世纪星组态软件在烧结预配料系统中的实现

 

　　1 前言

　　在冶金行业中，烧结矿成分稳定在炼铁工艺中起着非常重要的作用。其配比的准确性直接关系到烧结矿和炼铁的质量。在传统的烧结配料生产线上，主要依靠工人的"跑盘"抽样检查原料的配比，再进行控制，这样不仅速度慢、调节不及时， ;而且准确性差。引入计算机控制以后，提高了控制速度和配比的准确性，减轻了工人劳动强度，稳定了烧结矿的化学成分。在烧结配料生产线上，变频器控制圆盘的转速，从而调节下料速度，原料经阀门落到称重皮带上，再落到总皮带上，各料仓的原料按比例在总皮带上混合后，送混料系统。圆盘下料量由称重传感器测量，信号为4~20mA,直接送智能控制仪表，经控制智能控制仪表算得到瞬时下料量和累计下料量，下料量给定与实际料流量经过智能控制仪表的PID控制器运算后，通过智能控制仪表输出4~20mA的信号给变频器上，形成闭环控制，从而使下料量。

　　2 世纪星组态软件

　　世纪星组态软件作为一个实时的人机界面实用程序生成器，可以产生在管理级别上的监控和数据采集（SCADA）程序。世纪星组态软件由开发系统（CSMaker）和运行系统（CSViewer）两部分组成。CSMaker 和 CSViewer 是各自独立的  Windows 32 位应用程序，均可单独使用，两者又相互依存，在开发系统中设计开发的画面应用程序必须在运行系统中才能运行。

　　世纪星组态软件开发系统是其应用程序的集成开发环境。开发者在这个环境中完成工况画面的设计、数据库定义、动画连接、设备安装、命令语言编写等。开发系统具有先进完善的图形生成功能；数据库中有多种数据类型，对应于控制对象的特性，对数据的报警、趋势曲线、历史数据记录、安全防范等重要功能有简单的操作方法。世纪星组态软件运行系统是世纪星的实时运行环境，用于显示开发系统中建立的动画图形画面，并负责数据库与 I/O 服务程序的数据交换。它通过实时数据库管理从工业控制对象采集到的各种数据，并把数据的变化用动画的方式形象地表示出来，同时完成报警、历史数据记录、趋势曲线等监视功能。

　　3 烧结预配料系统构成和主要作用

　　系统采用西门子S7-400 PLC作为下位机，PLC与两个EM200子站、12台西门子MM440变频器通信，采集、处理现场数据和简单的控制。PLC用CP443以太网模块和上位机进行通讯以交换系统运行数据。组态软件使用世纪星组态软件设计的组态界面如下：封面、登录界面、设备操作界面、配料设定界面、配方界面、实时数据界面、报表界面、系统诊断界面等。

　　在上位机中，监控系统主要完成的任务：

　　1、现场各种矿石称重的显示、处理和设定；

　　2、现场数据的记录、保存和查询，对重要数据的报警；

　　3、生产现场的模拟运行；

　　4、配料配方的设定以及皮带输送的模拟运行。系统主要完成对铁矿石称重、配料和上料环节的数据采集和控制，实现对物料称重、配料和上料环节的监控。

　　4 配料系统监控界面设计

　　4.1  登录界面使用世纪星登录函数“LogOn（ ）”，方便的调用登陆对话框，操作员及管理人员用户名和密码在开发系统里设定。

　　4.2  设备操作界面是上料5条皮带输送带及配料12台配料秤及1条下料皮带输送带的形象画面，能实现自动、手动操作及检修选择。自动时，系统自动控制上料及配料动作。手动时，操作员手动控制设备的启停操作，具有连锁功能。检修状态是供检修时使用，系统不对设备进行控制，所有控制行为均由现场操作完成，没有连锁功能。

　　4.3  配料设定界面实时显示每个料仓的料位和料种，显示当前实时下料速度及设定下料速度。设定系统PID控制参数的界面，并能改成手动控制变频器频率来控制每台配料秤称的下料量。有每台配料秤超载或缺料报警显示，方便操作人员及时调整下料参数，保证系统稳定运行。

　　4.4  配方界面使用世纪星的配方功能，配方存储数量没有限制。选仓功能，选中下料料仓和料种并输入配料总量，系统根据选择情况和配方自动计算下料量，计算结果显示在配料设定界面并储存，数据提供给报表。

　　4.5  实时数据界面通过矩形颜色变化来显示上料皮带输送带，卸料小车，配料秤，变频器，软启动器等所有设备实时运行及故障情况，方便操作。

　　4.6  报表界面提供日报表和月报表。使用了世纪星组态软件提供的报表系统，能像使用Excel一样使用简单方便且功能强大，支持Excel的全部函数功能。支持读取世纪星软件历史数据库数据，支持插入图表，有安全设置，具有操作权限的人员可以更改报表数据，并能输出为Excel表格文件，完全摆脱了操作员手工计算填写报表情况。

　　4.7  系统诊断是对2个EM200子站及12台变频器通信进行测试，同时有报警窗口查询历史报警数据。对配料秤超载、缺料，皮带输送带的过载、跑偏、打滑，变频器的运行故障，软启动器运行故障都能记录供查询。

　　5 结语

　　基于世纪星组态软件的烧结预配料系统已在生产线上得到实际使用，世纪星组态软件的程序控制满足现场的工艺要求，监控界面操作简单方便、结构清晰，使烧结配料的技术层次和经济指标得到较大提高。在该系统中，世纪星组态软件充分发挥了其配置灵活、控制可靠、编程方便和可现场调试的优点，使配料系统达到较高的自动化水平，提高了生产效率，保证了系统稳定运行。