西門子S7-300在氧化鋁廠中的應用

氧化鋁車間現場石灰或礦土粉塵環境惡劣，車間的自動化控制顯得尤為重要。上位機的數據記錄及趨勢顯示功能為車間工作人員積累工藝經驗提供了良好的條件，有助於提高生產工藝技術，為管理提供依據，促進企業管理的規範化和設備故障的自動監測，確保工廠的安全生產。氧化鋁生產自動監控系統以工業控制計算機、可編程邏輯控制器及現場儀錶構成三級監控系統。可編程邏輯控制器選用西門子公司的s7-300系列plc，根據工藝流程在電控室設立3個控制站。工業機採用wincc作人機界面，通過mpi協議與各站進行數據通信，完成數據採集、處理、監測及控制功能。中央控制室分為伺服器和客戶機，客戶機主要完成系統組態及控制參數的在線修改、監控、報表顯示及列印等功能；伺服器主要完成對整個氧化鋁廠的數據處理。本系統的伺服器採用冗餘設計，兩個伺服器互為備用。

2 工藝流程 氧化鋁廠的工段主要有原料磨、溶出、赤泥沉降、控制過濾、分解分級及種子過濾、蒸發、成品過濾、焙燒及氧化鋁包裝堆棧工段等。而各個工段中所要實現自動化控制的設備具有很大的類似性。我們選取其中比較有代表性的原料磨車間的短路上料、石灰消化工段與氧化鋁包裝堆棧工段來說明整個plc控制系統的構成。 短路上料與石灰消化工段的距離較近，短路上料工段是為其它工段運送原料，通過三通留子將生石灰運到石灰消化工段，而在石灰消化工段中，將生石灰與熱水在化灰機中混合、攪拌，生成石灰乳。氧化鋁包裝堆棧相對其它兩個工段是獨立的，與其它兩個工段相距較遠，在氧化鋁包裝堆棧工段，主要是對貯存在氧化鋁大倉里的最後產品——氧化鋁粉末進行打包處理。

3 自動化方案設計3.1 設計思想 選用siemens公司s7-300 plc作為現場控制單元。根據氧化鋁生產各個工藝流程在電控室設置了三個控制主站，通過mpi將現場監測儀錶採集的信號送到電控室的伺服器。整個自動化監控系統構成scada(superv -isory control and data acquisition)系統，完成數據採集、處理、監視及對現場設備進行控制的功能。系統結構如圖1所示。

圖1 plc控制系統結構圖

(1) 設

SSI的最大傳輸距離理論上是可達400米的（需用一些技術來實現，並進入我們的GP1312儀錶），我們所應用的最大距離在江蘇淮河入海水道是300米。　　　　16位的並行輸出，實際也可達到3萬多分之一的解析度了，其主要是在總量程上減小輸出，因為4096圈大部分情況下不會用到。在精度上如是高程檢測，例如水閘或卷揚提升，可到毫米級，更高的精度實際上受機械安裝精度的限制也沒有意義。　　　　如要更遠距離的傳輸，可用匯流排型，我現在手上有的編碼器匯流排輸出型有profibus DP,DeviceNet,Can,Interbus等，即使用儀錶，也可以用RS485輸出型。不推薦用Modbus--速度較慢。
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