生報(bào)警組的編號(hào)；在ADS盤上設(shè)有報(bào)警標(biāo)簽，將發(fā)生報(bào)警的標(biāo)答及數(shù)據(jù)分組通報(bào)，標(biāo)有報(bào)警說明，以幫助操作員分析事故和進(jìn)一步采取措施。
3.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及管理
    現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)經(jīng)過通訊網(wǎng)絡(luò)傳至人機(jī)接口設(shè)備的輸入通道，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)存貯，按照人機(jī)接口的組態(tài)，趨勢(shì)數(shù)據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)入趨勢(shì)存貯，記錄數(shù)據(jù)通過記錄單元，自動(dòng)歸檔記錄，記錄數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)了以下幾種行式：
(1) 班報(bào)表。它是對(duì)重要的溫度、壓力、流量等參數(shù)組態(tài)成周期性的記錄，定時(shí)報(bào)告生產(chǎn)情況，并分別列出每個(gè)標(biāo)簽名參數(shù)的最大值、最小值和平均值。
(2) 跳閘報(bào)表。它對(duì)重要電器設(shè)備設(shè)置特定記錄。
(3) 報(bào)警報(bào)表。按時(shí)間順序?qū)?bào)警標(biāo)簽打印輸出，并附有報(bào)警說明。
以上各種報(bào)表的數(shù)據(jù)除硬盤存檔外，還設(shè)置打印輸出，按報(bào)表的性質(zhì)，設(shè)置自動(dòng)、定時(shí)或操作員請(qǐng)求三種打印輸出形式。
4 幾點(diǎn)體會(huì)
    回顧這次INFI-90系統(tǒng)的硬件配置、軟件開發(fā)、安裝、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試及投入運(yùn)行的情況，有以下幾點(diǎn)體會(huì)：
(1) 從系統(tǒng)提供組態(tài)軟件方面，我們認(rèn)為用功能碼組態(tài)控制方案更能發(fā)揮工程技術(shù)人員的智慧。用功能碼組態(tài)很靈活，沒有固定控制格式，可以按照工程技術(shù)人員需要去選擇 功能碼，設(shè)計(jì)出更高層次的控制策略，滿足復(fù)雜的控制要求。這一點(diǎn)，比用填寫固定表格的方法來設(shè)計(jì)控制方案的分布控制系統(tǒng)，其控制效果是可能更好些。
(2) 閥門采用數(shù)字量輸出控制方案，只要軟件設(shè)計(jì)合理，盡管閥門從全開到全關(guān)僅有8s的行程時(shí)間，也能控制得好，其顯示精度能達(dá)到1%，與采用模擬量輸出控制伺服放大器來調(diào)節(jié)閥門的方法相比，顯得更簡(jiǎn)單可靠，精度也更高。
(3) 冷卻機(jī)灰斗卸料控制與產(chǎn)品質(zhì)量沒有直接關(guān)系，不必追求借助料位探測(cè)的控制方案，用定時(shí)自動(dòng) 卸料的方法，經(jīng)過一段時(shí)間的調(diào)整，一樣能滿足生產(chǎn)要求。是一種既省錢、又簡(jiǎn)單的方法。