infi-90集散控制系統(tǒng)是美國bailey公司生產(chǎn)的，具有可靠性高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，易于程序的開發(fā)，等諸多優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)由三大部分組成：操作員接口站（ois）和工程師工作站（ews）;通訊網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)接口單元(ici);過程控制單元（pcu）。其通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為分層網(wǎng)絡(luò):包括由環(huán)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成的中心環(huán)，子環(huán)，工廠環(huán)等，由總線結(jié)構(gòu)構(gòu)成的控制通道，子總線，現(xiàn)場總線等，如圖1所示。infi-90系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)由完整的硬件設(shè)備及豐富的過程控制軟件構(gòu)成，過程控制單元主要由通訊模件（npm,nis）多功能處理模件(mfp)用于數(shù)字量,模擬量或控制的i/o模件和雙層結(jié)構(gòu)的控制總線組成。一個pcu可掛接32個mfp模件,一個mfp可帶64個模件。各i/o模件都采用單點(diǎn)輸入,輸出,各通道相互獨(dú)立。通過功能碼進(jìn)行軟件組態(tài)�？蓪�(shí)現(xiàn)各種反饋控制,順序控制,批量控制等。

　　全廠集散控制系統(tǒng)由9個節(jié)點(diǎn):即2個操作員接口站,5個過程控制單元,1個工程師工作站與1個計(jì)算機(jī)接口單元和冗余的通訊環(huán)路組成。5個pcu站分別控制生料系統(tǒng)，窯尾系統(tǒng)，窯頭系統(tǒng)，煤磨系統(tǒng)，水泥磨系統(tǒng)。

　　下面就以煤磨自動控制系統(tǒng)為例，闡述infi-90系統(tǒng)在生產(chǎn)控制中的設(shè)計(jì)應(yīng)用。

1煤粉制備系統(tǒng)的構(gòu)成及磨負(fù)荷檢測

　　煤粉制備系統(tǒng)是一個閉環(huán)系統(tǒng),其工作過程是原煤倉中的原煤經(jīng)變頻調(diào)速圓盤給料機(jī)進(jìn)入磨機(jī)進(jìn)行研磨,研磨后的煤粉由窯頭一次風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓風(fēng)帶入粗細(xì)粉分離器,粗細(xì)粉分離器將煤粉按粒徑大小進(jìn)行分離,粗顆粒返回煤磨繼續(xù)進(jìn)行研磨,合格的細(xì)粉經(jīng)分格輪進(jìn)入煤粉倉,最后經(jīng)煤雙管喂料機(jī)以及窯頭一次風(fēng)機(jī)進(jìn)窯燃燒。

　　由于煤磨單獨(dú)放置于廠房內(nèi)，環(huán)境噪聲干擾較小,所以用探測聲強(qiáng)方式的磨機(jī)負(fù)荷檢測儀檢測到的聲強(qiáng)信號能直觀反映出煤磨內(nèi)部的負(fù)荷狀況。磨機(jī)負(fù)荷檢測儀的信號輸出值與磨內(nèi)物料的多少呈反比關(guān)系,磨機(jī)正常運(yùn)行時,磨負(fù)荷檢測值在一個較小的范圍內(nèi)波動。

　　基于上述檢測原理,將磨負(fù)荷作為主控參數(shù)。圓盤給料量作為調(diào)節(jié)量,可有效控制煤磨的工作狀況。

　　使用的infi-90集散控制系統(tǒng)具有良好的硬件接口特性,在煤粉制備自動控制過程中,將磨機(jī)的聲強(qiáng)信號由磨機(jī)負(fù)荷檢測儀變換為標(biāo)準(zhǔn)dc4-20ma信號,經(jīng)infi-90控制系統(tǒng)的imfbs01模擬量輸入子模件進(jìn)行輸入和處理,經(jīng)過煤磨負(fù)荷自動控制程序的運(yùn)算,將圓盤給料機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號經(jīng)imaso01模擬量輸出子模件進(jìn)行處理并輸出,調(diào)節(jié)圓盤給料機(jī)控制變頻器,達(dá)到調(diào)節(jié)圓盤轉(zhuǎn)速,控制煤磨負(fù)荷的目的。同時,對調(diào)速圓盤給料機(jī),磨機(jī),一次風(fēng)機(jī),分格輪,煤雙管喂料機(jī),稀油站油泵等設(shè)備的備妥信號經(jīng)imdsi02數(shù)字量輸入子模件進(jìn)行輸入和處理。在信號正確的情況下經(jīng)過控制程序邏輯運(yùn)算,經(jīng)imdso04數(shù)字量輸出子模件進(jìn)行處理并輸出,使設(shè)備啟動。同時將該設(shè)備的運(yùn)行信號經(jīng)imdsi02子模件進(jìn)行輸入,實(shí)現(xiàn)對煤粉制備系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控的目的。

2．控制軟件組態(tài)

2.1磨機(jī)負(fù)荷自動控制

　　通過對煤磨系統(tǒng)的動態(tài)分析，得出傳遞函數(shù)，將其系數(shù)與pid功能碼的參數(shù)進(jìn)行配置，便可實(shí)現(xiàn)磨機(jī)負(fù)荷與入磨量之間pid的調(diào)節(jié)。

　　為了克服外界電磁，噪聲等對磨機(jī)負(fù)荷檢測值的尖峰干擾，除在硬件上做處理外，在軟件上采用滯后和移動平均功能塊進(jìn)行處理。

1)滯后功能塊的邏輯關(guān)系式為：
outn=outn-1+(inn-outn-1)*tz/(t1+tz)
outn-1---當(dāng)前輸出值；
outn---前一采樣輸出值；
inn---當(dāng)前信號輸入值；
tz---采樣周期；
t1---用戶確定的滯后時間；

　　滯后功能塊相當(dāng)于低通濾波器，通過對磨機(jī)負(fù)荷檢測值的滯后處理，且選擇合適的滯后時間，即可以使檢測值變得平滑，又可保證檢測值及時到達(dá)控制回路進(jìn)行運(yùn)算。

2)移動平均功能塊的邏輯關(guān)系式為：
outn=(inn+inn-1+……+inn-m+1)/m
inn-1---前一采樣周期信號輸入值；
inn-m+1---前m-1采樣周期信號輸入值；
m---用戶確定的采樣周期數(shù)。

　　該模塊就是控制的需要適當(dāng)選擇幾個采樣周期的檢測值進(jìn)行平均處理，并按照任務(wù)周期及時間進(jìn)行不斷的順序計(jì)算。通過該功能塊的計(jì)算，可使一定周期內(nèi)磨機(jī)負(fù)荷檢測值的小幅波動歸于一條近似的直線。

　　將檢測信號在軟件上進(jìn)行滯后和移動平均處理后，使進(jìn)入控制回路的信號更加平滑，外界干擾基本消除，保證了控制的準(zhǔn)確穩(wěn)定性。

2.2煤磨系統(tǒng)設(shè)備順序起動及聯(lián)鎖控制

系統(tǒng)設(shè)備啟動分為兩組：

　　第一組為潤滑油稀油站油泵電動機(jī)啟動，在發(fā)出啟動命令后，首先啟動一號油泵，若3s后一號油泵未運(yùn)行則啟動二號油泵，兩臺泵能互相聯(lián)鎖及自動切換，且只能有一臺泵運(yùn)行，當(dāng)一臺故障跳閘時，操作臺發(fā)出報(bào)警信號，同時立即啟動另一臺泵，不影響磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　第二組為其他設(shè)備電動機(jī)啟動，在發(fā)出啟動命令后，按照工藝順序分別啟動圓盤喂料機(jī)，細(xì)粉下料器，粗粉回粉下料器，磨機(jī)啟動間隔為5s,停車時先停喂料盤，30s后停磨機(jī)，再過5s停粗粉下料器，1200s后停細(xì)粉下料器。
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