引言：
随着舞阳钢铁公司新的100万吨生产线的建设，作为新生产线炼钢部分的配套工程，在原来两座石灰竖窑的基础上，新建两座单窑生产能力150t/d的石灰竖窑。石灰是炼铁、炼钢生产中必不可少的原料之一。石灰品质的好坏直接影响着钢铁的质量，因此，采用先进的自动控制系统，对于提高炼铁炼钢的产量和质量，有十分重要的意义。
一、 自控系统设计要求：
石灰窑生产的原料主要是石子（石灰石），成品是生石灰。在竖窑的加料口加入石灰石，经过煤气燃烧，煅烧成生石灰，输出到成品料仓。控制系统主要包括石灰石筛选、上料系统，煅烧系统，冷却空气循环系统，助燃空气循环系统，废气除尘循环系统，成品出窑、运输系统以及配套的煤气加压泵站、液压站。新建石灰窑工艺设计先进，自动化程度高，所有设备具备机旁手动、半自动、全自动三种控制模式，并具备设备故障诊断报警功能。
根据用户和工艺设计的要求，石灰窑的控制系统分为三级监控系统。分别为车间生产管理级、窑前生产操作级 、现场控制级。
1、 车间生产管理级
面向生产管理人员，使用微软的sql 2000作为数据服务器，对生产中的各种数据进行存储、管理、产生各种生产报表。
2、 窑前生产操作级
面向生产操作人员，由两套工业控制计算机作为hmi,在hmi的监控画面上显示各种设备的工况参数，并通过hmi来对生产过 程进行控制调节。根据生产情况可选择半自动、全自动工作模式。当生产中出现异常时，在hmi上显示报警信息。正常情况下，两台hmi分别监控两座竖窑的情况，在一个hmi出现问题时，可互为冗余，确保生产的正常进行。
3、现场控制级
面向生产过程，由过程控制器以及现场智能i/o处理器、各种模板构成，为基础测控级。完成生产现场大量压力、温度、流量的采集和处理，对生产过程进行控制。自动控制系统通过对由振动给料筛、板链式提升机、电子秤量斗、单斗提升机，拖板出料机、卸料闸板、振动给料机构成的竖窑筛选、加料、卸料系统的自动控制，实现原料的筛选、加料、卸料的自动化。在出料过程中为保证石灰竖窑的密闭型，必须确保上下卸料闸板只有一个同时处于开启状态。煤气加压机、助燃风机、冷却风 机是变频器控制下的罗茨风机，通过对煤气压力、助燃空气压力、冷却空气压力的pid调节，达到恒压控制的要求。控制系统不间断的对煤气压力进行监视，当出现煤气压力过低，危及到生产的安全进行时，立即自动切断煤气截止阀。按照工艺要求窑顶废气压力必须控制在-0.2kpa到+0.2kpa的允许范围内，控制系统通过对引风机入口阀开口度的pid调节，达到设计要求。控制系统还包括除尘、液压站、带式输送机、刮板机、以及各种电动阀门的控制。
二、系统硬件选型及特点
为了满足以上的设计要求，在本项目中我们选择了美国opto22-p.htm" target="_blank" title="opto22货源和pdf资料">opto22公司推出的基于以态网的过程自动化控制器snap-pac-s1。
snap-pac-s1过程控制器cpu为主频266mhz、32位、带浮点协处理器，内存为32m的ram、8m电池后备ram、16m的flash eeprom,提供强大的处理能力和运算功能。pac控制器可以同时运行32个任务，现场智能i/o单元完成pid功能，适应实时工业控制、远程监控、数据采集的要求。能够处理多种自动控制任务，包括开关量、模拟量、串行数据处理、pid调节。pac控制器有支持多种通讯协议，带有2个rs-232接口、1个rs-485接口。
pac-s1控制器带有两个独立的10/100m自适应ethernet网络接口，通过软件配置及可以实现控制器、智能i/o处理器的冗余，也可以通过网络分段的办法把控制网络和生产管理网络可靠隔离。
由于本项目使用的开关量i/o点比较多，开关量选择的是32通道输入模块snap-idc32和32通道输出模块snap-odc32，以及配套的信号转接板snap-idc-hdb和sanp-odc-hdb。根据工艺的需要智能i/o处理器选择了带pid调节的snap-b3000-enet。
本系统选用的硬件产品及系统网络配置图如下所示：
控制系统共有输入、输出信号近800点，其中包括开关量输入/输出信号、4-20ma输入/输出信号热电偶、热电阻信号。
三、软件开发及系统功能
本项目使用得工业组态软件是opto22-p.htm" target="_blank" title="opto22货源和pdf资料">opto22公司的snap pac控制器软件开发包ioproject professional。ioproject proessional是一套功能齐全的控制器和hmi开发软件包，快速、高效的opc server-p.htm" target="_blank" title="server货源和pdf资料">server和硬件配置诊断五金|工具包，使用该软件包可以完成控制项目的全部功能。其中包括控制策略开发软件iocontrol,hmi开发软件iodisply，硬件配置诊断软件，同时提供的opc server为第三方软件提供数据接口。
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