摘要 本文介绍了组态软件和PLC构成的立式石灰窑控制系统。该控制系统采用了三菱公司生产的Q系列可编程序控制器，上位机采用世纪星V7.22组态软件,具有良好的系统兼容性和友好的人机界面，系统成本较低，网络清晰，构成简单，操作方便，可扩展性强，维护方便，获得用户一致肯定。
关键词 世纪星组态软件；立式石灰窑；三菱Q系列PLC；CCLINK
1 前言
石灰是炼铁、炼钢生产中必不可少原料之一，石灰品质好坏直接影响着钢铁质量，采用先进自动控制系统，提高石灰的产量和质量有十分重要意义。传统立式石灰窑（也称竖窑）采用手动控制，工人劳动强度大，工作环境恶劣，控制精度差，石灰质量不稳定，经常出现不熟或过烧，造成石灰品质低下、能源浪费和环境污染。
采用世纪星组态软件为人机界面和三菱PLC为下位控制器的石灰窑控制系统，根据工艺曲线自动控制燃烧、加料及出灰和冷却，自动化程度高，无需人工现场控制，保证燃烧控制精度，提高了石灰品质，降低人工使用，节约能源，保护环境，为企业带来可观的经济效益。同时采用新工艺流程，增加废气引风机和除尘布袋，保证排放清洁尾气，取得良好的社会效益。
2 系统简介
系统由上位机世纪星监控组态软件软件、PLC（可编程程控制器）、数字及模拟量信号输入输出模块、温度、压力变送器、阀门执行器等构成。PLC采集现场数据和控制设备运行，世纪星组态软件通过通信与PLC交换数据，达到获得现场数据和控制现场设备功能。
世纪星组态软件对获得的数据存储并加以整理和分析，以形象的动画效果、报警、历史趋势、实时曲线等显示出来。世纪星组态软件最后将存储的数据生成班报表，方便石灰窑的工艺改进及生产管理。
石灰窑控制系统基本工艺流程：石子由铲车放入滚筛中，经筛选后倒入斗式提升机，从加料口加入窑中。控制煤气的燃烧，将石子煅烧成石灰，石灰进入冷却段由循环水冷却后由输送带输送到储灰仓，燃烧的废气由除尘系统除尘后排出。主要控制部分包括石灰石上料系统、煤气燃烧系统、冷却水循环系统、空气压缩系统、废气除尘系统、出料系统等。
3 系统硬件监控网络构成
石灰窑控制系统由燃烧部分、冷却水循环及空气压缩部分、废气除尘部分、上料及出料部分构成。系统控制器采用三菱Q系列PLC，运行速度快稳定性高，并通过CCLINK总线与远程I/O模块及除尘器FX2N PLC通信。
控制系统配置如图：
PLC控制器和上位机之间采用以太网通信，提高通信速度和抗干扰能力。操作由两台工业控制计算机完成，采用C/S结构，并通过世纪星组态软件的双机热备功能组成冗余系统，提高系统的稳定性。
除尘器由单独的PLC控制，通过CCLINK总线与中心PLC的CPU通信以便组态软件能对除尘系统进行监控，其他部分均由中心PLC控制。其中最为重要的部分是燃烧控制系统。
燃烧系统主要控制设备有助燃风机和空气、煤气调节阀，调节空气和煤气的流量，保证煤气能充分燃烧。其他需要控制的设备还有冷却风机、煤气快速切断阀、氮气吹扫阀、煤气及空气放散阀，采集量有窑体温度、烧嘴温度、空气压力及流量、煤气压力及流量。
4 系统控制界面
上位监控软件采用世纪星组态软件，完成包括石灰窑实时温度曲线、温度和压力超范围报警、生产班报表等功能，同时还通过根据工艺曲线自动控制空气和煤气的进气量，调节窑体温度。
控制界面由系统总图、燃烧控制、上料出灰、除尘器、报警及历史数据、报表几部分构成。
1）系统总图是工艺过程的动画效果，形象的显示燃烧时的包括空气流动、煤气流动，循环冷却水流动等，上料、出灰等形象显示，让操作员方便了解生产控制过程，并对故障进行实时诊断。
2）燃烧控制是对燃烧系统进行控制详细设置。设置PID参数，通过PID调节自动控制窑体温度。也能手动调节空气和煤气调节阀的开度，来调节空气和煤气的流量。同时设有切断煤气的紧急停止按钮和控制助燃风机和冷却风机启停的按钮。同时显示有窑体温度、烧嘴温度、空气压力及流量、煤气压力及流量等工艺参数。
3）上料出灰部分包括上料石料实时流量和累计量，上料及出灰部分设备的动态显示，还包括冷却水循环和空压机设备动态显示、工艺测量包括加料口温度、负压，出口石灰温度，循环水温度，压缩空气压力等。
4）除尘器部分显示除尘器工作状态，及废气温度、电机电流、吹扫频率吹扫压力等。
5）报警及历史数据，可以查询三年内的所有报警及记录的历史数据。可以通过历史曲线描绘出窑体历史工作温度及压力趋势图，方便工艺人员制定改进工艺流程。
6）报表是系统记录的历史记录自动生成班报表，无需人工填写，报表数据可以根据权限修改。
5 总结
本控制系统功能全面，调试简单，可靠性高，操作简单方便，可维护性强。提高了劳动生产率，避免由于操作人员操作失误而造成的事故，改善现场操作人员的劳动条件，对提高石灰窑管理水平，保证设备安全稳定运行起到了很好的促进作用，并已在生产上得到实际应用，为企业带来了可观的经济效益和良好的社会效益。
