近年來，我國各省市逐步取締以粘土為原料的傳統(tǒng)燒結(jié)工藝，以煤矸石、粉煤灰等取而代之作為磚瓦制造的新型原料。針對(duì)某大型煤炭集團(tuán)下屬煤矸石公司豐富的原料資源，設(shè)計(jì)建成年產(chǎn)1.6億塊的燒結(jié)磚生產(chǎn)線，全部成型車間應(yīng)用全自動(dòng)控制系統(tǒng),采用PLC、變頻器控制生產(chǎn)線設(shè)備，巡檢儀實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。組態(tài)王監(jiān)控軟件作為上位監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、記錄、曲線分析、web發(fā)布。

二、系統(tǒng)要求

－系統(tǒng)采用中控室集中監(jiān)控方式，能監(jiān)控?zé)Y(jié)磚生產(chǎn)線中的成型車間、成品車間及窯爐焙燒各設(shè)備運(yùn)行。

－系統(tǒng)具備自動(dòng)連鎖、報(bào)警功能，關(guān)鍵設(shè)備緊急停車。

－除設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控外，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)窯爐溫度、壓力以及環(huán)境濕度等參數(shù)，并記錄生成各種報(bào)表。

－對(duì)于窯爐進(jìn)車數(shù)、燒結(jié)磚生產(chǎn)總數(shù)具有統(tǒng)計(jì)和報(bào)表自動(dòng)打印功能。

－現(xiàn)場數(shù)據(jù)可網(wǎng)絡(luò)發(fā)布，方便公司領(lǐng)導(dǎo)查看。

－要求軟件界面友好，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

三、方案說明

在整個(gè)系統(tǒng)中，按照功能可劃分為三個(gè)層次：現(xiàn)場控制層，數(shù)據(jù)采集層，應(yīng)用層。

1、現(xiàn)場控制層：采用國外知名的PLC系列產(chǎn)品，自動(dòng)監(jiān)控現(xiàn)場各種磚機(jī)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，控制變頻器自動(dòng)調(diào)節(jié)窯爐溫度、濕度等參數(shù)。對(duì)于關(guān)鍵參數(shù)的報(bào)警及設(shè)備故障實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連鎖，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備緊急自動(dòng)停車，待操作人員確認(rèn)后再手動(dòng)切換到運(yùn)行狀態(tài)。

2、數(shù)據(jù)采集層：應(yīng)用組態(tài)王6.53作為上位監(jiān)控系統(tǒng)，負(fù)責(zé)采集巡檢儀里面的窯爐溫度、壓力和濕度儀表的數(shù)值，記錄各種報(bào)警信息，系統(tǒng)具備聲光報(bào)警功能。數(shù)據(jù)采集層還可實(shí)現(xiàn)歷史趨勢查詢，溫度、濕度曲線分析，日、月、年產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)打印生產(chǎn)報(bào)表等功能。應(yīng)用了組態(tài)王的數(shù)采系統(tǒng)可以模擬窯爐運(yùn)轉(zhuǎn)情況，形象逼真的動(dòng)畫效果，再現(xiàn)現(xiàn)場生產(chǎn)運(yùn)行狀況。管理員級(jí)別用戶可以修改PLC參數(shù)，對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

3、應(yīng)用層：中央控制層位于該公司計(jì)算機(jī)中心，配備一臺(tái)服務(wù)器，安裝一套帶web授權(quán)的組態(tài)王軟件，與現(xiàn)場的監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)數(shù)采網(wǎng)絡(luò)。它的功能主要是對(duì)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)等進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)并進(jìn)行web發(fā)布；服務(wù)器配置雙網(wǎng)卡，一個(gè)網(wǎng)卡連接數(shù)采網(wǎng)，一個(gè)網(wǎng)卡連接辦公網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)物理隔離。

四、系統(tǒng)框圖

五、系統(tǒng)功能

1、實(shí)時(shí)監(jiān)控

對(duì)現(xiàn)場磚機(jī)主、輔設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行集中監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制。如箱式給料機(jī)、輪碾機(jī)、攪拌機(jī)、煉泥機(jī)、真空擠磚機(jī)、切條機(jī)、切坯機(jī)、翻坯機(jī)組、運(yùn)坯皮帶以及運(yùn)輸皮帶等按工藝流程順序進(jìn)行集中自動(dòng)控制，并對(duì)運(yùn)行狀態(tài)集中顯示。

2、工藝流程

主要針對(duì)磚瓦隧道窯的二次碼燒工藝，依據(jù)干燥窯和焙燒窯的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行動(dòng)畫模擬，畫面上可以看到窯車進(jìn)出窯爐情況，對(duì)溫度、壓力、濕度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。通過控制窯爐上的風(fēng)機(jī)來調(diào)節(jié)窯爐內(nèi)的溫度。

3、數(shù)據(jù)錄入

通過數(shù)據(jù)錄入界面可以對(duì)進(jìn)入窯爐窯車的數(shù)量進(jìn)行確認(rèn)，在確認(rèn)窯車數(shù)量的同時(shí)將會(huì)彈出發(fā)熱量和原料比的界面，也就是對(duì)每一批進(jìn)入隧道窯的窯車都要設(shè)定發(fā)熱量和原料比這兩項(xiàng)重要參數(shù)。

4、窯爐曲線

利用超級(jí)XY曲線自動(dòng)繪制整個(gè)隧道窯爐溫度。將隧道窯爐各段的溫度繪制成一條完整的曲線，方便用戶查看和分析整個(gè)窯爐的溫度變化情況。當(dāng)發(fā)現(xiàn)窯爐的溫度偏低或者偏高的情況時(shí)，相應(yīng)的調(diào)節(jié)不同位置風(fēng)機(jī)的風(fēng)速，使得窯爐溫度達(dá)到工藝技術(shù)要求。這部分可以利用手動(dòng)調(diào)節(jié)或者在組態(tài)王腳本里面進(jìn)行判斷實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)。

5、報(bào)表查詢

通過報(bào)表查詢工具可以查詢某一段時(shí)間干燥窯、焙燒窯的歷史記錄、各窯爐窯車進(jìn)出情況。對(duì)于班級(jí)報(bào)表可以查詢某一天某個(gè)班的具體窯爐生產(chǎn)情況。

6、web發(fā)布功能

利用組態(tài)王的web發(fā)布功能，可以將現(xiàn)場的窯爐運(yùn)行畫面，設(shè)備運(yùn)行畫面直接發(fā)布到網(wǎng)上，公司上級(jí)主管部門無需到現(xiàn)場，在辦公室使用IE瀏覽器就如同在現(xiàn)場瀏覽組態(tài)王畫面一樣，而且根據(jù)用戶權(quán)限的不同，高級(jí)用戶還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。Web發(fā)布功能的應(yīng)用大大提升了整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，為用戶提供了高效的技術(shù)服務(wù)，深受用戶好評(píng)。

六、總結(jié)

－系統(tǒng)運(yùn)行可靠，實(shí)際年產(chǎn)量達(dá)1.8億塊，已經(jīng)超出設(shè)計(jì)要求；

－完全可視化的解決方案，自動(dòng)化程度提升，節(jié)約了人力；

－網(wǎng)絡(luò)隔離措施，數(shù)采網(wǎng)和辦公網(wǎng)物理隔離；

－Web功能的應(yīng)用方便公司管理層對(duì)現(xiàn)場設(shè)備的在線監(jiān)控；

－組態(tài)軟件的成功應(yīng)用，提升了磚瓦窯爐生產(chǎn)線的產(chǎn)品價(jià)值；