8水泥配料过程集散控制系统中的监控部分设计 (2)

辽宁工业大学

过程控制系统课程设计（论文）题目：水泥配料过程集散控制系统的监控部分设计

院（系）：电气工程学院

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指导教师：（签字）

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课程设计（论文）任务及评语

院（系）：电气工程学院教研室：

注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算

摘要

在控制系统这一领域，DCS的应用越来越广泛，也成为了人们关注的热门话题。通过查阅水泥工艺及DCS控制系统的相关文献资料，分析了水泥工艺对于DCS控制系统的要求，最终完成硬件配置及软件设计。通过对水泥工艺的分析，总结了DCS控制系统在水泥厂应用的特点，按工艺流程，将整个工艺分为六个部分：矿山破碎、原料粉磨、烧成窑尾、烧成窑头、水泥粉磨、水泥包装。

在分析了网络特点以后，确定信息层采用以太网光纤环网，控制系统要求采用浙大中控JX-300XP系统，在六个工艺段分别设置一个控制站。最终确定了DCS 控制系统的拓扑结构。依据该控制系统的拓扑结构，对每个工艺段的设备进行分析，列出每个工艺段所需的控制点数，从控制器、输入输出模块、网络三个方面，分别进行了需求分析，依据工艺流程设计出上位机的画面，并连接到生产过程的数据上。最终完成水泥厂的整个软件设计工作。

关键词：水泥厂；DCS；控制系统；浙大中控

目录

第1章绪论 (1)

第2章课程设计的方案 (2)

2.1概述 (2)

2.2系统组成总体结构 (2)

第3章硬件设计 (4)

3.1系统组成的的硬件结构 (4)

3.2水泥厂生产水泥的工艺流程 (5)

3.3水泥厂生产水泥的输入输出分配以及执行机构的选择 (7)

3.4水泥厂生产水泥的硬件选择 (9)

第4章软件设计 (11)

4.1控制器控制算法的选择 (11)

4.2系统的硬件组态 (12)

4.3系统的画面组态 (16)

第5章课程设计总结 (19)

参考文献 (20)

第1章绪论

早期水泥厂的自动化只是水泥生产线上的各个车间内部相对独立且较为简单的生产过程控制。它是由常规的一次仪表，二次仪表以及备种继电器、保护装置组成。各车间控制室通常设有仪表盘、模拟盘及操作台。随着DCS系统的发展，基于分散控制、集中操作管理的集散控制的集散控制系统在水泥厂逐渐得到应用。

该系统将计算机技术、网络技术、传统的自动化技术和全局数据库技术等现代工业生产和管理系统中必不可少的技术环节有机的结合起来。采用标准化、模块化设计方法构成了一个以通信网络为纽带的显示和操作管理相对集中，控制相对分散，具有可靠性、可扩充性和协调性的计算机网络系统结构。实现了全厂生产设备和数据处理设备的信息共享和协调工作。目前DCS系统在水泥生产过程控制中的应用范围已经从生产的主工艺流程线扩展到了整个水泥生产线的过程控制，使传统水泥厂所需的生产管理人员的数量急剧减少，在提高产品的质量、数量、设备运转率和生产效率的同时降低了能耗和劳动强度，企业获得了较好的经济效益。随着计算机控制技术的发展，DCS系统将在水泥工业的过程控制和管理系统中得到进一步的广泛应用。

现代水泥生产过程中，自动化占据着主导地位。它在保证生产安全可靠、提高产品质量和产量、降低能耗及成本、控制环境污染、降低工人劳动强度、提高设备的运转率及劳动生产率、实现科学的生产控制和管理都起着重要作用。水泥工业自动化水平的提高，也为水泥新工艺的的推广和完善提供了有利条件。水泥生产工艺复杂，设备联锁众多，各种检测信号相互影响。如果采用传统的人工控制或继电器仪表控制，很难达到控制要求。如果生产线上的任何一台设备出现电气故障停机，将影响整个生产线的运行，严重时会发生压料、堵料，给生产带来很大的损失。在分布式控制系统(DCS)日益向工业渗透的今天，对这种多工况进行集散控制已是行业所急。采用集散控制后真正做到了控制分散、危险分散、地域分散、负荷分散和集中管理，设备出现故障后，系统能够按照预先编制好的程序自动停此相关设备，并发出声光报警，提醒操作人员及时处理以免影响生产。对一些重要的参数和报警，系统能够自动生成历史记录和历史趋势。操作人员和技术人员可以随时查询历史数据了解生产情况。通过对数据的统计和分析提出新的工艺，新的方法，不断提高水泥的质量和产量。

第2章课程设计的方案

2.1概述

水泥生产工艺复杂，设备联锁众多，各种检测信号相互影响。如果采用传统的人工控制或继电器仪表控制，很难达到控制要求。如果生产线上的任何一台设备出现电气故障停机，将影响整个生产线的运行，严重时会发生压料、堵料，给生产带来很大的损失。在分布式控制系统(DCS)日益向工业渗透的今天，对这种多工况进行集散控制已是行业所急。由此，本文设计了一个多级分布式集中控制系统，可对水泥生产线进行实时控制和监测管理。

2.2系统组成总体结构

水泥厂的DCS控制系统主要由三大部分组成。如图2.1，包括操作管理装置、分散过程控制装置和通信系统三大部分。

其中分散过程控制装置是集散控制系统与生产过程之间的界面，即过程界面。生产过程的各种变量通过分散过程控制装置转换为操作过程的监视数据，各种操作信息也通过分散过程控制装置送到执行机构。分散过程控制装置中实现模拟量与数字量之间的转换完成控制算法的各种运算，并对输入输出量进行有关的运算，例如信号滤波、线性化、开方、限幅和报警处理等。

操作管理装置是集散控制系统与操作人员、管理人员之间的界面，即人机界面。操作、管理人员通过操作管理装置或得生产过程的运行信息，并通过它对生产过程进行操作和控制。生产过程的各种变量的实时数据在操作管理装置显示，便于操作人员对生产过程的操作和管理。

通信系统是操作管理装置与分散过程控制装置之间的桥梁，它用于将分散过程控制装置采集的生产过程数据传送到操作管理装置，同时，将操作管理装置获得的操作、控制指令传送到分散过程控制装置。

图2.1 系统组成总体结构

第3章硬件设计

3.1系统组成的的硬件结构

系统硬件结构如图3.1所示。该系统的硬件设计方案采用层次化结构，将整个系统自下而上分为三个层次：现场设备层、过程控制层、集中操作监视层。每个层次在结构上又是横向分散的，具有良好的可扩展性。每层在设计上是独立的他们通过数据网络构成一个有机的整体。

该系统的现场设备大部分位于烧成系统和均化库附近。模拟量设备包含压力变送器、流量变送器、电流变送器、以及测量转速和检测其他信号的一次仪表。它们将不同的物理量变换为标准的电信号送到过程控制站．同时接收PLC发出的控制信号，实现对这些信号的调节。由于信号的传输距离较远，现场电磁干扰较大。所以现场检测信号采用4～20mA标准直流信号。系统的温度测量点集中在烧成部分，温度范围在100～1200。C所以选用K和E分度的热电偶。开关量设备主要有控制电磁阀、继电器、指示灯、报警器等只具有开、关两种状态的设备。

过程控制层各站对由现场检测仪表(如各种传感器、变送器等)送来的各种过程信号进行实时的数据采集、滤除噪声信号、进行非线性校正及各种补偿运算、折算成相应的工程量，然后通过通信网络传送到集中操作监视层的数据库，供实时显示、优化计算、报警打印等。在过程控制层根据生产要求还要进行各种闭环反馈控制、批量控制与顺序控制等，并可接受操作站发来的手动操作命令进行手动控制，从而实现对生产过程的直接调节控制功能。

集中操作监视层分为操作员站和工程师站。在中央控制室放置三个操作员站和一个工程师站完成对现场的操作管理。工程师站主要完成现场数据的采集和工程转换，报警数据存盘以及数据库的建立和维护等，因此它作为系统的I／O服务器和报警服务器以及用户的登录服务器。操作员站是系统和操作员的对话窗口，操作员通过键盘、鼠标和显示器等设备完成对整个系统的监控。操作员站的显示管理功能可以分为两大类：标准显示和用户自定义显示。标准显示是在系统设计时设定的显示功能，通常有记录详细显示、报警信息显示、控制回路或回路组显示、趋势显示等。用户自定义显示是那些与特定应用有关的显示功能。这些显示通常由用户自己的根据需要生成。因此操作员站显示的主要内容有：模拟流程和总貌显示、过程状态、特殊数据记录、历史趋势、实时趋势、统计结果和生产状态的显示。操作员可通过网络打印机在工程师站完成下述打印功能：生产过程记

录报表、生产统计报表、系统运行状态信息打印、报警信息的打印。操作员工作站还可在线控制电机和各种电器设备，可完成电机的顺序启动、顺序停车、紧急停车等操作。完成对各种喂料量的给定，对阀门等机构的操作等。

图3.1 系统组成的硬件结构

3.2水泥厂生产水泥的工艺流程

水泥厂生产水泥的工艺有很多，这里采用新型干法水泥生产工艺，这种方法的水泥工艺以石灰石和粘土为主要材料，经破碎、配料、磨细制成生料，喂入水泥窑煅烧成熟料，加入适量石膏磨细而成。工艺流程图如图3.2所示。

图3.2 水泥生产的工艺流程图

3.3水泥厂生产水泥的输入输出分配以及执行机构的选择

依据水泥厂生产水泥的工艺分别控制其温度、压力、流量和液位。对于温度控制通过控制燃气阀的开度从而控制燃气的流量来控制温度，如图3.4所示。对于流量控制通过控制变频器频率控制电机的转速从而控制皮带秤的速度来控制各种料的流量，如图3.3所示。对于液位控制通过控制阀的开度控制液体的流量来控制液位，如图3.6所示。对于压力控制控制料的流量来控制料的多少从而控制压力大小，如图3.5所示。

其中变频器选择施耐德变频器型号为ATV61HD22M3X，这是一台三相220V，功率为33kv的变频器，这台变频器的节电效果非常好，可以为整套流程节省电能。其中控制压力的气阀选择ZZC不锈钢自力式压力控制阀，该压力控制阀的特点是无需停止生产即可进行设定值的调整、无阀料，阀杆上下活动时不存在摩擦、执行机构敏感元件机器敏感，极小的压力也会被感应出来。控制气体流量和液体流量的阀门选择HRCV型的porter控制阀，为流量为气体或液体而设计，其操作原理是靠一个不锈钢阀针移进和移出一个经机器精细加工的阀孔来调节流量，这个不锈钢阀针经过精细研磨具有某一锥度平面。该阀孔材料具有自润滑特性，并且与阀针有相同的热膨胀系数。可以精确到极小的流量，而且流量平稳，无过冲。

图3.3 进料流量控制回路

图3.4 温度控制回路

图3.5 压力控制回路

图3.6 液位控制回路

根据水泥生产的工艺流程和各个控制回路控制系统主要的I/O分配表如表3.1所示。其中包括4个模拟量输入、4个模拟量输出和8个数字量输出。

表3.1 I/O分配表

表3.1中，四个电流信号是检测是否有足够的石灰石、矿渣、煤粉和石膏粉。并输出模拟量信号控制电动机转速来控制这四种配料的流量，同时控制器会对温度、压力和液位进行控制产生三个数字量输出。之后会执行以下的操作：锟压机、打级分散机、水泥磨和选粉机，会有四个数字量输出。

3.4水泥厂生产水泥的硬件选择

该水泥厂生产水泥的集散控制系统采用浙大中控公司的JX-300XP集散控制系统，系统中用到了两块电源模块XP258-2（互为冗余），主控制卡两块XP243X （互为冗余），数据装发卡两块XP233（互为冗余）。电流信号输入卡件选择XP313卡件，模拟量输出模块采用XP322，数字量输出用XP362(B)卡件，把这些卡件安装在一个机笼内，完成集散控制系统的硬件连接,如下图机笼所示。

浙大中控JX-300XP DCS的硬件主要由操作站和控制站组成，其中操作站包括工程师站和操作员站，控制站包括主控制卡、数据转发卡和I/O卡件。其控制系统有三层网络：

（1）信息管理网也称为以太网，用于工程级的信息传送和管理，实现全场综合管理的信息通道。

（2）过程控制网用于连接工程师站、操作员站和控制站。

（3）控制总线（SBUS网络）SUBS-S1用于连接数据转发卡和I/O卡件；SBUS-S2用于连接主控制卡和数据转发卡。

输入输出卡件是分散过程控制装置的控制器与模拟仪表（含带HART通信的模拟仪表）之间的桥梁，它将由模拟仪表输入的模拟信号转换为数字信号送到控制器，也将控制器输出的数字信号转换为模拟信号送到新厂安装的模拟执行器。输入输出卡件根据信号的不同分为模拟量输入卡件、模拟量输出卡件、数字量输入卡件、数字量输出卡件和脉冲量输入卡件等。模拟信号可分为电流信号和电压信号，开关信号可分为直流和交流，电压的等级也可分为多种类型。

XP258为电源卡件，将24V转换成5V为卡件供电。

主控制卡是系统的大脑主要进行I/O处理、控制运算、上下网络通信控制和诊断等功能。

数据转发卡主要是连接主控制卡和I/O卡件并管理本机笼的I/O卡件。

第4章 软件设计

4.1 控制器控制算法的选择

在闭环控制系统中，控制器是系统的核心，其控制算法决定了系统的控制特性和控制效果。

本实验采用模拟PID 控制。PID 控制是指将被控量的检测信号（及传感器测 实际值）与被控变量的目标信号（即设定值）进行比较，以判断是否已经达到预定的控制目标。如果未达到，则根据两者的差值进行调整，直到达到预定的控制目标为止。PID 控制是利用PI 控制和PD 控制的有点组合而成的控制，是P 、I 和D 三个运算的总和。

在过程控制中，按偏差的比例（P ）、积分（I ）和微分（D ）进行控制的PID 控制器（亦称PID 调节器）是应用最为广泛的一种自动控制器。它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点；而且在理论上可以证明，对于过程控制的典型对象──“一阶滞后＋纯滞后”与“二阶滞后＋纯滞后”的控制对象，PID 控制器是一种最优控制。PID 调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法，它的参数整定方式简便，结构改变灵活控制器的参数整定。

PID 控制算法有三种：增量算法，位置算法，速度算法。

从应用利弊上来看，采用增量算法和速度算法时，手自动切换都很方便，它们可从手动时的()1-κυ出发，直接计算出再投入自动运行时应采取的乘凉)(k υ?或变化速度()k ν，同时，这两类算法不会引起积分饱和现象。

增量算法：

()()()1--=?κυκυκυ （4.1）

()()()[]()()()()[]2121-+--K +K +--=?κκκκκκυe e e e e k e K d i c

()()()()()[]212-+--K +K +?K =κκκκκe e e e e d i c （4.2）

速度算法：

增量输出与采样周期之比：()()s k T ÷?=κυν （4.3）

()()()()()()()()()[]212///2-+--T T K +T K +?T K =κκκκκκνe e e e e s d c i c i c

其中， ()()()1--=?κκe k e e （4.4） 本实验采用的是PI 控制，增量算法：

()()ττυd e t e t

i c c ?T K +K =?0

/ （4.5）

()()()()s s s U s G i c T +K =E =/11/ （4.6）

比例(P)、积分(I)、微分(D)控制算法各有作用：

比例，反应系统的基本（当前）偏差()t e ，系数大，可以加快调节，减小 差，但过大的比例使系统稳定性下降，甚至造成系统不稳定；

积分，反应系统的累计偏差，使系统消除稳态误差，提高无差度，因为有误差，积分调节就进行，直至无误差；

微分，反映系统偏差信号的变化率()()1--t e t e ，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除，因此可以改善系统的动态性能。但是微分对噪声干扰有放大作用，加强微分对系统抗干扰不利。

积分和微分都不能单独起作用，必须与比例控制配合。

4.2 系统的硬件组态

系统的硬件组态包括对主控制卡、I/O 卡件、各个I/O 点以及操作站的组态，其组态步骤如下图所示：

图4.1 主控制卡的组态

图4.2 数据转发卡的组态

图4.3 I/O卡件的组态

图4.4 XP313卡件的I/O点组态

图4.5 XP322卡件的I/O点组态

图4.6 XP362(B)卡件的I/O点组态

图4.7 操作站的组态

4.3系统的画面组态

集散控制系统的操作功能主要通过操作站实现。从易操作性分析操作功能的实施，其判别准则是如何获得所需信息，既经过多少项操作步骤能达到所需信息的画面，及如何对过程实施操作。系统的画面组态包括系统的总貌画面、趋势画面、分组画面和一览画面，其组态过程如下图所示。

图4.8 总貌画面

分布式控制系统

分布式控制系统

题，才能使计算机自动化真正起到其应有的作用。

1975-1980年，在这个时期集散控制系统的技术特点表现为：

从结构上划分，DCS包括过程级、操作级和管理级。过程级主要由过程控制站、I/O 单元和现场仪表组成，是系统控制功能的主要实施部分。操作级包括：操作员站和工程师站，完成系统的操作和组态。管理级主要是指工厂管理信息系统（MIS系统），作为DCS更高层次的应用，目前国内纸行业应用到这一层的系统较少。 DCS的控制程序：DCS的控制决策是由过程控制站完成的，所以控制程序是由过程控制站执行的。 过程控制站的组成： DCS的过程控制站是一个完整的计算机系统，主要由电源、CPU（中央处理器）、网络接口和I/O组成 I/O：控制系统需要建立信号的输入和输出通道，这就是I/O。DCS中的I/O一般是模块化的，一个I/O模块上有一个或多个I/O通道，用来连接传感器和执行器（调节阀）。 I/O单元：通常，一个过程控制站是有几个机架组成，每个机架可以摆放一定数量的模块。CPU所在的机架被称为CPU单元，同一个过程站中只能有一个CPU单元，其他只用来摆放I/O模块的机架就是I/O单元。 国内外应用 分散控制系统 1975 年美国最大的仪表控制公司Honeyw ell 首次向世界推出了它的综合分散控制系统TDC—2000 ( Toal Distributed Control-2000),这一系统的发表,立即引起美国工业控制界高度评价，称之为“最鼓舞人心的事件”。世界各国的各大公司也纷纷仿效，推出了一个又一个集散系统，从此过程控制进入了集散系统的新时期。 在此期间有日本横河公司推出的CEN TUM,美国泰勒仪表公司的MO SË,费雪尔公司的DCÉ —400,贝利公司的N —90,福克斯波罗公司的Cpect rum 和德国西门子公司的Telepermm。 随着计算机特别是微型计算机与网络技术的飞速发展，加上各制造商的激烈竞争，使DCS 很快从70 年代的第一代发展到90 年代初的第三代DCS。尽管在这之前的集散系统的技术水平已经很高，但其中存在着一个最主要的弊病是：各大公司推出的几十种型号的系统，几乎都是该公司的专利产品，每个公司为了保护自身的利益，采用的都是专利网络，这就为全厂、全企业的管理带来问题。 随着计算机的发展与网络开发使各控制厂商更多地采用商业计算机的技术，80年代末许多公司推出新一代的集散系统，其主要特征是新系统的局部网络采用MA P 协议；引用智能变送器与现场总线结构；在控制软件上引入PLC 的顺序控制与批量控制，使DCS 也具有PLC 的功能。 至90 年代初各国知名的DCS 有：3000,Bailey 的IN F I—90,Ro semoun t 的RS—3,W est Hoo se 的WDPF,L eeds &Non th rup 的MAX—1000,Foxbo ro 的IöA S,日本横河的CEN TUM。这里所提到的均为大型的DCS,为了适应市场的需要各厂商也开发了不少中小型的DCS 系统如S—9000,MAX—2,LXL,A 2 PACS 等等。

水泥粉磨DCS控制系统——配料控制系统的设计与实现毕业设计方案

毕业设计方案 题目水泥粉磨DCS控制系统 ——配料控制系统的设计与实现 学院 专业电气工程及其自动化 班级 学生 学号 指导教师 二〇一三年四月二日 毕业设计方案 学院专业电气工程及其自动化 学生学号 设计题目水泥粉磨DCS控制系统——配料控制系统的设计与实现 一、选题背景与意义 1.背景现状 工业自动化技术，能够对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理、和决策的综合性技术。而在水泥工业中应用尤为显著，自1824年水泥诞生并实际应用以来，水泥工业经历多次变革，工艺和设备不断改进。1877年回转窑烧制水泥熟料获得专利权；1905年

湿法回转窑出现；1910年实现了立窑机械化连续化生产；1928年立波尔窑投入生产；1950年悬浮预热器窑的发明使熟料热耗大幅度降低；1971年开发的水泥窑外分解技术，揭开了现代水泥工业的新篇章，形成了新型的干法水泥生产技术；近几年，大型PLC产品和集散系统的应用，使水泥的生产控制又有了进一步的提高。我国水泥工业自1889年创立工厂，迄今已经有100多年的历史。 我国的水泥工业发展的十分迅速，在70-80年代，我国自行开发的日产700t 、1000t、1200t、2000t熟料的预分解窑生产线相继投产。从1978年起，相继从国外引进一批 2000~4000t熟料的预分解窑生产线成套设备，迅速提高了我国的新型干法技术水平。经过技术攻关和科技创新，我国已经在主要经济技术指标达到了国际先进水平。在水泥产量上看，从1985年水泥年产量跃居世界第一以来，已经持续保持水泥年产量居世界首位多年。 2.目的意义： DCS系统在结构上将管理监控、实时控制、数据采集等功能分散到不同的计算机中，每台计算机均采用高性能的专业工业控制计算机，必要时采用冗余热备技术，从而保证了系统的可靠性。利用计算机组态和图形化技术可以方便地实现整个系统功能的模块化组态随着计算机技术的高速发展、成本的大幅降低以及可靠性的不断提高，使计算机及相关技术在水泥生产控制领域获得了极为广泛的应用，分散控制系统—DCS亦随之诞生。 DCS系统集计算机技术、测量控制技术、网络通讯技术和CRT/TFT图象显示技术为一体，在结构上将管理监控、实时控制、数据采集等功能分散到不同的计算机中，每台计算机均采用高性能的专业工业控制计算机，必要时采用冗余热备技术，从而保证了系统的可靠性。利用计算机组态和图形化技术可以方便地实现整个系统功能的模块化组态 水泥配料的好坏直接影响到水泥的质量与产量。通过对配料控制系统的研究，可使生产过程实现自动化操作，既节省人力、物力又降低生产成本，通过利用工程机和AC800F等硬件，应用Industrial IT系统 CBF、Digvis组态软件做开发环境，利用PID等控制算法实现粉磨配料生产环节的自动控制，对配料生产环节中的生产情况进行实时监控。因此掌握DCS系统的集成及控制方法有重要意义。 二、设计内容 设计内容： 1.熟悉水泥粉磨——配料生产工艺流程、电气要求及电器控制电路、掌握Industrial IT系统的硬件以及CBF、Digivis组态软件等、 2.通过CBF组态软件进行编程，实现对配料生产环节中设备运行的启停监控、模拟量 显示、超越报警、历史趋势显示，动态显示工艺流程图画面及各画面之间的自由切 换；能根据工艺要求，自动控制配料生产环节中各物料的下料量。 3.进行系统方案设计与选型。 4.确定系统变量表、内外部接线图及I\O通道分配。 5.设计配料控制系统界面。

玻璃配料1

配料制备 一、一、原料的选择 采用什么原料来引入氧化物，是玻璃生产中的一个主要问题。原料的选择，应根据已确定的玻璃组成，玻璃的性质要求，原料的来源、价格、矿藏量与供应的可靠性等来全面地加以考虑。原料的选择恰当，对原料的加工工艺，玻璃的熔制过程、玻璃的质量、生产成本均有应响。一般来说，应遵循如下原则。 1-1原料的质量，必须符合要求，而且成分稳定 原料的化学组成，矿物组成，颗粒度组成都要符合质量要求。首先原料的主要含量必须符合要求。其次化学成分要比较稳定，其波动范围一般是根据玻璃化学成分所允许的偏差进行确定。在不调整配方的情况下，原料的化学组成允许偏差如下： 1-2易于加工 选用易于加工的原料，不但降低设备投资，而且可以减少生产成本。 1-3成本低，能大量供应 在不影响玻璃的前提下，最大限度的采用成本低、近周边地区的原料。减少运费、减少库藏量。如生产瓶罐深色玻璃时，可以采用就近的含铁高的石英砂。1-4少用对人体有害的原料和轻质得原料 轻质得原料易飞扬，一分层，如近几年来纯碱采用重质，不用轻质纯碱。尽量不用轻质碳酸钙、碳酸镁等。 对人体有害的原料如白砒尽量不用，或者与三氧化二锑共用，使用铅化合物原料时，要注意劳动保护并定期检查身体。 1-5对耐火材料要侵蚀小 氟化物。如萤石是有效的助熔剂，但他对耐火材料的侵蚀较大，在熔制条件允许的情况下最好不用，硝酸钠对耐火材料侵蚀较大，而且价格昂贵，除了做澄清剂脱色剂以及有时为了调节配合料气体率，少量使用外，一般不作为引入氧化钠的原料。 二、二、原料的运输与储存 原料的运输和储存，是玻璃生产中不可忽视的问题。如果原料运输与储藏处理不当，会使原料发生报废，供应中断，或积压资金，对生产来说都将来造成影响。 原料储存应该有一定的数量。储量不足，可能供应不上，影响正常生产。储量过多积压资金，增加储量的困难。一般根据原料日用量、原料的运距、可靠性来决定，储存数日至十日。 原料的容量重量，系数（T/M3）。一般以硅砂、砂岩、长石为1.8；石灰石、白云石为1.7；纯碱为0.9；硫酸钠为1.0；锂云母为0.543。 三、原料的加工

集散控制系统

直接数字控制系统 现场总线控制系统 实时控制 传输速率 计算机控制系统 集散控制系统 现场总线 组态 串行传输 通信协议 监督计算机控制系统 分级控制系统 模拟通信 数字通信 并行传输 开放系统互连参考模型 数字滤波： 实时 三、单项选择题 1. TDC3000系统进行NCF组态时，每个系统可以定义（）个单元。 (A)24 (B)100 (C)36 (D)64 2. TDC3000系统进行NCF组态时，每个系统可以定义（）个区域。 (A)24 (B)10 (C)36 (D)64 3. TDC3000系统运行中，HM 如出现故障，可能会影响（）。

(A) 控制功能运行 (B) 流程图操作 (C) 键盘按键操作 (D) 以上3种情况都有 4. TDC3000系统运行中，在HM 不可以进行如下操作（）。 (A) 格式化卡盘 (B) 流程图文件复制 (C) 删除系统文件 (D) 删除用户文件 5. TDC3000系统中，HPMM 主要完成以下功能（）。 (A) 控制处理和通讯 (B) 控制点运算 (C) 数据采集处理 (D) 逻辑控制 6. TDC3000系统中，每个HPM 可以有（）卡笼箱。 (A) 8个 (B) 6个 (C) 3个 (D) 没有数量限制 7. TDC3000系统中，当IOP卡件（如AI卡）的状态指示灯闪烁时，表示此卡件存在（）。 (A) 通信故障 (B) 现场输入/输出参数超量程报警(C) 软故障(D) 硬件故障 8. TDC3000系统中，若有一组AO卡为冗余配置，当其中一个AO卡状态指示灯灭时，其对应FTA 的输出应为（）。 (A) 输出为100，对应现场为20mA (B) 正常通信 (C) 输出为设定的安全值 (D) 输出为0，对应现 场为4mA 9.TDC3000系统中，HLAI为高电平模拟量输入卡，不可以接收（）信号。 (A) 24VDC信号(B) 4-20mA信号(C) 1-5V信号 (D) 0-100mv信号 10. TDC3000系统中，若有一组DI卡为冗余配置，则其对应的FTA应为（）。 (A) 不冗余配置(B) 冗余配置(C) 由工艺重要性确定是否冗余配置 (D) 由控制工程师确定是否冗 余配置 11. TDC3000/TPS系统中，每个LCN系统可以定义（）个AREA区域。 (A) 36 (B) 100 (C) 20 (D) 10 12.TDC3000/TPS系统中，操作员的操作权限是通过（）的划分来限制的。 (A) UNIT单元(B) HPM硬件 (C) AREA区域 (D) 由工艺流程岗位 13. TDC3000/TPS系统中，每个AREA区域可以定义（）个操作组。 (A) 390 (B) 400 (C) 450 (D) 20 14. TDC3000/TPS系统中，操作员在操作组画面上不可以进行下列（）操作。

(完整版)基于PLC的自动配料系统毕业设计

毕业设计（论文）任务书 专业电气自动化 一、课题名称：基于PLC的自动配料系统设计 二、主要技术指标：系统配料精度：±1%，首尾滚筒距： 2~6m，常用带速： 0.01-0.05m/s 物料密度0.75~2.0t/h，灵敏度：2mv/v 准确度等级：c3级综合误差：±0.02%最大 称量最大安全负荷： 150%最大称量极限过负荷：200%最大称量，称重传感器输入信 号范围 0~30mv，速度传感器输入信号范围： 0~20Hz， RS485串行通讯接口。 4、操作界面要求显示每种物料的下料设定值、实际下料值；通过界面上设置的启动、停车 按钮实现整个系统的开停。 [2]章皓，王先忧，应力刚.可编程控制器在配料自动控制系统中的应用[J].机电工程 [3]秦益霖，MPS课程项目 [4]段梅，李新，PLC在混料控料系统的应用[J]。1997，23（10）：30—32，41 [5]张本举，自动配料系统的设计，中国铝业中州分公司计控室，2000年 学生（签名）2010 年 5 月7 日 指导教师（签名）2010 年5 月10 日 教研室主任（签名）2010 年5 月10 日

系主任（签名）2010 年 5 月12 日

毕业设计（论文）开题报告

基于PLC的自动配料系统设计目录 摘要 Abstract 第1章课题来源背景 (1) 1.1.1 课题来源……………………………………………………………………1.1.2 研究的目的和意义…………………………………………………………1.2 设计任务与总体方案的确定………………………………………………. 1.2.1 设计任务……………………………………………………………………… 1.2.2 总体设计方案的确定……………………………………………………… 第2章PLC概述 (1) 2.1 PLC的发展历史................................................. (3) 2.2 PLC的硬件和软件 (4) 2.3 PLC的通讯联网…………………………………………………………… 2.4 PLC的注意事项.....................................................................第3章配料系统简介. (5) 3.1 自动配料系统的特点及优点 (6) 3.2 自动配料系统的组成 (8) 3.3 配料技术的最新进展 (11) 第4章自动配料系统设计 (14) 4.1 称重方式选择 (14) 4.2 给料方式选择…………………………………………..……….. ………….1 5. 4.3 生产线结构 (16) 4.4 配料系统的组成……………….………………………..…………………... 4.5 输送装置的设计………………………………..…………………………….. 4.6 计量系统的设计........................................................................ 第5章控制系统的硬件设计. (19) 5.1 PLC的选配 (19) 5.2 S7—200的特征 (20) 5.3 S7—200的主要组成部件 (23) 第6章系统的软硬件设计 (30) 第7章系统的监控组态 (43) 第8章结束语 (58) 参考文献

玻璃配方计算和配合料制备

实验三玻璃配方计算和配合料制备 1 目的意义 1.1 意义 配方计算是根据原料化学成分和所制备的玻璃成分等计算各种原料的需要料。配合料制备就是按照配方配制并加工原料，使之符合材料高温烧制要求。 配方计算和配合料制备是玻璃乃至各种无机非金属材料新品种研制和生产必不可少的工艺过程。配方计算也是对后续玻璃熔制工艺参数的预测，配合料制备则直接影响玻璃的熔制效果和成品性能。 1.2 目的 (1)进一步掌握配方计算的方法； (2)初步掌握配合料的制备方法和步骤； (3)了解影响配合料均一性的因素。 2 实验原理 2.1 玻璃成分的设计 首先，要确定玻璃的物理化学性质及工艺性能，并依此选择能形成玻璃的氧化物系统，确定决定玻璃主要性质的氧化物，然后确定各氧化物的含量。玻璃系统一般为三组分或四组分，其主要氧化物的总量往往要达到90％(质量)。此外，为了改善玻璃某些性能还要适当加人一些既不使玻璃的主要性质变坏而同时使玻璃具有其他必要性质的氧化物。因此，大部分工业玻璃都是五六个组分以上。 相图和玻璃形成区域图可作为确定玻璃成分的依据或参考。在应用相图时，如果查阅三元相图，为使玻璃有较小的析晶倾向，或使玻璃的熔制温度降低，成分上就应当趋向于取多组分，应选取的成分应尽量接近相图的共熔点或相界线。在应用玻璃形成区域图时，应当选择离开析晶区与玻璃形成区分界线较远的组成点，使成分具有较低的析晶倾向。 为使设计的玻璃成分能在工艺实践中实施，即能进行熔制、成型等工序，必须要加入一定量的促进熔制，调整料性的氧化物。这些氧化物用量不多，但工艺上却不可少。同时还要考虑选用适当的澄清剂。在制造有色玻璃时，还须考虑基础玻璃对着色的影响。 以上各点是相互联系的，设计时要综合考虑。当然，要确定一种优良配方不是一件简单的工作，实际上，为成功地设计一种具有实用意义，符合预定物化性质和工艺性能的玻璃成分，必须经过多次熔制实践和性能测定，对成分进行多次校正。 表2-1给出两种易熔的Na2O-CaO-SiO2系统玻璃配方，可根据自己的要求进行修改。 表3-1易熔玻璃的成分示例 配方编号SiO CaO MgO A12O3Na2O 备注 2 l 71.5 5.5 1 3 19 氧化物质量百

-控制系统设计基础

控制部分： 一、根据人体红外辐射传感器原理，设计一个自动门控制系统 1.画出系统组成方框图（不得少于4个环节)， 人体信号－光学系统-热释电红外传感器-信号处理－自动门控制电路-开关 2.介绍系统运行原理（不多于50字) 3。说出这是按什么控制的(不多于２0字） ４．如果将人换成工厂里来了一辆运输车什么来着的，修改哪个环节最好(不多于20字）。 二、水池里的水有时会太多,有时会太少，设计一个液位控制系统 1。画出系统组成结构图, 2．介绍控制装置各个原件，对应什么,有什么用. 期望液位-比较器-控制器(机械或气动装置）－执行器（阀门)-被控量(水池液位)—检测装置（传感器) 三、对于一阶惯性系统，根据系统控制要求选择合适的控制器，可选择的控制器有Ｐ，Ｉ，D,ＰI，PD,ＰIＤ，有２小问， １．追求较好的控制速度，容许有稳态误差,期望无超调，说出理由（不多于50字), 2．期望较好的控制速度,不容许有稳态误差,期望无超调,说出理由(不多于５0字) 传感器与检测部分:?一、填空题 1．电涡流传感器那里的，线圈下方放置金属导体时，等效电阻会怎样（变大）,等效电感会怎样（变小），等效品质因数会怎样(变小）， ２。电容式传感器根据不同的结构分为哪3类(变极距，变面积，变介电常数）, 3。光纤传感器的组成（纤芯，包层,保护套)，光在光纤中传播，入射角与折射率应满

足(光在包层和纤芯的分界面上发生全反射）. 二、应变片 １．什么是金属导体的电阻应变效应：导体的电阻在受力产生变形时发生变化的现象。 ２。金属导体标准阻值R为1200欧姆，传感器灵敏度K为2，应变ε是几百微应变,求电阻变化了多少？（ΔR/Ｒ=Kε） 3.一个等强度悬梁臂,上面贴2块应变片,下面贴2块应变片，组成全桥,从上方施加压力，画出电桥的电路，并标出阻值的变化情况,电源电压１０V,求输出电压。??三、热电偶1。说出热电偶的测温原理(热电势的组成及原因，接触电势和温差电势)， ２。计算题,和书上一个例题一样，数值不一样，求热端温度T，给你Ｅ（Ｔｎ，0）和E(T，Tn）求T,会给一张温度表（PＳ：书上有，要会查表= =） 面试： 第一，是英文翻译，是现代控制理论的。?第二，是专业问题. 1,用了PＤ调节器时，出现了较大的震荡，是什么原因(P的增益设的太大） 2，增大无阻尼固有频率会有什么好的影响,但是这样又会有什么不利的影响。 ３，非线性有哪些具体形式，对系统有什么影响。?４，李雅普诺夫稳定性的本质是什么，李雅普诺夫稳定判据可以判别非线性系统吗. 5，什么是静稳定飞机,什么是静不稳定飞机. 静稳定性，静不稳定,静中立稳定 动稳定，动不稳定，动中立稳定?6，阻尼器的作用是什么。 以飞机角运动作为反馈信号,稳定飞机的角速率，增大飞机运动的阻尼,抑制振荡７，飞机飞行时需要用到哪些传感器。 驾驶杆力传感器，驾驶杆位移传感器，脚蹬位移传感器,温度传感器，压力传感器,加速度传

基于LC的自动配料控制系统说明书

自动配料／四节传送带控制系统设计 一、选题背景及题目来源工业实际项目，可在天科TKPLC-A实验装置自动配料／四节传送带的模拟控制实验区完成本模拟实验。 二、训练目的（1）熟练使用各条基本指令，通过对工程实例的设计和模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试； （2）绘制电气原理图及接线图； （3）选择电气元器件； （4）设计工业实际系统； （5）完成模拟实验。 三、要求实现的功能1、能实现遇到故障进行报警：加一个电铃，当出现故障时，电铃立刻就响 2、实现对混合物料的配送：设置两个进料阀A,B，一个出料阀Ｃ，同时设置三个分别为高、中、低料位传感器和一个搅拌机。初始时，自动配料装置处于ＯＦＦ状态，装置内无物料，三个传感器皆处于ＯＦＦ状态，当打开进料阀Ａ，物料ａ开始进料，当物料ａ到达中位传感器时，进料阀Ａ关闭，进料阀Ｂ打开，物料ｂ开始进料，当物料ｂ到达高位传感器时，进料阀Ｂ关闭，搅拌机开始搅拌，几秒后，搅拌机停止搅动，出料阀Ｃ打开，开始放料。 由于电动机工作不稳定，所以传送带的速度不一定会匀速，3、控制皮带的传输速度：容易造成物料的堆积 采用变频器来控制传送带的速度，把变频器频率来源设为面板控制或是电位器控制，这样就可能通过调面板的上下按键或电位器来控制传送带的最大速度，可以使用ZLDS100激光传感器测量电机的振动，从而检测出电机振动速度，同时将电动机的速度反馈给ＰＬＣ，通过ＰＬＣ来控制变频器来保持电动机的转速 4、对物料的溢出进行控制：由于当小车开走之后，此时立即关闭出料口，但是传送带正间隔两秒依次停止，此时必然会有物料溢出，需要在出料口添加一个定时器，设置小车一次装好物料所需的时间，时间到了就关闭出料口 5、实现手动操作和自动控制配料功能 6、可实现远程管理：控制室的计算机可以与总经理室的计算机联网 7、整个系统均为人机对话模式，操作简单易用，维护方便 8、具有操作员权限管理、现场管理和网络化的远程服务等功能 四、实验设备1、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件及其他办公软件的计算机一台 2、天科TKPLC-A实验装置 五、设计任务（1）根据控制要求分析控制及动作过程，设计硬件系统；（2）绘制电气原理图及接线图； （3）设计软件系统； （4）组成控制系统； （5）进行系统调试，实现（三）所要求的控制功能，完成模拟实验。 （6）撰写课程设计说明书。 六、推荐参考资料1、天科TKPLC-A实验装置实验手册 2、《S7-200可编程序控制器手册》，西门子技术服务中心，四川省机械研究设计

玻璃配料系统原料配料精度提高的设备改进方法

全国性建材科技期刊——《玻璃》2018年第7期总第322期 玻璃配料系统原料配料精度提高的设备改进方法 黄敏 (漳州旗滨玻璃有限公司漳州市363401 ) 摘要根据高档浮法玻璃生产线对原料配料线的要求，结合实际生产中因设备设施引起物料的损失及玻璃配料成分的差 异，采取设备性能改进的有效措施；从配料环节的管控，提高配料精度，优化系统环境，成功实现在线原料设备改造完 善，为生产高质量玻璃提供参考。 关键词配料精度玻璃成分物料损失除尘器三通翻板气动闸板 中图分类号：TQ171 文献标识码：A文章编号：1003-1987(2018)07-0034-05 Equipment Improvement Method for Improving Raw Material Batching Accuracy in Glass Batching System HUANG Min (ZhangzhouKibing Glass Co.,^~td,zhangzhou, 363401 ) Abstract: According to the requirement of raw material batching line for high grade float glass production line,combined with the loss of material and the difference of glass ingredients in actual production because of the problems existing in equipment and facilities,the effective measures are taken to improve the performance of equipment;from the management and control of the ingredient link,the precision of the burden is raised and the system environment is optimized.The work can provide reference for the transformation and improvement of online raw material equipment. Key Words: Ingredient accuracy,glass composition,material loss,dust collector,three way turnover plate, pneumatic gate 〇引言 当今玻璃市场竞争愈发激烈，各企业不断追 求高品质、低成本、排放达标等来提高企业的 竞争力。玻璃配料质量、成分稳定、物料控制 及其防污染是浮法玻璃生产中的重要环节之一。如何确保玻璃原料成分稳定，物料损失控 制在最低限度，是生产高品质玻璃、降低消 耗、改善作业环境的重要保障。以在正常生产 期间解决实际生产中配料线存在的物料损失，成分波动、环境污染引发的玻璃质量问题为例，简述设备改造的经验，为同行解决类似问 题提供参考。 341技术背景 原料配料系统是玻璃生产的重要环节，原料 质量、成分、物料损失、混合均匀度、防污染是 原料工艺重要控制指标，除原料本身的质量通过 检测手段保证外，其他均由系统配套设备、设施 的性能决定的。前期玻璃生产线设计、设备选 型、安装时或多或少存在缺失，导致很多生产线 的配料系统在原料成分稳定、物料损失、环境污 染管控等方面存在各种问题。在当前玻璃市场对 质量要求提升、成本要求下降、环保对粉尘排放 控制要求更加严厉的迫切需要下，对现有配料系 统存在的缺陷有必要实现在线技术改造。

控制系统的设计

5、控制系统的设计 5.1 控制策略的选择 在3.2节转子的位移方程一节，我们已经论述过，对转子的位移方程进行变换后， 可以得到如下的电流和位移之间的传递函数： X i K ms K s I s X s G -==2)()()( （5—1） 由上式可以看出，该对象有两个实数极点，其中一个在正实轴上，因而是一个不稳 定的二阶对象，只有通过闭环控制才有可能使之稳定地工作。然而，闭环控制也有很多 种控制策略，采用古典控制论中关于连续系统的分析方法进行近似分析，经分析可知，使系统稳定的基本控制规律为PD 控制。下面对其进行分析。 （1）PD 控制策略 假设PD 控制器传递函数为 ]1[)(s T K s G d p c += （5—2） 其中，K P 为比例系数，T d 为微分时间常数。当忽略功率放大器和位置传感器的惯性， 设功放放大系数为K a ,传感器放大系数为K s ，则此时整个系统的闭环传递函数为： ) ()(1)()()(s G s G K K s G s G K s c s a c a +=Φ （5—3） 将式（5—1）和式（5—2）代入式（5—3）中可以得到： x p i s a d p i s a d p i a K K K K K s T K K K K ms s T K K K s -+++=Φ2) 1()( （5—4） 令k K K K K K x p i s a =- （5—5） 用Routh 判据可知，该系统稳定的充要条件为包括k 在内的所有参数均大于0。由 式（5—4）和（5—5），可得闭环系统的特征方程为 02=++k s T K K K K ms d p i s a

自动配料装车系统控制报告

自动配料装车系统控制报告 姓名：黄贵 专业：机电一体化技术 班级：2011033202 学号: 201103320242 指导老师：陈少航

1 监控系统的结构与功能 1．1 监控系统的结构 自动配料监控系统由两台计算机作为整个系统的人机界面。其中一台为主站，完成全部系统参数设定、过程监控、数据记录；另一台作为从站，以主站为依托，主管后配料系统的数据设定、过程监控。主站直接同西门子S7—300 PLC系统、前配料秤自动控制仪表和后配料秤相通信。 前配料监控系统现场采用密封型接线盒，防尘、防潮，可确保信号传输可靠。前配料秤仪表采用专用工业过程控制仪，通过RS一485总线与中控室实现通信，既可独立控制，又可实现PLC联机控制。各阀位及卸料器位置信号检测采用霍尔传感器，具有无触点、抗干扰、抗粉尘、耐潮湿的特点。料仓仓位采用重锤式料位计，可实现连续仓位检测。后配料监控系统主秤采用高精度配料皮带秤，附料采用减量秤（失重秤），非离子泵、香精泵、流量检测采用间接方式，即通过压力变送器实时检测管道压力，由压力变化判断出料口、进料口是否堵塞。 1.2 监控系统的功能 监控系统具有人机交互、通讯、显示及存储、打印等功能，并具有数据、图形显示，状态监控、数据输入、信息存储等各种有关操作的功能画面。系统可实现实时过程数据监视、模拟显示工艺流程、实时数据记录查阅、系统操作员权限设定、工艺参数设定、设置运行过程事件报警及手动与自动控制切换。监控系统中现场控制仪表实时显示流量、载荷、累计值、温度等。温度指示通过现场温度显示仪表、压力指示通过现场压力显示仪表及电机的电流经现场显示仪表远传至中控室集中显示。变频器调节配备自动切换开关，与主控计算机通讯。 2 监控系统控制过程 2．1 前配料监控系统的控制过程 2．1．1 自动称料 自动称料控制单元主要为l0台称重控制仪表，PLC作为辅助控制系统，计算机人机界面显示配比参数（配方）及监控记录实时数据。在自动控制方式下，单击前配工艺画面中自动配料“启动”按钮，或前配控制柜“启动”按钮，称重控制仪表就按设定好的配方打开10台秤的称料阀。如果系统检测到某台秤配料阀未关，会发生报警并进入暂停状态。每台秤根据称料快慢设有提前量，当控制仪表检测到秤称料重量达到设定值时，会减去提前量，控制仪表则关闭进料阀。提前量可人为修正或自动修正，使控制仪表控制配料秤每次配料精度达到设定的目标值。

玻璃厂称重配料自动控制系统

玻璃厂称重配料自动控制系统（玻璃窑炉自动配料控制系统） 玻璃厂称重配料自动控制系统
玻璃厂称重配料自动控制系统 （玻璃窑炉配料自动控制系统）的主要目标是根据原料配料的工 艺要求，将颗粒状或粉状原料经称量、混合等工序 ，配制为成份、水分合格的混合料并送入熔 窑料仓。 玻璃厂配料控制系统， 实际上是以散装物料为主的材料配料控制系统。 称重配料自动控制系统由 电子称量机构、称重控制仪表、PLC 以及工业计算机四大部分组成。 玻璃窑炉自动控制系统如下图： l 电子称量机构一般指含传感器、称量仓、给料设备（气动或电动阀门/电振机/螺旋绞刀） 和 排料设备组成的计量单元，也可以是皮带给料秤、螺旋给料秤等； l 一般 1 台称重控制仪表连接 1 台电子称量机构，1 台电子称量机构可对应 1 个或多个原料仓； l PLC 作为逻辑控制核心按工艺配方要求执行电子秤的称量操作； l 工业计算机（与普通计算机完全兼容，更为适应工业恶劣环境）作为上位机是人和机器对话’\
称重配料自动控制系统的特点 工业计算机可以兼容任何 PC-Base 的工控机或商业计算机、手提电脑； 上位机 + PLC 的结构提高了系统的可靠性。上位机除了下达初始工艺参数和控制指令外，不 参与 PLC 的实时控制过程，即使上位机处于脱机状态，PLC 也能顺利地完成当前的生产任务； Windows 操作系统下的高级语言与汇编混合编程， 既保证了系统的可靠性， 又便于软件升级； 中文（简体或繁体）或英文（按要求）友好人机界面，操作非常简便，仅需 1 个小时即可学 会操作； 动态的工艺流程显示画面，操作人员可通过彩色显示器直观地监视整个配料控制过程，包括 料仓输送设备的工作状态、秤量数据、混合机和各种工艺闸阀门的工作状态等；

控制系统的极点配置设计法

控制系统的极点配置设计法 一、极点配置原理 1.性能指标要求 2.极点选择区域 主导极点： n s t ζω 4 = ；当Δ=0.02时，。 n s t ζω 3 = 当Δ=0.05时,

3.其它极点配置原则 系统传递函数极点在s 平面上的分布如图（a ）所示。极点s 3距虚轴距离不小于共轭复数极点s 1、s 2距虚轴距离的5倍，即n s s ξω5Re 5Re 13=≥（此处ξ，n ω对应于极点s 1、s 2） ；同时，极点s 1、s 2的附近不存在系统的零点。由以上条件可算出与极点s 3所对应的过渡过程分量的调整时间为 135 1 451s n s t t =?≤ ξω 式中1s t 是极点s 1、s 2所对应过渡过程的调整时间。 图（b ）表示图（a ）所示的单位阶跃响应函数的分量。由图可知，由共轭复数极点s 1、s 2确定的分量在该系统的单位阶跃响应函数中起主导作用，即主导极点。因为它衰减得最慢。其它远离虚轴的极点s 3、s 4、s 5 所对应的单位阶跃响应衰减较快，它们仅在极短时间内产生一定的影响。因此，对系统过渡过程进行近似分析时。可以忽略这些分量对系统过渡过程的影响。 n x o (t) （a ） （b ） 系统极点的位置与阶跃响应的关系

二、极点配置实例 磁悬浮轴承控制系统设计 1.1磁悬浮轴承系统工作原理 图1是一个主动控制的磁悬浮轴承系统原理图。主要由被悬浮转子、传感器、控制器和执行器(包括电磁铁和功率放大器)四大部分组成。设电磁铁绕组上的电流为I0，它对转子产生的吸力F和转子的重力mg相平衡，转子处于悬浮的平衡位置，这个位置称为参考位置。 （a）（b） 图1 磁悬浮轴承系统的工作原理 Fig.1 The magnetic suspension bearing system principle drawing 假设在参考位置上，转子受到一个向下的扰动，转子就会偏离其参考位置向下运动，此时传感器检测出转子偏离其参考位置的位移，控制器将这一位移信号变换成控制信号，功率放大器又将该控制信号变换成控制电流I0+i，控制电流由I0增加到I0+i，因此，电磁铁的吸力变大了，从而驱动转子返回到原来的平衡位置。反之，当转子受到一个向上的扰动并向上运动，此时控制器使得功率放大器的输出电流由I0，减小到I0-i，电磁铁的吸力变小了，转子也能返回到原来的平衡位置。因此，不论转子受到向上或向下的扰动，都能回到平衡状态。这就是主动磁轴承系统的工作原理。即传感器检测出转子偏移参考点的位移，作为控制器的微处理器将检测到的位移信号变换成控制信号，然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流在执行磁铁中产生磁力从而使转子维持其悬浮位置不变。悬浮系统的刚

DCS控制系统介绍

DCS控制系统应用范围： 集散型控制系统(DCS)采用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制，适用于化肥、化工、食品、粮食、制药、智能生物、饲料等行业自动化系统改造及自动化系统生产线，能够保证生产安全,提高自动化水平和管理水平,提高产品质量，提高劳动生产率，降低人工费用、能源消耗和原材料消耗。 DCS控制系统结构： ◆集散型控制系统采用标准化、模块化和系列化设计，由集中管理部分、分散控制检测部分和通信部分组成。 集中管理部分包括管理计算机、工程师站.操作站。管理计算机用于系统的信息管理和优化控制，工程师站用于组态和维护，操作站用于监视和操作。 分散控制监测部分包括控制站、监测站或现场控制站，用于控制和监测。通信部分连接系统各个分布部分，完成数据、指令及其他信息的传递。 DCS控制系统系统特点：

◆各工作站独立完成合理分配的数据采集、处理、计算、监视、操作、控制等规定任务。 ◆控制功能齐全,控制算法丰富,集连续控制、顺序控制和批量控制于一体,系统可控性高。 ◆操作方便、显示直观、可监视性好。 ◆人机会话系统实用、简捷,工艺流程状态图、参数表、历史趋势图、实时趋势图、信息报警、故障分析、操作指导等窗口画面丰富。 ◆DCS控制系统可以通过电脑在专用软件环境下进行编程，较小的参数修改和程序变更送入PLC不会引起中断运行，并且PLC的内变量参数也可在线读写，因而方便了程序的维护和检查。 ◆积木式系统结构,开放式、标准化、模块化设计的硬件和软件，配置灵活,适应

性和扩充性好。 ◆实时采集、分析、记录、监视、操作控制过程对象参数,在线修改系统结构和组态回路，在线维护局部故障，系统可用性高。 ◆采用系统结构容错设计,任意单元失效时可保持系统的完整性,全局性通信或管理站失效时可维持局部站的工作。 ◆具有事故报警、双重化措施、在线故障处理等手段，系统可靠性、安全性高。山东祺龙电子有限公司创建于1998年，是山东省高新技术企业、全国肥料机械设备协作联盟副理事长单位，设有市级自动配料系统工程技术研究中心。拥有国家发明专利和实用新型专利二十多件。集科研开发、工程设计、生产安装、调试服务于一体的国内规模较大的自动化控制计量设备专业制造商。 公司创建二十年来，一直致力于化肥行业自动化配料计量设备、自动包膜系统、自动控制系统的研制开发。并承接有机肥、掺混肥、微量元素肥、水溶肥、硅肥等整条生产线的制造、安装、调试。产品远销巴基斯坦、越南、南非等国家和地区。因在化肥行业的良好口碑，被授予“全国肥料机械设备协作联盟副理事长单位”、“中国化肥行业优质设备配套供应商”、“自动化计量设备指定供应商”等荣誉称号。

触摸屏盖板玻璃生产线配料系统设计 赵学军

触摸屏盖板玻璃生产线配料系统设计赵学军 发表时间：2018-02-03T17:29:44.257Z 来源：《基层建设》2017年第31期作者：赵学军 [导读] 摘要：触摸屏盖板玻璃具有表面硬度高、厚度薄、透过率高、抗冲击性能较好等优点，可应用于手机、数码相机及平板电视等的触摸屏。 凯茂科技（深圳）有限公司 518000 摘要：触摸屏盖板玻璃具有表面硬度高、厚度薄、透过率高、抗冲击性能较好等优点，可应用于手机、数码相机及平板电视等的触摸屏。基于此，本文就围绕触摸屏盖板玻璃生产线配料系统设计展开分析。 关键词：触摸屏盖板玻璃；生产线；配料系统设计 1、原料配料控制系统的发展 1.1早期原料配料系统 早期玻璃厂采用的原料配料称量设备是机械台秤进行称量。核心控制部分采用继电器进行控制。这种系统结构简单、操作方便、价格低廉。但是称量精度低、人工操作劳动强度大、易损部件多、不能自动记录称量结果。 1.2传统原料配料系统 主要包括配料控制器、PLC、计算机、给料控制装置。配料控制器控制每台秤的补料、排料，PLC控制配料时序，计算机对整个配料过程进行监控和管理。系统硬件线路复杂、计算机与配料控制器的通讯可靠性差、可靠性低。 1.3新型原料配料系统 使用专门的PLC玻璃原料配料控制模块，实现配料控制，目前，支持PLC的计算机控制软件越来越多，使计算机与PLC的数据交换变得简单、可靠。触摸屏盖板玻璃生产线系统采用PLC模块控制。 2、触摸屏盖板玻璃生产线原料配料系统组成 触摸屏盖板玻璃生产线工艺布置实行全封闭式设计，配料系统采用单排与双排库结构。各种原料均为合格粉料进厂，通过机械运输进入各种原料仓，经提升、称重、输送、混合、运输至窑头料仓；碎玻璃原料经生产线处理后，由皮带机送入到玻璃料仓，经称量、运输后，与混合料一起进入窑头料仓，准备进入熔窑。配料系统主要部分如下： 2.1称量系统 称量系统采用电磁振动给料机通过专用减振件连接至给料机。该给料机具有多弹簧板结构，使其工作稳定、噪音低、料流运行平稳。控制部分采用自适应控制方式。配料的称量过程采用模糊算法程序，即系统根据物料的喂料或排料状况自动调整给料速度，使其完全满足工艺误差的要求。自适应控制方式是替代经典的双速+提前量控制方式的新技术，在此类控制器的控制下产量和精度均有大幅度的提高，同时也完全去掉人为设定值对系统的影响。 2.2混合及加水系统 称量好的物料通过配料皮带进入混合机内进行混合操作。混合分为干混和湿混，湿混加水采用智能化加水系统。即设定好混合机出口的混合料的湿度百分比，系统将根据工艺给出的干基量配方和有关物料的含水量，自动的、实时的计算出当前混合机内物料的加水量并将其数值传给加水系统，加水系统根据加入水量值采用气压式向混合机内注水，使其混合料的含水量保持给定的、最佳的工艺数值。混合后排料有正常和排废两种模式。排废时，混合料排入废料仓通过人工排除；正常时，混合料排入中间仓通过振动给料机将物料排入混合料皮带并与碎玻璃秤排下的碎玻璃一起通过斗式提升机以及窑头皮带送入窑头仓。 2.3电气控制系统 电气控制系统系由称量控制柜、数据处理系统、主控柜和动力柜组成。它们独立运作，又以问答的方式相连，提高了系统自动化程度和可靠性。控制范围包括：石英砂、碎玻璃上料、系统喂料、自适应调节、称量、系统排料、配料皮带机、混合机的启停、排料门的开关、混合机的加水、混合机下接料、除尘、混合料皮带、斗式提升机、窑头皮带的启停控制。 控制系统具有全自动、自动和手动功能。无论在何种方式下，都含一种强制功能，可以立即启动或停止某种操作，以应付突发事件。全自动是带有计算机监控及所有数据功能的自动方式；自动是无计算机管理的自动工作方式，系统在称量单元和逻辑单元的控制下，按原配料程序和预定的精度进行操作，配方由PLC的OP操作板的键盘输入。手动去掉系统的连锁功能，单台启动输送或混合设备并利用称量单元的控制功能进行配料操作，该方式一般为试车及紧急状态时使用。系统提供连续配料和定批次配料两种方式，并可自由无扰动转换。 3、系统特点、关键问题及解决措施 3.1系统特点 该系统除具有通常的全自动配料和数据处理及配方管理的功能外，更重要的是引进了国外先进的控制管理的自动化理念。高可靠的现场检测手段和高级的软件功能使系统具有了更加面向操作者、面向工厂管理者、面向提高分析能力的智能化控制系统。 系统的重要特点是在完成所有配料操作的同时，将实时提供全方位的故障说明、排除方法、操作指南、操作记录、设备运行记录、配方使用记录等过程并将及时给出分析及判断，使其系统达到高度自动化的同时具有更强的智能化，为科学的管理提供真实的素材和可行的方法。 3.2关键问题 3.2.1配合料含量问题 配合料中由配料设备引入铁粉的含量＜30ppm；有害杂质Ti、V、Mn、Ni、Cr、Cu等金属含量分别＜3ppm；配合料必须保持一个均匀混合状态，允许分层量为±0.5%；配合料使用的碎玻璃控制碎玻璃细分含量，不需要筛分，粒度尺寸不超过直径20㎜。 3.2.2加料和称量精度问题 称量期间原则上可能出现两种错误，即标准值的平均值和平均值的偏差之间的差异。加料错误通常是系统的特征并且可以被最大限度地消除。加料稳定性通常具有事故性特征，只能通过改变工艺参数降低。静态精度是加静态荷载到电子秤中的误差范围，它是显示重量值和真实荷载重量之间的差别。该数据是使用的电子秤、包括传感器相关的一种定量的质量数据。传感器按照OIML标准制造和检查。动态精度是称重期间料方中给出的标准值和实际称量原材半书牧量之间的差别。该数据是使用的加料技术相关的定量的质量数据。动态精度与加