INFI-90控制系统在牡丹江水泥厂#2窑的应用（二）

3 软件组态
    生产过程应用软件组态，包括对多功能处理器（MFP）和操作员接口站（OIS）的软件组态。控制软件的组态则是根据用户对生产过程控制的需要及设备配置情况，在INFI-90系统环境下，完成对各种顺序控制和过程控制策略以及操作员接口站操作、显示、数据管理方式的设计。
3.1 生产顺序控制 
(1) 一般交流电机的控制，采用3点输入（DI）、1点输出（DO）的设计方案，主要采用了INE-90系统中的功能码（亦即功能单元），它们包括：多功能状态驱动器（MSDVDR），数字例外报告，高低限报警，数字转换器，模拟转换器和逻辑运算，根据生产流程和设备保护的需要，将电动机的控制设备MCC的准备好信号（MCR）、现场准备好信号（LR）和设备运行信号（MR）组态成一定的顺序控制输出、单台设备启动和组启动的切换、故障报警。数字例外报告主要实现报警功能。1台设备有7个状态显示，便于操作员观察和分析处理。
(2) 直流电动机是利用直流传动装置进行调整控制，它采用类似交流电动机的控制组态，由中央管理站发出4~20mA控制指令，控制直流电机的运行。运行时的电压、电流等信息在中央管理站监视。
(3) 电收尘器带有完整的现场控制设备，中央管理站只与控制设备发信号联络，不发生控制关系。操作员接口站对现场控制设备发出开/关指令，由现场操作工操作。操作员接口站显示设备的开/关状态。
3.2 生产过程控制
(1) 数据采集和处理。数据采集是监视和控制生产的基础，对仪表流程图上所表示参数都设置有数据采集。数据采用和处理是硬件和软件的结合，现场信息通过电缆连接到端子单元，引至子模件。在过程控制单元里，用功能码FC84，FC132，FC97和FC158，分别对数字量（DI）、4~20mA压力和流量信号、CIS02子模件和热电阻、热电偶信号进行数据采集，定义输入信号的规格参数等。在模拟量数据处理过程中，采用了模拟例外报告技术，即用模拟例外报告子程序对模拟量进行加工，其特点是只报告某时间隔内发生重大变化的信息，对不发生重大变化的信息不产生报告。从而提高了内存的利用率，有效地控制了通讯通过道的畅通运行。
(2) 手操控制站的设计。手操控制站供操作员在操作员接口站上对现场电动蝶阀、风门等作设定点控制操作。它不是一个简单的硬手操器，其控制过程由控制站（MFC）、函数发生器、模拟转换器、脉冲定位器等功能码和阀门开度返信号一起组态完成，它根据设定点信号和反馈信号的误差大小、行程速率、周期时间、输出控制指令，调节电动蝶阀、风门等开度，达到控制的目的。
(3) 篦冷机出风温控制站的设计。一般而言，对窑头电除尘器，风温控制在150~200℃，收尘效果最好。按照喷雾系统水泵、水阀、气阀及水流量计的配置，风温控制站选择高/低比较器、逻辑运算、遥控存贮器等功能码和篦冷机出口风温信号一起组态控制策略。它将根据风温的高低，自动开/停水泵和阀门，控制篦冷机的喷水量，达到控制温度的目的。
(4) 篦冷机篦速控制站的设计，自动控制篦板速度，对稳定篦板上料层厚度，生产工况及设备安全运行都是必要的。该控制站选择了高级比例积微分调节器（PID）、控制站（MFC）、函数发生器、模拟例外报告等功能码和篦冷机一室篦下压力比例信号一起组态控制策略。根据理论和经验总结得出的压力、速度、料厚之间的关系，设置最佳压力控制点，计算机将自动控制直流控制柜，调节第一段篦板速度，第二段、第三段篦板速度将按一定比率自动跟踪第一段篦板速度。采用这样的控制方案，尽管进入冷却机的熟料量和颗粒组成发生变化，但三段篦速仍然协调一致，篦床上的料层厚度逐渐递减并保持一定的关系，有利于篦床上熟料的输送和冷却。
(5) 冷却风机控制站的设计。冷却风机控制站保持冷却风机风量相对稳定，是篦冷机篦速控制的基础，是稳定窑况安全、节能的重要环节。冷却风机控制站选择高级PID、控制站（MFC）、脉冲定位器、逻辑运算开方器等功能码和风门开度、风量信号组态控制策略。当控制员按生产需要，设置风量目标值后，系统即自动控制风门开度的变化，改变风机运行特性，达到控制风量的目的。
(6) 冷却机灰斗卸料控制站的设计。原考虑采用高温料位开关，探测灰斗料位，高料位卸料，低料位停止卸料的控制方案。因料位计供货问题，现采用定时自动循环卸料的控制方式，选用多状态设备驱动器、数字转换器、计时器、与、或等功能码和现场设备状态信号组态顺序控制，设置定时或操作员指令，13个灰斗顺序或单台自动卸料，每个灰斗卸料时间的长短是可调的，并可在屏幕上监视卸料的全过程。
(7) 增湿塔出口温度控制站的设计。一般而言，增湿塔出口温度控制在110~130℃，窑尾电收尘器的收尘效率最高。该控制站选用高级PID控制器、控制站（MFC）、函数发生器、数字转换器等功能码和增湿塔进口风温、风压、出口风温、喷水量等信号组态控制方案。操作员设置出口风温控制目标值，系统则自动控制回水阀，调节增湿塔喷水量，达到控制出口风温的目的。
上述自动控制站均设置有手动/自动无干扰切换，供操作员手操控制。由于工艺设备配置的局限性，一些常用的控制如分解炉出口温度、煤磨出口温度、窑头负压等目前尚未具备自动控制的条件，待条件成熟料时可进一步完善。
3.3 操作接口站显示
(1) 操作接口站显示为操作员提供一个最有效的窗口来观察画面显示、图形显示、趋势显示、报警显示等。都是系统提供的标准图。图上有许多相关的参数，是报警、操作、手动/自动（M/A）设置的工具。
(2) 图形显示是以规范的设备图形符号为基础，绘制的工艺流程图。按操作习惯和要求，基本上按照实际生产车间，绘制工艺流程图画画，内有生料均化库及输送、生料喂料、废气处理、窑和预热器、窑头和篦冷机、煤粉制备、煤粉喂料和输送等画面。在同一画面上能直观地显示出实际工艺流程和设备的关系，而且还显示设备标签名，热工参数、电器设备状态、开关状态、报警显示、控制站和电器设备起动按钮等。操作员可方便地了解生产过程情况，进行生产过程操作管理。
(3) 趋势显示是过程变量在一定时间范围内、一定间隔的变化用曲线来表示，为操作员提供运行状态的历史数据。系统提供标准的显示格式，一幅画面可同时显示6个参数的趋势，并可通过调整时间坐标或量程范围，使趋势显示具有实时趋势、全景显示、放大等功能，使读出的数据更准确，有利于分析过程发生的变化。系统仅对重要的温度、压力、流量设置趋势显示。
(4) 报警显示是生产过程中，过程变量超越某一范围或设备故障的一种表示形式，它关系到设备安全和产品质量总是，所以，系统提供了多种形式的报警显示。在CRT的右上角设报警提示栏显示发生报警组的编号；在ADS盘上设有报警标签，将发生报警的标答及数据分组通报，标有报警说明，以帮助操作员分析事故和进一步采取措施。
3.4 数据存储及管理
    现场数据经过通讯网络传至人机接口设备的输入通道，进入数据库存贮，按照人机接口的组态，趋势数据自动转入趋势存贮，记录数据通过记录单元，自动归档记录，记录数据设计了以下几种行式：
(1) 班报表。它是对重要的温度、压力、流量等参数组态成周期性的记录，定时报告生产情况，并分别列出每个标签名参数的最大值、最小值和平均值。
(2) 跳闸报表。它对重要电器设备设置特定记录。
(3) 报警报表。按时间顺序将报警标签打印输出，并附有报警说明。
以上各种报表的数据除硬盘存档外，还设置打印输出，按报表的性质，设置自动、定时或操作员请求三种打印输出形式。
4 几点体会
    回顾这次INFI-90系统的硬件配置、软件开发、安装、现场调试及投入运行的情况，有以下几点体会：
(1) 从系统提供组态软件方面，我们认为用功能码组态控制方案更能发挥工程技术人员的智慧。用功能码组态很灵活，没有固定控制格式，可以按照工程技术人员需要去选择 功能码，设计出更高层次的控制策略，满足复杂的控制要求。这一点，比用填写固定表格的方法来设计控制方案的分布控制系统，其控制效果是可能更好些。
(2) 阀门采用数字量输出控制方案，只要软件设计合理，尽管阀门从全开到全关仅有8s的行程时间，也能控制得好，其显示精度能达到1%，与采用模拟量输出控制伺服放大器来调节阀门的方法相比，显得更简单可靠，精度也更高。
(3) 冷却机灰斗卸料控制与产品质量没有直接关系，不必追求借助料位探测的控制方案，用定时自动 卸料的方法，经过一段时间的调整，一样能满足生产要求。是一种既省钱、又简单的方法。