概述

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整個系統我們可以將它簡單的劃分為上位機部分和下位機部分。下位機考慮到制將來實現制成分廠所有磨機的計算機監控的可行性，我們使用日本OMROM公司的CS1G-H CPU45機實現。上位機系統選用澳德計算機控制技術有限公司生產的DAQFACTORY(組態工廠)。

上位機在操作人員與PLC之間充當中介者的角色。它是一個翻譯者，它將操作人員的指令通過格式轉化后傳送給PLC，由PLC控制現場設備實現操作人員的意圖。反之，指令執行結果，也是先由PLC傳送給上位機，再由上位機轉化成操作人員能夠明白的表達。所以上位機又叫做人機界面。本次人機界面的具體功能有：

1. 實時數據采集、顯示、報警、記錄

2. 設備狀態顯示、報警

3. 喂料的手動和自動調整

4. 實時曲線，歷史曲線

它具有自已的冗余特性——當其中一臺計算機失效，可由另一臺實現相同功能的操作。如果不幸，所有的計算機失效（整個系統的崩潰），同樣不會影響到正常的生產，若沒有修改參數仍可由PLC來控制，最好由機旁手動控制。

該系統主要硬件由PLC（可編程控制器）、計算機、中間繼電器、現場數據采集元件（熱電阻，壓力傳感器等）組成。詳細信息請參見系統的硬件組成一節。

該系統的軟件部分由PLC梯形圖、WINDOWS 2000 Professional操作系統、組態軟件、人機界面組成。說細信息請參見系統的軟件組成一節。

系統的硬件組成

在整個系統中最重要的兩種硬件是

1、PC（可編程控制器）

我們采用的是業內最出名的產品之一日本OMRON公司生產的CS1G-H CPU45，在整個系統中我們采用1臺。分別控制熟料部分、1組磨線、2組磨線、公共部分、發散一、發散二及其它子系統設備的監視。它們連接的示意圖如下：

OMRON CS1G-H CPU45 PC它采用模塊化設計。它有CPU模塊，電源模塊，數字量輸入輸出模塊，模擬量輸入輸出模塊等。CPU模塊在成品時與底槽連接著，其它模塊根據需要可分別插入底槽中成為一個實現某種特定控制的系統。

CPU模塊的主要作用是周期、有序地完成如下的工作：1、取得所有輸入模塊的所有輸入信號。2、執行工程技術人員根據控制要求事先編好的程序（梯形圖）。3、將邏輯產生的輸出作用到輸出模塊，以控制生產設備。作個不是很恰當的比喻：它相當于人類的大腦。

輸入模塊的作用是將生產過程產生的數字量信號，如設備啟動（接觸閉合）、某種物體通過（接近開關），輸入到PC中。作為程序運行的條件，這些信號將影響到整個程序的控制邏輯。這相當于人類的眼睛，耳朵，遍布整個人體的神經系統。它有數字量（脈沖）和模擬量之分。模擬量主要用來輸入像溫度、壓力等這些連續可變的信號。

輸出模塊相當于人類的手和腳等器官，它輸出的信號（CPU發出的），將控制實際的生產過程。它也有數字量和模擬量之分。模擬量可輸出像變頻器的輸出頻率，閥門開度一類需要連續可調的信號。

電源單元向CPU向機架和擴展I/O機架提供電。電源單元有AC和DC兩種輸入。

在該系統中我們用到有如下模塊：CPU、電源、數字量輸入輸出、模擬量輸入輸出、以太網單元。所有設備的數字量信號經過中間繼電器傳輸。模擬量輸入輸出為標準信號4—20mA。PC除了和現場各種設備交換信號和數據外，還與計算機通訊。下面我們講系統中第2比較重要的硬件。

2、工業控制計算機

在本系統中，我們使用兩臺上海華北工控生產的工業控制計算機。其主要用來運行監視設備狀態和生產參數，控制生產過程的人機界面。它所有的數據來源于作為下位機的PC，并將控制命令和一些必要參數發送到PC中，由PC完成具體的操作。在正常使用中，兩臺計算機都與同一套PC交換數據。如果一臺計算機出現故障，另一臺還可以正常工作。這樣大大提高了系統的可靠性。

系統的軟件組成

在本系統中有如下軟件：

在PC（可編程控制器）中運行的梯形圖2.0

在計算機中運行的 WINDOWS 2000 PROFESSIONAL操作系統

在計算機中運行的組態軟件5.15

在計算機中運行的人機界面2.0

由福州澳德公司編制的，在PC中運行的梯形圖，是整個系統中最核心的部分。它的邏輯和功能便是整個系統控制流程。它使用日本OMRON公司的CX1-Programmer編程工具實現。其保存在PC中，當PC有電時它在PC中有周期地連續運行。當PC斷電時，程序仍然保存在PC中，直到PC的電池能量耗盡（3-5年）。其具體邏輯請參見《PC梯形圖》文檔。

WINDOWS 2000 PROFESSIONAL 是由美國微軟公司開發的計算機網絡客戶機可視操作系統。其具有大家所熟悉的Windows 2000操作界面、處理事務的并發性和穩定性、支持多CPU，是2000網絡環境中首先的客戶機操作系統。在本系統中，我們把它作為運行組態軟件（DAQFACTORY）的操作平臺，即組態工廠必須有這個操作系統的支持才能運行，當然組態工廠也可以在WINDOWS 9X系列操作系統中運行，只是我們選擇了具有更高可靠性的WINDOWS 2000 PROFESSIONAL。

組態工廠5.15為國際著名的自動化軟件公司——AZEOTECH軟件有限公司的又一杰作。由于它包括有大量的智能儀表、可編程控制器、變頻器程序，方便、豐富的圖形工具，一些工廠自動化領域中實用的曲線、報警模塊和控件。使得工廠自動化中人機界面的組態已經變得簡單和快捷。所以我們這次的人機界面的開發使用的便是組態工廠。它有運行版和開發版，由其配備的不同加密鎖來區分。在人機界面的開發過程式中使用的是開發版。在人機界面的正式投入使用中，請使用運行版。

人機界面2.0是由福州澳德公司，根據福建水泥股份有限公司建福水泥廠制成分廠的具體工藝、設備要求定身量作的監控界面。D組磨監控系統與人的交互將全部由其完成，所以我們稱之為人機界面。

總之，這幾個軟件的關系如下：人機界面與人和PC程序的交互，其功能的實現依靠組態工廠5.15運行版的支持。組態工廠運行版的運行依靠 WINDOWS 2000 PROFESSIONAL 操作系統的支持。 WINDOWS 2000 PROFESSIONAL依靠計算機硬件的支持。PC程序依靠PC的支持。最終我們將所有的這些硬件和軟件組成一個完整的D組磨監控系統。

二, 上位機使用說明

主畫面

下圖為上位機的主畫面，在主畫面上將顯示整個系統各設備的運行狀態（熟料、1#磨、2#磨、公共部分、發散一、發散二） 。系統、各設備的運行狀態各有三種，各種狀態分別以燈的顏色來區分：正常（綠色）、停止（紅色）、機旁開機（綠色加閃爍）。

喂料畫面

在這個畫面可以監視到喂料部分的設備狀態，用綠色指示燈表示該設備的正常運行、紅色指示燈表示該設備處于停止狀態、綠色閃爍表示該設備處于機旁開機狀態。故障名稱可從實時報警窗口或歷史報警窗口中查到。實時顯示喂料部分蛤所有采集的摸擬量參數，如帶式輸送機電流、離心風機頻率、各喂料稱的給定量百分比及總設定量等。

可進行的操作：

l 石膏流量的設定

l 煤矸石流量的設定

l 石灰石流量的設定

l 熟料一、二、三流量設定

l 離心風機的頻率設定

l 提升機經驗值的設定

l 各喂料稱及收塵機的啟動和停止

在畫面下面是喂料的配比部分。該部分主要對兩組磨的喂料數據進行列表，以求清楚地掌握每組磨機的喂料情況以及通過總的數據統計和顯示，掌握兩組磨合起來的喂料情況。該畫面可上下分成兩部分。上部分為1#磨總的數據顯示，下部分為2#磨的數據顯示。下面解釋一下數據顯示的數據項名稱。

l 百分比：為中控按照生產部門要求而輸入的配料比，其給料比的總和不能超過100%

l 給定值：系統根據百分比計算得到的。計算公式為：設定總產量×百分比%

l 實際量：現場反饋回來的實際流量。比如，一組磨有本廠熟料實際量、石膏實際量、煤矸石實際量。

1#磨畫面

在這個畫面可以監視到1#磨機及周邊設備的運行狀態，用綠色指示燈表示該設備的正常運行、紅色指示燈表示該設備處于停止狀態、綠色閃爍表示該設備處于機旁開機狀態。故障名稱可從實時報警窗口或歷史報警窗口中查到。實時顯示1#磨機運轉時其自身和周邊設備的所有采集的摸擬量參數，如輥壓機、打散電機、磨主電機、提 升機和收塵器等設備。

可進行的操作：

l 離心風機的頻率設定

l 提升機經驗值的設定

l 各設備的啟動和停止。如：

l 當被選中時將啟用自動喂料跟蹤系統。即當稱重倉的料位大于12噸時自動將喂料部分的喂料總量設為0，此時雖然喂料部分的稱體仍然在運行，但它們的給定值都是0;當稱重倉的料位大于11噸時自動將喂料部分的喂料下調為原來設定值的90%;而當稱重倉的料位小于3噸時自動關閉氣動閥;當稱重倉的料位小于3噸時自動將喂料部分的喂料總量設為原來設定值的120%;當稱重倉的料位大于8.4噸且輥壓機處于啟動狀態時自動打開氣動閥。

磨機的啟動：

在解鎖的情況下，要啟動磨機須先啟動磨機的三臺稀油站（磨頭稀油站、減速機稀油站和磨尾稀油站），在啟動三個稀油泵后，再點擊主電機的啟動按鈕。或者當三個稀油站都已備妥時，可直接點擊主電機的啟動按鈕，系統會連鎖啟動三個稱油站。此時磨機確啟的對話框會自動跳出。

你可以點擊“確定”按鈕來完成啟動的過程，或者點擊“取消”按鈕暫時關閉這個對話框。由自己進入磨機周邊設備畫面按“磨機確啟”的紅色按鈕來完成啟動。

在連鎖的情況下，當所有的設備都已經備妥的情況下，你可以采用這種方式來啟動磨機。先進入連鎖設定的畫面，將磨機部分進行連鎖操作（注意：要連鎖磨機部分須先連鎖公共部分）。在磨機部分處于連鎖的狀態下，點擊“總啟”按鈕，這時系統開始了按PLC內部事先安排好的順序連鎖啟動生產線，當連鎖啟動到磨機的周邊設備后，磨機的確啟對話框會動跳出。這時你可以選擇啟動磨機或者跳過，如果你選擇了“跳過”那么將要手動進入磨機周邊設備畫面按“磨機確啟”的紅色按鈕來完成啟動。

三, 下位機使用說明

設備控制順序

本系統除了現場手動控制方式外，中控控制部分另具有聯鎖和解鎖兩種控制方式。上位機的其它聯鎖形式是為了控制需要，把某一部分或某幾部分（共六部分：熟料部分、1組生產磨線、2組磨生產線、公共部分、發散一、發散二）電機進行聯鎖，實現部分電機的順序啟、停操作，但此時應注意各部分間的聯系（熟料部分、發散一、發散二都屬于單獨的系統，與其它系統之間不存在聯系，它們的聯鎖、解鎖只關聯自已；1組生產磨線、2組生產磨線與公共部分之間屬于相互關聯的部分，若公共部分未聯鎖，則聯鎖A組磨或B組磨無效）。解鎖控制一般是在系統處于非生產狀態下或電機發生故障時，為了檢修或其它目的對電機進行單獨的啟、停控制，此時每臺電機（除磨機主電機、輥壓機外）與其周圍的設備不再有任何關系。以下分別對電機的中控控制流程進行介紹:

水泥磨系統工藝流程

一、 石膏破碎及輸送：

二、 熟料輸送：

三、水泥磨系統：

四、水泥包裝：

五、水泥火車發散：