基于現場總線技術DCS在水泥熟料生產線中應用
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3.2 下位機（現場控制站）軟件設計
該系統控制器編程軟件為Control Builder M軟件，該編程軟件是一個基于Windows環境的編程軟件套件，為整個控制系統的開發提供一個統一的開發環境。該軟件包采用了結構化的程序結構，提供了5種符合IEC 1 131—3標準的編程語言， 即梯形圖（LD）、功能塊（FBD）、指令表（IL）、結構化文本（ST）和流程圖（SFC），他們可在同一個應用程序中混合使用。具有離線和在線迅速切換功能，可在運行態更改數據和指令，保存動態表格，插入斷點等。Control Builder M 支持在線下載、離線仿真和在線模擬，可通過圖形化界面得到CPU、通訊口、I／0 模塊等的診斷信息及故障信息。
該項目在現場控制站程序的開發過程中采用基于C語法的sT語言和FBD相結合地形式進行聯合編程。現場控制站程序主要完成設備的邏輯控制以及各種熱工參數的采集。因此現場控制軟件由I／0模塊的初始化程序、系統的邏輯控制程序、模擬量處理程序、回路控制程序和各控制站之間及控制站與遠程I／0 站之間的通訊程序組成。
邏輯控制部分主要完成設備的啟停以及相關的故障處理。
生產線上所有設備的運行方式可分為本地控制和集中控制兩種方式。本地控制是為現場設備安裝、調試和維修方便而設計。集中控制又分為連鎖控制和單機控制。在正常生產過程中。設備處在集中控制的連鎖模式下，電機和各種閥按程序進行啟停控制。當出現緊急事故時可以全線停車，以保證人身和設備的安全。單機控制方式是指非連鎖方式下，各設備可以單獨啟動和停止。不需要嚴格的啟停順序。這種方式適用于DCS系統對設備的單機試車、設備安裝和調試。
模擬量處理程序主要是對現場采集過來的模擬信號進行工程值轉換、報警處理和趨勢記錄等。
在本系統中回路控制較多。主要有原料配料控制、窯尾喂料量控制、窯頭喂煤量控制、分解爐溫度控制、增濕塔回水控制、篦冷機風機閥門控制等。其中原料配料采取基于模糊PID的前饋控制，原料配料系統由四臺定量給料機（石灰石、硫酸渣、砂巖和粉砂巖）及相應的板式給料機組成，單個控制回路的控制框圖如圖1所示。
其中總喂料量和各原料的配比來自質量控制系統（QCX），根據工藝要求，在設計配料程序時，通過總喂料量和配比先計算出石灰石的給定值，為了減少擾動對控制系統的影響，將石灰石的實時反饋值乘以其余各原料的比例系數，從而得出其余三種原料的給定值。
在運行過程中，程序根據模糊推理機對給定的分析結果，及時的調整控制對象（定量給料機或板式給料機），實時的調整相應的PlD參數。當給定較大時，為了加快響應，選用板式給料機為控制對象，定量給料機全速，此時為控制料層厚度的前饋控制；當給定較小時，為了減少波動，選用定量給料機為控制對象，板式給料機低速；當給料量居中時，采取同時對定量給料機和板式給料機進行PID控制的策略，從而大大提高了配料系統的相應時間、控制精度和穩定性。
該項目采用德國CP公司的篦冷機系統，根據外方專家的要求和現場的實際情況將窯頭篦床速度的過程控制設計如下：在自動狀態，設定值W 正常情況下為來自料層控制器的輸出，當料位傳感器出現故障或信號出現干擾的情況下，利用模式切換器將控制信號切換為壓力控制器的輸出，W 經設定值計算器乘以相應的比例系數后送給各段篦床的速度控制器，從而控制整個篦床的速度。其中壓力控制器、料層控制器和速度控制器均為帶閾值判斷的PID控制器。
4 結束語
本系統投入運行以來，結果令人滿意，各項指標均滿足技術要求。系統功能強大，友好的人機界面，在線組態，形象直觀，易于操作，保證了現場運行的安全可靠性。
參考文獻
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[2]白焰、吳鴻等．分散控制系統與現場總線控制系統【M】．北京：中國電力出版社，2001
[3]袁任光．集散型控制系統應用技術與實例【M】北京：機械工業出版社，2003
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