自动化系统设计说明.doc

一、 工艺概述：一条完整的水泥生产线主要包括以下工艺段：1. 石灰石破碎及输送2. 原料处理3. 原料粉磨及废气处理4. 烧成窑尾、窑中5. 窑头及熟料存储6. 煤粉制备7. 水泥粉磨8. 水泥散装及包装根据以上生产工艺，自动化系统现场站可分为：1. 石灰石破碎及输送现场站（A）2. 原料处理现场站（B）3. 原料粉磨及废气处理现场站（C）4. 烧成窑尾、窑中、煤粉制备现场站（D）5. 窑头及熟料存储现场站（E）6. 水泥粉磨现场站（F）7. 水泥散装及包装现场站（G）一般情况，石灰石破碎车间距离厂区较远，可单独设立操作站控制室LCR。其它现场站的操作全部位于中央控制室CCR。中央控制室:CCR计算机室：CR工程师站：ER化验室：LR二、 系统网络：控制系统下位采用美国AB公司的ControlLogix系列产品。控制系统上位采用Rockwell的FTVSe组态软件。该系统网络分为3层：终端总线、系统总线和现场总线。终端总线采用以太网，星型结构，网络介质采用5类屏蔽双绞线。系统总线采用环型工业以太网，具有冗余功能，网络介质采用多模光缆。现场总线采用冗余ControlNet，网络介质采用同轴电缆。对于大型设备厂家所供的PLC现场站，要求全部提供以太网接口，以便接入系统网络中，主要包括原料立磨、煤立磨、篦冷机和辊压机等设备的PLC现场站。三、 硬件配置：1. 现场站PLC采用ControlLogix1756系列产品：CPU模板 1756-L61，2M内存以太网模板 1756-ENBT，ControlNet模板 1756-CNBR，DI模板 1756-IM16I，DO模板 1756-OB16E，采用端子式中间继电器AI模板 1756-IF16，16路单端输入，4-20mAAO模板 1756-OF8，4-20mA机 架 1756-A17，电源模块 1756-P72MOXA交换机 EDS-408A-MM-ST或EDS-408A-MM-ST-T(-4080)2. 中央控制室上位机主机配置：预装Microsoft Windows XP，中文标准版 SP2。显示器采用22”宽屏液晶显示器（ 16801050）。主机数量配置如下：石灰石破碎及输送LCR 2台 显示器2台中央控制室CCR：原料系统 1台 显示器2台烧成系统 1台 显示器2台水泥系统 1台 显示器2台化验室 1台 显示器1台中控室主任 1台 显示器2台原料与烧成系统之间备用 1台 显示器2台烧成与水泥系统之间备用 1台 显示器2台MOXA交换机 EDS-408A-MM-ST、PT-7728-R-24-24四、 软件配置下位编程软件：RSLogix5000 16.0以上；通讯软件： RSLinx 2.5以上；网络组态软件：RSNetWorx for ControlNet 8.0以上；RSNetWorx for EtherNet8.0以上；上位组态软件：FTVSe操作系统： Microsoft Windows XP，中文标准版 SP2。硬盘分三个区：C：系统分区D：项目分区E：项目、系统、应用软件备份分区计算机名：CLIENT1、CLIENT2、用户名：admin 密码：aaaaaa用户名：admin 密码：aaaaaaMicrosoft WindowsServer2003，中文标准版五、 下位程序设计说明现场站PLC编程软件采用RSLogix5000,要求在16.0以上版本，从16.0以上版本开始用户可以自定义功能块AOI，使得程序设计更加方便简捷，使得程序更加直观易懂。根据我公司多年自动化编程经验，并参考国外大公司的自动化编程要求，我们设计开发出一套适合于我公司实际情况的控制功能块，这些控制功能块适合现场优先的控制方式，主要有：单向电动机块M1，双向电动机块M2，无开度反馈的挡板块K1，有开度反馈的挡板块K2，气动阀块V，联锁块IL，组控制块G1、G2，路由控制块R，报警模块AL1、AL2 ，各种IO模板对应的模块。(一) 单向电动机块M1：适合于所有单向电动机的控制，如风机，单向胶带输送机，斗式提升机，单向螺旋输送机等。输入信号：1. RN应答信号2. RD备妥信号3. StL起动联锁（无起动联锁时置1即可）4. OpL操作联锁（无操作联锁时置1即可）5. PrL保护联锁（无保护联锁时置1即可）6. MaL机械联锁（无机械联锁时置1即可）7. ST起动命令8. SST单机起动命令（来自HMI起动按钮）9. STP停止命令10. SSTP单机停止命令（来自HMI停止按钮）11. ESTP紧急停车命令12. Check准备检查命令13. RESET复位命令14. UnLock解锁/联锁（1/0）15. SS速度开关（无速度检测时置1即可）16. Short水电阻回路短接信号（无水电阻时置1即可）17. AL1AL4自定义报警输入18. GLink与组模块连接信号（复位、紧停、准备检查）19. Bell_Time响铃时间(ms)20. RN_Time应答返回时间(ms)21. SS_T速度开关动作（起动加速）时间(ms)22. Short_T水电阻短封时间(ms)23. Start_Time起动延迟时间(ms)24. Stop_Time停止延迟时间(ms)25. Current电机电流（A）输出信号：1. DC驱动指令，控制电机主接触器。2. Bell_DC响铃驱动指令。3. Status状态字，向HMI传递状态信息。4. FB故障字5. COK准备检查正常，电机具备起动条件（不包含操作联锁条件）。6. Reset_Out复位输出指令，主要用于变频柜、皮带秤等需要复位信号的设备。7. IL联锁HMI可视组态字SINT型IL.0=1-起动联锁可视IL.1- IL.2=1-操作联锁可视IL.3- IL.4=1-保护联锁可视IL.5=1-设备联锁可视联锁说明：StL起动联锁：只有中控起动时起作用。OpL操作联锁：中控成组起动时起作用，UnLock=1时不起作用。PrL保护联锁：现场、中控起动时都起作用。MaL设备联锁：中控成组起动时起作用，现场起动时不起作用。UnLock解锁/联锁：只对OpL操作联锁起作用。(二) 双向电动机块M2：适合于双向电动机的控制，如双向胶带输送机，双向螺旋输送机等。输入信号：1. RNF正向应答信号2. RNR反向应答信号3. RD备妥信号4. StLF正向起动联锁（无起动联锁时置1即可）5. StLR反向起动联锁（无起动联锁时置1即可）6. OpLF正向操作联锁（无操作联锁时置1即可）7. OpLR反向操作联锁（无操作联锁时置1即可）8. PrL保护联锁（无保护联锁时置1即可）9. MaL机械联锁（无机械联锁时置1即可）10. STF正向起动命令11. SSTF正向单机起动命令（来自HMI起动按钮）12. STR反向起动命令13. SSTR反向单机起动命令（来自HMI起动按钮）14. STP停止命令15. SSTP单机停止命令（来自HMI停止按钮）16. ESTP紧急停车命令17. Check准备检查18. RESET复位命令19. UnLock解锁/联锁（1/0）20. SS速度开关（无速度检测时置1即可）21. AL1AL4自定义报警输入22. GLink与组模块连接信号（复位、紧停、准备检查）23. Bell_Time响铃时间(ms)24. RN_Time应答返回时间(ms)25. SS_T速度开关动作（起动加速）时间(ms)26. Start_Time起动延迟时间(ms)27. Stop_Time停止延迟时间(ms)28. Current电机电流（A）输出信号：1. DCF正向驱动指令，控制电机正向主接触器。2. DCR反向驱动指令，控制电机反向主接触器。3. Bell_DC响铃驱动指令。4. Status状态字，向HMI传递状态信息。5. COKF正向准备检查正常，电机具备起动条件（不包含操作联锁条件）。6. COKR反向准备检查正常，电机具备起动条件（不包含操作联锁条件）。7. FB故障字8. IL联锁HMI可视组态字SINT型IL.0=1-正向起动联锁可视IL.1=1-反向起动联锁可视IL.2=1-正向操作联锁可视IL.3=1-反向操作联锁可视IL.4=1-保护联锁可视IL.5=1-设备联锁可视(三) 无开度反馈的挡板块K1：适合于电动挡板的控制，如电液推杆。输入信号：1. RNF正向应答信号2. RNR反向应答信号3. RD备妥信号4. OpLF正向操作联锁（无操作联锁时置1即可）5. OpLR反向操作联锁（无操作联锁时置1即可）6. STF正向起动命令7. SSTF正向单机起动命令（来自HMI起动按钮）8. STR反向起动命令9. SSTR反向单机起动命令（来自HMI起动按钮）10. STP停止命令11. SSTP单机停止命令（来自HMI停止按钮）12. RESET复位命令13. UnLock解锁/联锁（1/0）14. LSF正向限位信号15. LSR反向限位信号16. Bell_Time响铃时间(ms)17. RN_Time应答返回时间(ms)18. OC_T速度开关动作（起动加速）时间(ms)19. LS_Time限位返回时间(ms)20. Current电机电流（A）21. GLink与组模块连接信号（复位、紧停、准备检查）输出信号：1. DCF正向驱动指令，控制电机正向主接触器。2. DCR反向驱动指令，控制电机反向主接触器。3. Bell_DC响铃驱动指令。4. Status状态字，向HMI传递状态信息。5. COKF正向准备检查正常，电机具备起动条件（不包含操作联锁条件）。6. COKR反向准备检查正常，电机具备起动条件（不包含操作联锁条件）。7. FB故障字8. IL联锁HMI可视组态字SINT型IL.0- IL.1- IL.2=1-正向操作联锁可视IL.3=1-反向操作联锁可视IL.4- IL.5- (四) 有开度反馈的挡板块K2：适合于有开度反馈的电动挡板的控制，如三次风挡板。输入信号：1. RNF正向应答信号2. RNR反向应答信号3. RD备妥信号4. OpLF正向操作联锁（无操作联锁时置1即可）5. OpLR反向操作联锁（无操作联锁时置1即可）6. STF正向起动命令7. SSTF正向单机起动命令（来自HMI起动按钮）8. STR反向起动命令9. SSTR反向单机起动命令（来自HMI起动按钮）10. STP停止命令11. SSTP单机停止命令（来自HMI停止按钮）12. RESET复位命令13. Auto 自动模式1/手动模式014. UnLock解锁/联锁（1/0）15. LSF正向限位信号16. LSR反向限位信号17. Bell_Time响铃时间(ms)18. RN_Time应答返回时间(ms)19. OC_T开关执行时间(ms)20. LS_Time限位返回时间(ms)21. Current电机电流（A）22. GLink与组模块连接信号（复位、紧停、准备检查）23. PV开度反馈（0100%）24. SP开度设定（0100%）25. DeadBand死区输出信号：1. DCF正向驱动指令，控制电机正向主接触器。2. DCR反向驱动指令，控制电机反向主接触器。3. Bell_DC响铃驱动指令。4. Status状态字，向HMI传递状态信息。5. COKF正向准备检查正常，电机具备起动条件（不包含操作联锁条件）。6. COKR反向准备检查正常，电机具备起动条件（不包含操作联锁条件）。7. FB故障字8. IL联锁HMI可视组态字SINT型IL.0- IL.1- IL.2=1-正向操作联锁可视IL.3=1-反向操作联锁可视IL.4- IL.5- (五) 气动阀模块Va：适合于气动动挡板的控制。输入信号：1. RN应答信号2. RD备妥信号3. OpL操作联锁（无操作联锁时置1即可）4. Open开阀命令（连接组输出STn）5. SOpen单机开阀命令（来自HMI起动按钮）6. Close关闭命令（连接组输出STPn）7. SClose单机关闭命令（来自HMI停止按钮）8. LS_Open阀打开限位9. LS_Close阀关闭限位10. RESET复位命令11. UnLock解锁/联锁（1/0）12. Bell_Time响铃时间(ms)13. RN_Time应答返回时间(ms)14. LS_T限位返回时间(ms)15. GLink与组模块连接信号（复位、紧停、准备检查）输出信号：1. DC开阀驱动指令，控制电磁阀。2. Bell_DC响铃驱动指令。3. Status状态字，向HMI传递状态信息。4. COK准备检查正常，阀具备起动条件（不包含操作联锁条件）。5. FB故障字6. IL联锁HMI可视组态字SINT型IL.0- IL.1- IL.2=1-操作联锁可视IL.3- IL.4- IL.5- (六) 组控制模块G1：序号参数名称类型I/O参数描述参数描述G11GStLInputBOOL起动联锁2GOpLInputBOOL操作联锁3GPrLInputBOOL保护联锁4STInputBOOL组启动命令5STPInputBOOL组停止命令6HMISTInputBOOLHMI起动命令7HMISTPInputBOOLHMI停止命令8ESTPInputBOOL紧急停车9RESETInputBOOL复位10CheckInputBOOL准备检查命令11RN1RN9InputBOOL1#9#设备应答12ST_OVER_TIMEInputDINT启动超时时间(ms)13STP_OVER_TIMEInputDINT停止超时时间(ms)14MCOKInputBOOL15ST1_TimeST9_TimeInputDINT1#9#设备起动延时(ms)16STP1_TimeSTP9_TimeInputDINT1#9#设备停止延时(ms)17ST1ST9OutputBOOL1#9#设备起动指令18HST1HST9OutputBOOL1#9#设备起动指令(保持)19STP1STP9OutputBOOL1#9#设备停止指令20COKOutputBOOL准备检查OK21COKOUTOutputBOOL22GLinkOutputDINT23RNInputBOOL组应答24Not_RNOutputBOOL组设备全无应答(七) 组控制模块G2：序号参数名称类型I/O参数描述1RNBOOLinput组设备全有应答2Not_RNBOOLinput组设备全无应答3GStLBOOLinput起动联锁4GOpLBOOLinput操作联锁5GPrLBOOLinput保护联锁6GMaLBOOLinput设备联锁7STBOOLinput程序起动命令8STPBOOLinput程序停止命令9HMISTBOOLinputHMI起动命令10HMISTPBOOLinputHMI停止命令11CheckBOOLinput准备检查12RESETBOOLinput复位13MCOKBOOLinput组备妥14ESTPBOOLinput紧急停车15Bell_TimeDINTinput响铃时间(ms)16RN_TimeDINTinput应答返回时间(ms)17NRN_TimeDINTinput停止完毕时间(ms)18GLinkDINToutput向组设备发送信号19GStartBOOLoutput组起动输出20GStopBOOLoutput组停止输出21Bell_DCBOOLoutput响铃驱动22Reset_OutBOOLoutput复位输出23FBINToutput故障字24StatusDINToutput(HMI接口信号)25COKBOOLoutput准备检查OK(八) 联锁模块IL 输入信号：1. IN0IN7输入联锁信号07(1有效) 2. IN8_NIN15_N输入联锁信号815(0有效)3. Vis输入联锁HMI可视组态字INT型输出信号：1. OUT联锁输出信号。2. OUT_N对OUT取反3. IN输入联锁状态字INT型(九) 报警模块AL1：输入信号：1. IN1输入联锁信号 2. Time报警延时时间(ms)输出信号：1. OUT联锁输出信号。2. N_OUT对OUT取反(十) 测量报警模块AL2：输入信号：1. IN1输入联锁信号 2. HH_Limit、H_Limit、L_Limit、LL_Limit报警阈值3. Time报警延时时间(ms)输出信号：4. OUT联锁输出信号。5. HH、H、L、LL报警输出(十一) 路由选择模块R：输入信号：1、 SELECT路由选择指令 2、 FINISH路由选择完成 3、 Time路由选择执行时间(ms)4、 RESET复位命令5、 Lock连锁条件6、 Check准备检查7、 MCOK相关设备全部COK输出信号：1、 SELECT_OUT路由选择驱动2、 COK准备检查正常3、 OVERTime路由选择执行超时4、 Status状态字，向HMI传递状态信息5、 GLink与组模块连接信号（复位、准备检查）AOIAdd on InstructionFTV SEStatusUser Interlocks InputOutputCommands组控制程序实例：胶带输送机控制程序实例：（十）、下位程序的组织设计：第1步：建立新项目，项目名称为XX公司汉语拼音缩写，如：冀东水泥磐石公司二期原料输送系统-JDPS2_rawtrJDPS2_raw、JDPS2_kiln、JDPS2_coal、JDPS2_cooler、JDPS2_cem1、第2步：组态IO模板第3步：导入标准程序模块AOI。第4步：根据设备的不同类型建立相应的设备标签及组标签标签命名要符合IEC-1131命名标准，尽量使用字母和数字。设备标签： 电气室编号+设备编号，如C4102M组标签： G+电气室编号+主设备编号，如GC4102M适用范围：程序标签第5步：根据点号表建立IO信号标签标签命名要符合IEC-1131命名标准，尽量使用字母和数字。IO信号标签： 电气室编号+设备编号+信号缩写，如电机C4102M的应答信号：C4102MRN不要以物理IO点的别名形式命名。内存标签适用范围：程序标签第6步：建立FB子例程例程命名要符合IEC-1131命名标准，尽量使用字母和数字。根据设备分组建立子例程，单机设备单独建立子例程。组例程 G +电气室编号+主工艺编号，如GC4102单机例程 电气室编号+主工艺编号，如C4114组模块放在sheet1中，组中设备模块根据起动顺序分别放在sheet2、sheet3、单机模块放在sheet1中。第7步：连接组模块、设备模块的IO信号，及联锁信号联锁模块标签命名：起动联锁：设备标签+StL StLF StLR操作联锁：设备标签+OpL OpLF OpLR保护联锁：设备标签+PrL设备联锁：设备标签+MaL如：C4102MOpL第8步：程序仿真，验证控制逻辑。六、 上位软件设计说明（一）上位项目构成：上位组态软件采用RSViewSe5.0（RSView32 7.0）以上版本。1. 主操作界面主要有：石灰石破碎及输送画面原料准备画面原料粉磨画面、废气处理画面生料均化画面、烧成窑尾及窑中画面烧成窑头及熟料输送画面水泥配料画面水泥粉磨画面水泥存储及包装画面化验室配料画面2. 操作员面板有：l 组启动面板_Gl 单向电机操作面板_M1l 双向电机操作面板_M2l 挡板操作面板_K1l 有开度反馈挡板操作面板_K2l 气动阀门操作面板_Vl 路由选择操作面板_Rl 配料操作面板Set_peiliaol 联锁显示面板_IL及联锁组态面板_IL_configl 测量报警操作面板_AL23. 历史趋势模板Private Sub Display_AnimationStart()On Error GoTo ErrHandlerThisDisplay.Caption = ThisDisplay.TagParameters(1) + 趋势界面Trend1.LoadTemplate ThisDisplay.TagParameters(1)Exit SubErrHandler: Simply log the error message and continue Application.LogDiagnosticsMessage Error occurred in & ThisDisplay.FullName & _ Display_AnimationStart(). & Error# & Err.Number & , & Err.Description, _ ftDiagSeverityError Resume NextEnd Sub4. 报警查询画面5. 主画面设备状态显示：SBSB.2SB.1SB.0状态说明上位颜色组态0000设备准备正常灰1001设备有故障已确认红2010设备正常运行绿3011设备运行有故障已确认黄4100(状态不存在)(无组态)5101设备有故障未确认红/灰闪6110(状态不存在)(无组态)7111设备运行有故障未确认红/黄闪6. RSLinx Enterprise 数据服务器的组态：要求每个CPU各建立一个Device Shortcut。石灰石破碎站：Crush原料准备站：RawTr原料粉磨站：Raw烧成窑尾站：Kiln烧成窑头站：Cooler煤粉制备站：Coal水泥粉磨站：Cem47. 标记的建立：组态标记文件夹要按照现场控制站-设备组-设备建立树状文件夹结构：标记名最多可以有 255个字符，其中可以包括下列字符：A 到 Z，0 到 9，下划线 (_) 和虚线 (-)使用反斜线 () 把标记名与文件夹隔开。例如：标记名 tanksoiltemperature 表示的是在“tanks”文件夹中一个名为“oil”的文件夹里的标记“temperature”。可以混合使用大小写。标记名里的大小写是为了容易读，系统并不区分大小写。例如：标记名 MixerValve1 与 mixervalve1 相同。提示如果想在表达式里使用一个包括虚线 (-) 的标记名，要把它放到大括号 里，例如：N33-0。在表达式里使用通配符表示多个标记时要用大括号，例如：alarm*。8. 数据记录组态：要按照现场控制站建立数据记录文件，触发时间为5s石灰石破碎站：Crush原料准备站：RawTr原料粉磨站：Raw烧成窑尾站：Kiln烧成窑头站：Cooler煤粉制备站：Coal水泥粉磨站：Cem9. 报警组态：10. 安全编码及用户帐号组态：用户帐号分为：管理员级、操作员级、质量管理级和来客浏览级。管理员级：admin 安全编码AP操作员级：clent1、- 安全编码AE质量管理级：hys 安全编码F来客浏览级：guest 安全编码*（二）上位程序的组织设计：第1步：建立新项目，项目名称为XX公司汉语拼音缩写，如：冀东水泥磐石公司二期JDPS2第2步：导入标准界面模板。第3步：绘制静态画面，要求风格一直。说明或注释要用黑色10号字宋体。参数指示要用绿色10号字宋体，如果有参数输入功能时要加下划线。第4步：建立标