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1、采用以L 微机的玻璃窑炉自控系统设计 轻工业部规划设计院张扬修 摘要: 本文结合两 个短过玻瑞厂工程 项目 窑炉自控系 统的设计， 介绍 U X L 徽机系 统的 组 成、 使用 功能 及应用效果， 为窑炉徽机控 制提供一种 设计方 案。 关挂词:U X L 傲机系统设计运行效果 国内 瓶罐 玻璃窑炉在八十年代前，自 控系统采用 常规仪表组成。 这种系统具有 投资省， 易掌握的 特点， 起到了 减轻工人强 度、 稳定窑炉工况、节 能的作用。 因此，直至今 天， 仍有 许多窑 炉采 用这种自 控系统。 随着技术水平的 提高， 工业微机的普 及应用，微 机控制 系统的优越性也 越来越被人 们所 认
2、识，瓶罐 玻琦窑 炉采用微机系统 取代常规仅表系统 的议题也摆到了自 控技术人员 面前。 进 入八十年代以 来，自 控研究人员 对此 做了 许多工作， 并进行了 实践， 取得了一定效果。 但是，由 于各 种原因， 国产的工 业微机在抗干扰 及稳定性方面不尽人意， 需要 经过改进 和完善，因此在 八十 年代后期以前， 我们一直采用以 常规仪表组 成的自 控系统。 我们在 瓶堵玻瑞窑炉自 控系 统设计中 采用微 机控 制是在八十年代后期。最早的 设计是由 我院高级工程师马 思一1 9 8 8 年为蚌埠十 万吨瓶罐玻璃 工程设计中的白 酒瓶生产线容 炉自 控系 统施工图 设计 ( 以 下简称蚌 玻顶
3、日 )， 在蚌玻项目 中， 原选用Y E W P A G K M A R K - 1 1型微机系统， 由于资金的 原因， 该系统直至1 9 9 2 年4 月间， 建设单位才开始 订货，而 这时， Y E W P A G K M A R K - 1 1 已 近淘汰， 取代该机型的新产品 一 一 - U X L 微机系统已 在中 国市场推出， U X L 微机的性 能和使用功能比旧 机型有较 大改 进， 而价格相差仅Z D %左右， 经建设单位认可，原 设计改用 U X L 微机组成窑 炉自 控系统。 1 9 9 3 年，我 们又在青岛晶华 玻璃厂轻量瓶车间 技改项目 以 下简称晶玻项目) 的窑炉
4、自 控系统 设计中 采用U X L 微机系统，这两 个项目 分别于1 9 9 5 年3 月 及1 9 9 5 年5 月 投入运行至 今。 我 们选用的 U X L 微机系 统， 是西仪 横河控制系统 有限 公司经销的产 品， 该公司采取 进口 大部 件在国 内组装的办法，降低 了费用，价 格较之原装进口 的U X L 系统要 低， 而其性能 与原装进口产品没什么差别。 U X L 微机系统的最小组 成非常适合于 瓶罐 玻璐有窑 炉自 控 系统， 这种小型化的特点， 是 它较之于 其他进口 D O 系统投资低的 一个原因 ， 使它在 瓶培玻瑞厂的应用成为可 能。 U X L 微机系统的最小配 最
5、可由 一台操 作站 和一台现场控制 单元加一些辅助装置组成. 一 5 2 4 操 作站 分台式 和落地式两 种，台式 机直接 放置在 用户购置的计算机工作台 上，而 落地式 机出厂时已 组装在 一琴台式 工作台上，我 们选用的是台 式机，因 落地 机在价格上贵几万元。 操作站由 彩色C R T , 操作员键盘及工 程师键盘、主 机等组成， 标准型操作站配量为3 2 位C P U , 4 M 内存、2 0 M 硬盘。 操作站是U X L 微机系 统专门 设置的 人一机接口装 置， 各 种操 作及组态 主要通过操作站 实 现 。 现场控制 单元由 C P U 、 通信、电源等共用插件以及各 种输入
6、厂 翰出 插件 组成。 采用专用 机 箱将上 述插件固定， 每台 现场控制单元有1 2 个插摺， 其中4 个用于共用插件 ( C P U ,通 信、 电源)，另0 个插 柑用于各 种1 月插件， 各种工 / 0 插件上有接插头， 通过电缆 连接到信号 处理 插 件箱、 端子板或其他装置上， 实现信号翰入/ 描出。 现场控制单 元是重要的 控制装置， 各种控制、 运算、 逻辑功能通过现场控制单元实现。 现场控制单 元与操 作站的 通信通过R L 总 线实现， R L 总线采用1 M b p s 令牌传送方式，传送 距离一 般为l k m , R L 总线可双重化， 文中两 个系统的现场控制单元及
7、辅助装置均采用柜装方 式。 图一为蚌 玻项目 ，晶 玻项目 采用的 U X L 徽机系统 框图， 表一 为两 个系统的 硬件基本组成。 一 5 2 5 一蕊 冰 鸯 豁 允 表一 碳 1 it$ 一 蚌 玻 页目 晶 玻 项 目 操 作 站一 一 一 台 M O P S 一 5 2 2 O W B E K C / 2 - R L 其中: 彩色C R T 为1 4 一一台 】M O P S - 5 2 2 7 - B / E K C i2 - R L 其中: 彩色C R T 为1 4 打 印 机 一 两 台 专 用 打 印 机 两台专用打印机 现场控制单元 一台 M F C U - S 4 2
8、pA ( C P U , M C 6 8 0 0 0 时钟: 1 2 5 M H Z ) 2 - M A C 2 , 1 - L C S 2 - V M 1 , 1 - V M 2 1 - S T 2 l 一台 M F C U - S 4 2 0 x A ( C P U , M C 6 8 0 0 0 时 钟 : 1 2 5 M H Z ) 2 - M A C 2 一 2-VM 1, 1-V4 21-S T 2 其他 ( 辅助装置) ! 2 - M H C 箱 1 - M C M 端子板 1 - T B O B 端子板 3 一 丁 E 1 6 端子 板 1 - M R O - 1 2 4 2
9、- M H C 箱 i - M H M 箱 2 - T E 1 6 端子板 1 - M R O - 1 2 4 两 个系统共同之处是: 均采用一台操 作站， 一台现场控制单元。 主要的 调节原理亦基本相同， 如: 炉温、 重油流量、助 燃风流量 组成， 双交叉调节系统，火 焰自 动 换向 程序控制由微机实 现，窑压、 油压、 雾化气压、工 作部 温度等采用单参数微机监控;各 种温 度、 压力测量进入 微机系 统; 玻璃液面未由微 机控制，而 是分别采用激光液面控 制仪 ( 蚌 玻) 及移动式探针站 ( 晶 玻 泌量控制，仅将玻 璃液 位报警信号引入微机。 两系 统的 主要差别是: ( 口 1
10、/ 0 点数不同，蚌 玻多于 晶玻; ( 2 ) 实现双交 叉的硬 件不同， 蚌 玻项目 采用 二台单回路 调节器， 而晶玻项目 则完全由U X L 微机实现。 两 个系统的变 送器均采用 西安仪表厂的1 1 5 1 型变 送器。 应用软件编制主要由U X L 微机系统的 供应厂家 西仪一 横河控制系 统有限 公司的系 统部完成。 一5 2 6 一 一 .一 一 一一 一 一 一 - 一 - - - - . . - 整 机出 厂前， 建设单位 ( 甲 方少、供 货厂家 ( 乙方)设计院 ( 丙方J各派 代表参加 静态 脸收， 依据合同设计图纸及产品 主要功能按验收 程序逐一检验， 静态 验收过
11、程中，甲、 丙方 提出一 些修改意见， 加以完善后才发货。 系统投运后，三方依据合同及设计图纸中的具体要求作了动态验收。 系统组态时， 乙方主要很据丙方 所提要 求进 行。 操作站其有多种 标准的澡 作员画 面， 用户定义流程图画面， 这些面面代替了 常规仪表的 显示仪、 记录仪、 报警器、调节仪、 手操器等的面板功能. 代替了模拟流 程图， 显示内 容的 、丰 富 ， 操 作 的 灵 活 ， 修 改 的 方 便 是 常 规 仪 表 系 统 无 法 比 拟 的 ， 操 作 员 可 以 通 过 这 些 画 面 ， 了 解实时 数据及历 史数据，了 解系统运行状态，可以 进行规定级别内的在线修改，
12、但是也有不 利因 素， 不如常规显示仪表直观， 因为只有一 个屏幕， 因此， 我们在考虑画面的组态及流 程 图的 制作时， 注意这一特点，尽量给操作工 带来方便， 好在U X L 操作站画 面调出 十分方便， 专门 设计的操作员键盘上有多种画面的 专用键一触即可调出， 然后 再通 过翻页 键选择所需画 页。 我们 通过组态 利用了以下 面面: 总 貌面面， 控制组画面、 调整面面、 趋势画面、 报普画面、 操作指导信息画面、流 程图 画面 等。 这些面面 大部分通 过操 作站的自 动生成功能实现， 流程图面面通过B A S I C 功能组态实 现。 此外还 作了 三种报表: 班报、日 报、月
13、报，通 过打 印机定时 打印 或随机打印。 系统报 普信息， 除了 在报普画面显示外， 在绝大多数画面上均能反映，我们对许 多工位 的 参数设置了双报署限 ( 高、 低限， 其中 对窑P i 涟 顶温 度、窑压等重要 参数、重 要工位设 置了四报苦限 ( 高 高、高、 低、 低低。 U X L 微机系统操作员键盘上设有操 作级别 锁， 根据不同操作级别进行操作， 最多有四级， 我 们的 设计中 用了 其中 三级， 设置了操作员、工 长、 技术人员三个操作级别。 操作站另有一块工程师健盘， 需要时 接入操作站主机，供技术人员 修改 重要数据或编程 用。 现场控制单元有四 个共用 插件槽， 入个1
14、 ,1 0 插件僧。 共用插 件具 有可选性， 本设计选配如下: s( 1)处 理 器 擂 件( 标 准 M F C U V ) 卿 总线通信接口插件 ( 双重 化R L 总线 ( 3 ) 电源插件 ( 2 2 0 V . A C ) 现场控制单 元的I i 0 插 件有2 0 余个规格， 我们仅用了4 - 5 个规格， 即M A C 2 , L C S , V M 1 , V M2 , S I 2 o 一 5 27一髦 . 朋几 多点模拟量控制1 , 0 插 件 ( 一 点 输入、a 点 输出，均I . . 到. D C ) 1 .A C 2 插件是专用于调节回 路的工 0 插件， 一台现场
15、控 制单元最多可插4 块M A C 2 插件，其中 两块为 正常使用，两块为备 用， 这样， 最多 可达1 6 个 控制回 路。 本文中 两个系统各用了两 块 M A c 2 插件，其中一块为备用。 蚌玻顶目的M A C 2 插件引入的调节回路为: 工 作部左、 右、 中三个区温 度调节共三个回 路. 熔化部、工 作部 雾化气 压力调节各一 个 回 路;两 条生产线重油温 度调节各 一 个u 路 共用了下 个输入、了 个输出。-J 1 个渝入，工 个轮出。 助然风流量、 重油流量调节采用Y S - a 0 系列仪表中的两台 单回 路调节器 ( S L P C ) 实现， m压调节采用固 定式调节器 ( S L C D )，这三台丫 5 一 8 日 仪 表通过L C S 插件 进入现场控制单元。 L C S 插件又你回路通 信插件，专 用于Y S - 8 0 系 列仪表的S L 口己 型仪 表连接。 晶 玻项目的 做法与蚌玻项目 的 做法 不太一样， A A C 2 插件 连接? 个回 路为: 重油流、 助
