第一章 摘要
　　
　　在礦熱爐冶煉的多數(shù)應(yīng)用中搓幌，由于電氣控制較為簡單凸窖，現(xiàn)場都是人為調(diào)節(jié)控制生產(chǎn)挽钧，對礦熱爐的整體效能產(chǎn)生很大影響权煎，造成功率因數(shù)低、電耗高昔永、產(chǎn)量較低的明顯缺點狱揩。本次將人機界面與PLC結(jié)合應(yīng)用在礦熱爐的實踐中，提高了系統(tǒng)的自動化程度缺钓，操作性能大大增強彻犁，提高了系統(tǒng)的可靠性，基本上達到了電氣系統(tǒng)免維護凰慈，并且整套設(shè)備的重要指標(biāo)功率因數(shù)汞幢、電耗、產(chǎn)量都取得了良好的成績微谓，取得了滿意的效果森篷。
關(guān)鍵字：人機界面、PLC豺型、礦熱爐疾宏、控制

第二章 引言
　　
　　礦熱爐工業(yè)實際應(yīng)用中主要用于生產(chǎn)硅鐵、錳鐵触创、工業(yè)硅、硅錳为牍、鉻鐵哼绑、電石等，由于配套電氣控制較為簡單碉咆，一般智能控制的因素較少抖韩，基本上談不到自動化程度，現(xiàn)場都是人為調(diào)節(jié)控制盆篡，根據(jù)操作電流變化而變化豹炊，這樣必然產(chǎn)生與工藝標(biāo)準(zhǔn)要求滯后的電量反應(yīng)，因此春异，對礦熱爐的效能產(chǎn)生很大影響遂报，造成功率因數(shù)低、電耗高氛坪、生產(chǎn)成本高的明顯缺點瞳弱。固然造成這些因素有一部分是因為設(shè)備、原材料骡侮、生產(chǎn)工藝造成的纽债，但是絕大部分是因操作因素導(dǎo)致。相比國外進口同類設(shè)備束沼，機械設(shè)備技術(shù)基本上已經(jīng)消化倚痰，還存在個別關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)有待提高和消化外讥高，電氣上自動化程度低是普遍現(xiàn)象。存在這個現(xiàn)象通常認(rèn)為是此類系統(tǒng)沒有必要提高設(shè)備自動化系谐，另一個因素就是節(jié)約成本巾陕，再加上國內(nèi)部分原材料在質(zhì)量上的不過關(guān)，勢必造成整個設(shè)備系統(tǒng)的低效率蔚鸥。
　　自2004年國務(wù)院為了整頓西部環(huán)境污染惜论、徹底強制關(guān)閉能耗大、效率低止喷、小容量企業(yè)馆类，促進西部地區(qū)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略以來，礦熱爐企業(yè)用戶不得不面臨更殘酷的現(xiàn)實弹谁，依靠產(chǎn)品競爭力來贏得市場乾巧，就變得尤為重要。這樣一來预愤，擴容沟于、降耗、提高自動化程度植康、優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)備匹配性能旷太，提高操作工藝水平、降低生產(chǎn)成本就變得更為迫切销睁。

第三章 系統(tǒng)配置
　　
　　該套電氣系統(tǒng)是配套某電石廠13500KVA電石爐祟勿，由于資金限制，該套電氣配置僅增設(shè)了PLC和LEODO人機界面等智能化單元累筋，以提升整套電氣系統(tǒng)的自動化程度和系統(tǒng)可靠性耀旅。PLC完成所有電氣聯(lián)鎖、動作书瘤，以保證電氣系統(tǒng)的正常運行傅女，LEODO人機界面完成各種電氣參數(shù)的遠程數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲叙杨、數(shù)據(jù)運算原酷、趨勢擬合分析和數(shù)據(jù)輸出等功能。該系統(tǒng)包含的控制有電極控制疙鸟、電極壓放控制学虑、液壓系統(tǒng)控制、高壓聯(lián)鎖控制唆海、變壓器調(diào)擋聯(lián)鎖控制欲炉、報警保護控制、遠程數(shù)據(jù)采集輸出赞季、上位人機動態(tài)顯示及交互等功能愧捕。
                                                                                                                             

                                                                                                                               系統(tǒng)配置圖

第四章 系統(tǒng)特點

　　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)雖然單元較少奢驯，但具備了實現(xiàn)電氣控制自動化的所有功能。
LEODO人機界面具有豐富的網(wǎng)絡(luò)和通訊接口次绘。一對標(biāo)準(zhǔn)RS232和RS485串行總線通訊接口瘪阁，根據(jù)外接智能單元通訊形式的不同，可以連接RS232或RS485邮偎，通過RS485總線可以擴展連接更多的智能設(shè)備管跺。一個標(biāo)準(zhǔn)并行輸出接口，可以外接打印等輸出設(shè)備禾进。一個ETHERNET接口豁跑，可上傳下載工程文件，并可以擴展多臺以太網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享泻云。一個USB接口支持標(biāo)準(zhǔn)USB協(xié)議的外接設(shè)備艇拍，實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入輸出交換功能。還有其他VGA宠纯、AV卸夕、AUDIO等多種接口，豐富設(shè)備連接和擴展脏猴。
　　LEODO人機界面屏幕觸摸功能讨拷，節(jié)省了硬鍵盤，又節(jié)約了空間处鲜。64M真彩色液晶顯示屏姨痊，使得工程界面更加柔和鮮明。
經(jīng)實踐應(yīng)用笆赤，LEODO人機界面外殼雖然采用了工程塑料，抗干擾性卻能勝任礦熱爐惡劣工作環(huán)境魂欺。
　　PLC選用OMRON CJ1M粮唯，遠程數(shù)據(jù)采集模塊選用研華ADAM 4000系列。PLC通過RS232與LEODO COM1口相連虏绑，ADAM通過RS485與LEODO COM2相連浇找，LEODO人機界面設(shè)定數(shù)據(jù)更新頻率500MS時，采樣數(shù)據(jù)的快捷性就壳、準(zhǔn)確性搭为，既滿足了生產(chǎn)數(shù)據(jù)需要，又保證了各個通訊設(shè)備的穩(wěn)定涤伐。
　　實踐證明本次將嵌入式工控應(yīng)用于礦熱爐復(fù)雜工業(yè)場合馒胆，無疑是一次成功嘗試，并為以后的工程應(yīng)用提供了豐富的經(jīng)驗凝果。

第五章 畫面功能介紹

                                                                                                                                          主界面

　　人機監(jiān)控運行后首先進入主界面祝迂，主界面由三部分組成：左側(cè)為窗口切換欄睦尽，內(nèi)容顯示當(dāng)前日期、當(dāng)前時間型雳、系統(tǒng)加電日期和時間当凡、運行累計時間、單爐累計運行時間纠俭、共計累計運行時間等沿量；其它監(jiān)視窗口切換標(biāo)識按鈕，有電氣系統(tǒng)冤荆、電極調(diào)節(jié)朴则、實施報警、歷史報警匙赞、電氣歷史數(shù)據(jù)監(jiān)視佛掖、數(shù)據(jù)記錄窗口等六個子窗口組成，在任何時候窗口切換欄均顯示在整個界面的最左側(cè)季距。標(biāo)題攔顯示本項目工程名稱虚蹋，動態(tài)顯示各子界面的名稱，系統(tǒng)關(guān)鍵的高壓通斷狀態(tài)和系統(tǒng)故障狀態(tài)顯示蒿蛆。子窗口顯示區(qū)用來顯示各子界面的動態(tài)內(nèi)容抄娜。
電氣系統(tǒng)
　　電氣系統(tǒng)界面系統(tǒng)顯示了設(shè)備運行的關(guān)鍵參數(shù)，多數(shù)情況下通過監(jiān)視該界面即可完成系統(tǒng)控制的正常運行毙纫。內(nèi)容包含了系統(tǒng)功率砂彻、功率因數(shù)、三相電壓港排、三相電流搪狗、三相電導(dǎo)、變壓器擋位及額定輸出電壓筑背、三相電流變化趨勢跛究、功率、功率因數(shù)變化趨勢寸靶、電極調(diào)整狀態(tài)重虑、影響設(shè)備正常運行關(guān)鍵故障報警狀態(tài)等。該界面在子窗口顯示區(qū)內(nèi)切換顯示秦士。

                                                                                                                                      電極調(diào)節(jié)
　　當(dāng)某電極調(diào)節(jié)時缺厉，切換顯示電極調(diào)節(jié)子界面，監(jiān)視整個電極調(diào)節(jié)過程隧土。當(dāng)然電極調(diào)節(jié)分為手動和自動兩種方式提针，當(dāng)手動控制調(diào)節(jié)時，僅顯示各執(zhí)行機構(gòu)的狀態(tài)曹傀，只有在自動調(diào)節(jié)時关贵，隨著調(diào)節(jié)順序動作執(zhí)行遇骑，界面顯示各個執(zhí)行機構(gòu)的順序工作狀態(tài)。

                                                                                                                                     實時報警
　　實時報警子界面中顯示系統(tǒng)所有實時報警參考信息揖曾，包括開關(guān)量報警落萎、模擬量報警信息。
　　當(dāng)然還有歷史報警子界面顯示系統(tǒng)設(shè)定產(chǎn)生過的報警信息炭剪。還有電氣歷史子界面练链，通過選擇需要顯示的時間段，更新顯示所需時間段內(nèi)的三相電流奴拦、功率因數(shù)颖倾、功率、電導(dǎo)等的電參數(shù)曲線天库。
數(shù)據(jù)記錄
　　數(shù)據(jù)記錄子界面包含工程文件存儲位置顯示才褂、文件名顯示、文件容量大小顯示都泥、數(shù)據(jù)記錄時間間隔及設(shè)定详贿、數(shù)據(jù)記錄觸發(fā)控制、數(shù)據(jù)記錄溢出報警控制岗蚪、數(shù)據(jù)移動控制权惊、數(shù)據(jù)刪除控制、記錄歷史數(shù)據(jù)查詢和打印等功能汰材。數(shù)據(jù)記錄時間間隔設(shè)定為10秒到10分鐘抹播，并且可在線更改設(shè)定。當(dāng)數(shù)據(jù)記錄存儲容量超出10K字節(jié)大小像鹤，自動彈出“文件記錄已滿”的窗口報警信息痒拧，提醒操作者對數(shù)據(jù)記錄文件處理的可選操作×ú荆可以選擇刪除按鈕進行刪除文件數(shù)據(jù)紀(jì)錄宵蕉，新的數(shù)據(jù)重新開始記錄并存儲，可以選擇數(shù)據(jù)移動按鈕進行數(shù)據(jù)的外設(shè)儲存卡骂，此時，可以更改數(shù)據(jù)移動目標(biāo)文件名的更改后在實施移動操作形入，也可以直接進行移動操作全跨。按下歷史數(shù)據(jù)查詢按鈕后，后臺會執(zhí)行打開記錄文件亿遂，對數(shù)據(jù)進行瀏覽察看浓若，并可打印操作。

第六章 經(jīng)驗與體會

　　整套電氣系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)試蛇数，于2005年元月份投入使用挪钓。經(jīng)過幾個月的現(xiàn)場生產(chǎn)考驗是越，自然功率因數(shù)達到0.85左右，能耗控制在3000KWh/t左右碌上，生產(chǎn)量穩(wěn)定在大于100噸/天倚评，各項效能指標(biāo)均達到優(yōu)良，達到了預(yù)想目的条嚼，相比傳統(tǒng)設(shè)備具有更大的優(yōu)越性洲猿，為該系統(tǒng)在同行業(yè)的應(yīng)用提供了先例〕莨保總結(jié)現(xiàn)場經(jīng)驗和應(yīng)用體會如下：
1) 該系統(tǒng)在礦熱爐行業(yè)應(yīng)用可行村会，完全不存在設(shè)備技術(shù)上的障礙；
2) 由于LEODO人機界面的應(yīng)用饮乃，既節(jié)省了成本泌拐、空間布置，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性刀饥、可靠性威球，又方便了用戶的人機交互可操作性；
3) LEODO人機界面為用戶提供了數(shù)據(jù)的存儲敲骏、曲線顯示樊淑、報表分析、數(shù)據(jù)打印等強大功能蝇降；
4) LEODO人機界面提供了豐富的外設(shè)和網(wǎng)絡(luò)通訊接口铜缠、靈活的二次開發(fā)編程有利于較大工程的智能化網(wǎng)絡(luò)搭建。
5) PLC的應(yīng)用饵骨，使得設(shè)備更加簡潔翘悉，又提高了系統(tǒng)的可靠性、可維護性居触；
6) 該系統(tǒng)還可擴展妖混，實現(xiàn)更完善、更智能轮洋、更優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)控制方式制市；
7) 人機界面，配合其它智能控制技術(shù)弊予，應(yīng)用在工業(yè)場合完全可能祥楣。

第七章 結(jié)束語

　　我國礦熱爐冶煉行業(yè)電氣自動化普及程度較低，存在容量小汉柒、能耗高误褪、產(chǎn)量低、品質(zhì)低等特點，與發(fā)達國家相比有較大差距兽间。因此历葛，優(yōu)化設(shè)備性能、提高設(shè)備自動化程度寇羔、降低能耗宾哼、提高產(chǎn)量、提升產(chǎn)品品質(zhì)是目前國內(nèi)該行業(yè)發(fā)展趨勢世荐。
　　在該系統(tǒng)的設(shè)計施工中否因，作者利用了智能化設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)介腻、可編程化的靈活性進行優(yōu)化設(shè)計榔晃，并在實施中得到驗證，使得改造后系統(tǒng)具有操作簡單靈活酱滞，控制集中與分布相結(jié)合招殊，從而使得整套設(shè)備的性能得到了大幅提升，取得了滿意的效果诲猴。

致謝

　　在作者完成本項目的工作中秆候，還得到了所在工廠車間技術(shù)人員和工人的積極配合。在此慌回，作者也向他們一并表示深深的感謝刺洒。
作者設(shè)計過程中，還得到了同行工程師給作者的許多啟發(fā)吼砂。在此逆航，也向他們表示最深深的謝意。
參考文獻
LEODO用戶手冊
OMRON 用戶手冊
ADAM 用戶手冊

作者：趙震平
專業(yè)職稱：電氣工程師
E-mail：ZHZHPING_2003@(暫不可見)

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