基于现场总线的烧结机配料控制系统改造

3 软件实现

由于原设计软件不够规范，有时外围设备更换时，型号参数不便输入，并且这次扩容改造时软件改动量比较大，所以将下位机监控软件全套重新进行开发，内部参数、变量统一，接口清晰，设计的软件规范、开放，易于整个系统的扩充及功能升级。

本套软件设计的重点是拖料皮带称的控制，即根据秤重传感器的瞬时重量、测量段、皮带转速(与电动机转速成比例关系)、重力系数等参数计算出瞬时流量P、r，与监控站设定流量SP相比较，利用SIEMENS编程软件STEF7自带的PID算法模块(FB41)运算，计算出电动机转速(即变频器输出频率值，范围0 50Hz)，实时跟踪，进行闭环调节。每台皮带秤开始启动并进入调节时，变频器瞬时值均从最大值50Hz开始变化，直至满足流量设定。在运行的过程中，有时要改变设定流量SP值、某条皮带秤的零点、系数，那么需要重新计算、调节。流量调节软件流程如图3所示。

4 系统特点

基于PROFIBUs_-DP现场总线通讯网络的烧结配料系统扩容改造后，控制系统功能完备，实现了若干条皮带、皮带秤电机、滚筒的起、停、联锁保护、称量及调节的自动控制。系统主要有以下功能：

1)具有手动和自动两种工作方式。手动时，每条皮带、皮带秤由操作员根据工艺要求来启、停、加速、减速，也可电气联锁。自动时系统上位机根据总流量、每种物料配比发送给定值，自动启动、加速、减速皮带秤电机，所有皮带、滚筒开、停均由逻辑联锁控制实现。

2)当配比改变时，内部PID调节器运行，变频器频率乎稳改变，调速平滑。

3)取消皮带秤仪表和测速传感器，测重传感器的mV信号经处理后直接进入PLC，具有信号校零、自动校皮、自动调整系统的功能。

4)PROFIBUS—DP现场总线具有高速通讯能力，能快速将现场数据采集并传送，做到信号的不迟滞、不失真，并具有强大的扩展能力。

5)为防止翻料，集料主皮带停机的同时，立即停止所有皮带秤电机；集料主皮带正常开机时，按照配料制度，自动依次延时开启上次运行(选中)的所有料仓。

6)具有消耗料累计，设备动作全部动画显示逼真，所有设备之间都有可靠联锁，安全性高，操作简单方便。

本套控制系统具有开放性、规范性、互连性、互操作性及丰富的硬件和软件资源，使监控操作站既可作监控站用，显示监视画面，又可作工程师站，随时调出梯形逻辑图，调试程序、查找故障，方便而快捷。

5 效果

本次扩容改造充分利用现场总线的开放性，在设备检修的间隙进行系统对接与调试，未影响正常生产，改造后的自动控制系统更合理、规范。经过运行证明：PROFIBUS—DP现场总线控制系统在硬件上可靠，抗干扰能力强，技术先进，实现了烧结配料生产过程全自动化。采用PROFIBUS—DP总线控制，实现了内部PID调节，变频器调速平滑，对生产设备起到了重要保护作用。PROFIBUS—DP减少了许多硬接线，从而使控制系统简单化，与继电逻辑控制相比，降低了故障率，提高了系统可靠性，配料准确，系统配料控制误差由原10％减少到1．5％-2％左右，为烧结稳夺高产，提高烧结矿质量提供了充分保证。

6 参考文献
[1] 宋伯生．可编程序控制系统配置·编程·联网．北京：中国劳动出版社，1998．194—225．
[2] 张桂苓．浅谈现场总线及对自动化领域的影响．微计算机信息，20O3(4)：1 4．(end)