虚拟仪表柜故障处理仿真系统实训

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1、虚拟仪表柜故障处理仿真系统实训 概述 计算机技术的发展及其在仪表领域的应用，使仪表在许多方面突破了传统的概念。 70 年代，将微处理器引入仪表的设计中，出现了智能仪表。 80 年代后计算机、通信技术的迅速发展，以及虚拟现实技术的引入，虚拟仪表诞生了。虚拟仪表既是计算机与现代仪表技术结合的产物，又是来自工程实际的需求。传统的仪表是一个独立的装置，具有各自的开关、旋钮、输入端子、数字式或指针形式的显示面板。虚拟仪表给用户提供了一个发挥自己想象力的空间。用户可以根据自己的实际应用情况设计仪表、扩展其功能。虚拟仪表在仪表的面板、按键及数据处理工作均由软件取代传统的硬件而实现。因此，它能满足各种参数显示

2、的需要，真正体现“软件就是仪表”这一概念。在现代化的企业中，都采用了计算机控制，同时设置有大量的仪表，用来检测各种工艺参数或设备的运行情况。例如温度、压力、流量、成份含量、电流、电压、阀门开度等。如果采用虚拟仪表盘，可以把系统中的大量显示仪表和调节仪表仿真到计算机上，不仅节省了资金，而且读数更清晰、更简单。实践证明，虚拟仪表充分利用了计算机的硬件资源，采用软件代替硬件，维护费用低，用户可以用虚拟仪表来组建适合自己的任何测控系统。显示仪表分为数字和模拟式两大类。在系统中测控对象为预分解窑，根据工艺要求需要对生产过程量进行测量。在模拟系统中的每个仪表柜上设置了 12 个指示仪表（包含数字和模拟两种

3、），并在仪表柜上设置了调节仪表。水泥新型干法生产工艺主要是处理气流、物料和燃煤三者之间的关系，工艺参数的监控也集中在三者，要检测它们的温度、压力、流量以及它们有关的料位、阀门开度、速率等。参数的控制与调节主要是通过调节风、煤和料来实现对窑生产过程的控制。7.2 虚拟仪表盘仿真操作的申请要申请进行虚拟仪表盘仿真操作，可以在预分解窑系统故障处理的 4 个工艺流程界面上用鼠标单击“进行仪表模拟”菜单项即可。但必须注意，在申请进行仪表模拟前，必须先运行虚拟仪表盘仿真程序。7.3 虚拟仪表盘仿真系统的使用操作 在利用 虚拟仪表柜进行故障模拟处理 时，首先用鼠标双击 Windows 桌面上的“ 虚拟仪表盘

4、仿真 ”快捷方式，进入 虚拟仪表盘仿真系统 的动画播放界面。如图 7.1 所示。用鼠标单击界面上的“进入虚拟仪表盘仿真系统”按钮，即可进入 虚拟仪表盘仿真系统的仪表界面 。如图 7.2 所示。在图 7.2 中，左上角的按钮用来切换 11 个调节仪表的类型，即在“光柱式调节仪表”和“指针式调节仪表”之间进行切换。右上角的按钮“退出”用来退出虚拟仪表盘仿真系统，回到 Windows 操作系统的桌面。上面的个菜单项“第一个仪表柜”、“ 第二个仪表柜”、“ 第三个仪表柜”和“第四个仪表柜”用来切换个仪表柜，以观察不同仪表柜上仪表指示的工艺参数值。在图 7.3 至图 7.5 中这几个按钮的作用和图 7.

5、2 一样。图 7.1 虚拟仪表盘仿真系统的动画播放界面 用鼠标单击“第一个仪表柜”菜单项，可显示第一个 虚拟 仪表柜上仪表显示的参数值，仪表显示的工艺参数分布情况如图 7.2 所示。用鼠标单击“ 第二个仪表柜” 菜单项，可显示第二个 虚拟 仪表柜上仪表显示的参数值，仪表显示的工艺参数分布情况如图 7.3 所示。用鼠标单击“ 第三个仪表柜” 菜单项，可显示第三个 虚拟 仪表柜上仪表显示的参数值，仪表显示的工艺参数分布情况如图 7.4 所示。用鼠标单击“第四个仪表柜” 菜单项，可显示第四个 虚拟 仪表柜上仪表显示的参数值，仪表显示的工艺参数分布情况如图 7.5 所示。刚进入虚拟仪表盘仿真系统时，每

6、个 虚拟 仪表柜上仪表显示的参数值都是系统正常工作时的工艺参数值。一旦有用户申请进行仪表仿真操作，屏幕上将显示“已有用户申请仪表操作 , 请先把调节仪表调到初始位置”的信息，用鼠标单击“确定”。然后将 11 个调节仪表的调节值调到左右（在到之间），屏幕显示如图 7.6 所示的界面。对不同的故障，系统的各个工艺参数变化的情况也不同，用户可以用鼠标单击图 7.2 至图 7.5 上的 4 个菜单项，切换 4 个仪表柜来观察各个工艺参数的变化情况和设备的运行状态，判断系统发生故障的类型。在判断出故障的类型后，用鼠标单击图 7.6 上的“进行故障判断”菜单项来选择故障类型。故障类型选择正确后，就可开始调

7、节相应的仪表，进行故障的排除。利用虚拟仪表柜模拟处理故障时，也要按一定的操作步骤进行调节，否则在申请“进行仪表模拟”的计算机上将显示提示或出错信息。在所有应该调节的仪表调节完后，屏幕显示“生产现场处理措施”选择菜单，生产现场故障处理措施也只有三次选择机会，如果三次选择不正确，将显示“现场处理失败”画面。7.2 第一个虚拟仪表柜仪表分布情况7.3 第二个虚拟仪表柜仪表分布情况7.4 第三个虚拟仪表柜仪表分布情况7.5 第四个虚拟仪表柜仪表分布情况7.6 故障判断菜单故障处理完毕，屏幕出现“故障处理基本情况统计”界面，等待教师检查后，按任意键退出。实际上，用户的处理过程的数据将全部都存入教师控制机

8、或服务器中。故障的排除过程与步骤和第五章的类似。只不过定量的调节量和仪表的调节值对应关系如表 7.1 所示。表 7.1 计算机调节量和仪表调节量对照表序 号调节量大小仪表调节百分比150Kg5 2100Kg10 3500Kg20 4850Kg25 51t/10s10 62t/10s20 7停窑处理5 8降低窑速2 7.4 常见故障的仪表模拟操作步骤7.4.1 调节仪表的操作方法虚拟调节仪表如图 7.7 所示。如用鼠标拖动滚动条的滑块，则仪表的指针或光柱直接跟着移动，可以快速进行调节；如用鼠标单击滚动条的空白处，可以以较大的变化量进行调节；如用鼠标单击滚动条的箭头，可以以较小的变化量进行调节。用

9、鼠标单击仪表的刻度区，可以显示仪表的调节数值。 图 7.7 虚拟调节仪表7.4.2 “来料突然中断”故障虚拟仪表操作步骤（ 1 ） 减小分解炉喷煤量，直至调节量降为 0 。即用鼠标拖动分解炉喷煤量调节仪表滚动条的滑块，直接从 60% 拖动到 0% 。如果调节正确，则显示“分解炉喷煤量调节正确”。在调节过程中，如把分解炉喷煤量调节仪表的调节值调到大于 60% ，则申请仪表操作用户的计算机屏幕上提示“分解炉喷煤量调节方向错误，请调回原值”。在调节过程中，如错调了别的仪表。例如调节了二次风阀门开度，则在屏幕上提示“不应该调节二次风阀门，请把调错的仪表调回原值”，屏幕上的数据停止刷新，等待用户把错调的

10、仪表调回原值后，屏幕上提示“二次风阀门开度已调回原值”，此时用户才能继续进行仪表的操作。（ 2 ） 减小窑头喷煤量，调节量减小 5 。即用鼠标拖动分解炉喷煤量调节仪表滚动条的滑块，把仪表的调节值从 60 调节到 55 左右。如果调节正确，则显示“窑头喷煤量调节正确”。 如果不显示“窑头喷煤量调节正确”信息，则可用鼠标单击仪表的刻度区查看仪表的调节值，然后用鼠标单击滚动条的箭头进行微调。在调节过程中，如把窑头喷煤量调节仪表的调节值大于 60 ，则屏幕上提示“窑头喷煤量调节方向错误，请调回原值”。在调节过程中，如错调了别的仪表，例如调节了三次风阀门开度，则在屏幕上提示“不应该调节三次风阀门开度，请

11、把调错的仪表调回原值”，屏幕上的数据停止刷新，等待用户把错调的仪表调回原值后，屏幕上提示“三次风阀门开度已调回原值”，此时用户才能继续进行仪表的操作。（ 3 ） 窑速逐渐降低，直至停窑，调节量减小 5 。即用鼠标拖动回转窑转速调节仪表滚动条的滑块，把仪表的调节值从 60 调节到 55 左右。如果调节正确，则显示“回转窑转速调节正确”。 如果不显示“回转窑转速调节正确”信息，则可用鼠标单击仪表的刻度区查看仪表的调节值，然后用鼠标单击滚动条的箭头进行微调。在调节过程中，如把回转窑转速调节仪表的调节值大于 60 ，则屏幕上提示“窑速调节方向错误，请调回原值”。在调节过程中，如错调了别的仪表，例如调节

12、了生料喂料量，则在屏幕上提示“不应该调节生料喂料量，请把调错的仪表调回原值”，屏幕上的数据停止刷新，等待用户把错调的仪表调回原值后，屏幕上提示“生料喂料量已调回原值”，此时用户才能继续进行仪表的操作。如果以上的调节步骤都正确，则系统返回图 7.2 所示的界面，每个虚拟仪表柜上仪表显示的参数值都是系统正常工作的工艺参数值，表示用户虚拟仪表模拟操作结束，等待下一个用户继续进行仪表模拟操作。同时，在申请“进行仪表模拟”的计算机屏幕上将显示“生产现场处理措施”选择菜单。（ 4 ） 选择现场处理措施根据故障类型，在“生产现场处理措施”选择菜单中选择相应的现场处理措施，用户有三次选择机会，如三次选择错误，

13、则屏幕上显示“现场处理失败”画面。对“来料突然中断” 故障，现场处理措施应选择“检查生料库及生料输送系统”。如果用户选择现场处理措施正确，则显示处理该故障的统计数字（故障判断选择的次数、调节方向选择错误的次数、选择调节量不当的次数、操作步骤不当的次数、现场处理选择的次数、排除故障所用的总时间），等待教师记录完数据后，按任意键，返回 Windows 桌面。要注意的是 : 调节方向错一次，程序中要累计“调节方向错误”一次，这种错误属于严重错误。 调节顺序错一次，程序中要累计“操作步骤错误”一次。其它十五个故障的处理方法及各步骤的提示信息和“来料突然中断”故障类似，下面只给出各个操作步骤，不再给各步

14、的出错或提示信息。7.4.3 “后续工艺断电” 故障虚拟仪表操作步骤(1) 减少分解炉喷煤量，直至调节量降为 0 。即把分解炉喷煤量调节仪表的调节量从 60% 直接调节到 0 。(2) 减少生料喂料量，直至调节量降为 0 。即把生料喂料量调节仪表的调节量从 60% 直接调节到 0 。(3) 减少窑头喷煤量，直至调节量降为 0 。即把窑头喷煤量调节仪表的调节量从 60% 直接调节到 0 。(4) 减小二次风阀门开度，直至调节量降为 0 。即把二次风阀门开度调节仪表的调节量从 60% 直接调节到 0 。(5) 窑速逐渐降低，直至停窑，调节量减小 5 。即把回转窑转速调节仪表的调节值从 60 降到

15、55 左右。(6) 在“现场处理措施选择”界面中，选择“检查配电系统及排风设备”。7.4.4 “生料饱和比过高” 故障虚拟仪表操作步骤(1) 增加分解炉喷煤量，调节量增加 10 。即把分解炉喷煤量调节仪表的调节量从 60% 调节到 70 。(2) 增加窑头喷煤量，调节量增加 5 。即把窑头喷煤量调节仪表的调节值从 60 调节到 65 左右。(3) 增加窑尾主排风机阀门开度，调节量增加 5 。即把窑尾主排风机阀门开度的调节仪表从 60 调节到 65 左右。(4) 在“现场处理措施选择”界面中，选择“检查配料计量系统或调整生料配比”。7.4.5 “生料饱和比过低” 故障虚拟仪表操作步骤(1) 减少

16、分解炉喷煤量，调节量减小 10 。即把分解炉喷煤量调节仪表的调节量从 60% 调节到 50 。(2) 减少窑头喷煤量，调节量减小 5 。即把窑头喷煤量调节仪表的调节值从 60 调节到 55 左右。(3) 减小窑尾主排风机阀门开度，调节量减小 5 。即把窑尾主排风机阀门开度的调节仪表从 60 调节到 55 左右。(4) 在“现场处理措施选择”界面中，选择“检查配料计量系统或调整生料配比”。7.4.6 “冷却机篦板掉落” 故障虚拟仪表操作步骤(1) 减少分解炉喷煤量，直至调节量降为 0 。即把分解炉喷煤量调节仪表的调节量从 60% 直接调节到 0 。(2) 减少生料喂料量，直至调节量降为 0 。即

17、把生料喂料量调节仪表的调节量从 60% 直接调节到 0 。(3) 减少窑头喷煤量，调节量减小 5 。即把窑头喷煤量调节仪表的调节值从 60 调节到 55 左右。(4) 窑速逐渐降低，直至停窑，调节量减小 5 。即把回转窑转速调节仪表的调节值从 60 降到 55 左右。(5) 在“现场处理措施选择”界面中，选择“检查篦冷机篦板及传动系统”7.4.7 “燃煤热值急剧下降” 故障虚拟仪表操作步骤(1) 增加分解炉喷煤量，调节量增加 20 。即把分解炉喷煤量调节仪表的调节量从 60% 调节到 80 。(2) 增加窑头喷煤量，调节量增加 20 。即把窑头喷煤量调节仪表的调节值从 60 调节到 80 左右

18、。(3) 降低回转窑的转速，调节量减小 2 。即把回转窑转速调节仪表的调节值从 60 调节到 58 左右。(4) 在“现场处理措施选择”界面中，选择“改善煤质”。7.4.8 “燃煤细度偏细” 故障虚拟仪表操作步骤(1) 减小三次风阀门开度，调节量减小 5 。即把三次风阀门开度调节仪表的调节量从 60% 调节到 55% 左右。(2) 增加窑头喷煤量，调节量增加 10 。即把窑头喷煤量调节仪表的调节值从 60 调节到 70 左右。(3) 在“现场处理措施选择”界面中，选择“调整燃煤细度”。7.4.9 “分解炉内喷煤偏多” 故障虚拟仪表操作步骤(1) 减少分解炉喷煤量，调节量减小 20 。即把分解炉

19、喷煤量调节仪表的调节量从 60% 调节到 40 。(2) 增加窑头喷煤量，调节量增加 20 。即把窑头喷煤量调节仪表的调节值从 60 调节到 80 左右。(3) 减小三次风阀门开度，调节量减小 5 。即把三次风阀门开度调节仪表的调节量从 60% 调节到 55% 左右。(4) 在“现场处理措施选择”界面中，选择“检查喂煤系统”。7.4.10 “分解炉喷煤偏少” 故障虚拟仪表操作步骤(1) 增加分解炉喷煤量，调节量增加 20 。即把分解炉喷煤量调节仪表的调节量从 60% 调节到 80 。(2) 减少窑头喷煤量，调节量减小 20 。即把窑头喷煤量调节仪表的调节值从 60 调节到 40 左右。(3)

20、增加三次风阀门开度，调节量增加 5 。即把三次风阀门开度调节仪表的调节量从 60% 调节到 65% 左右。(4) 在“现场处理措施选择”界面中，选择“检查喂煤系统”。7.4.11 “四级旋风筒下料口堵塞” 故障虚拟仪表操作步骤(1) 减少生料喂料量，直至调节量降为 0 。即把生料喂料量调节仪表的调节量从 60% 直接调节到 0 。(2) 减少分解炉喷煤量，直至调节量降为 0 。即把分解炉喷煤量调节仪表的调节量从 60% 直接调节到 0 。(3) 减少窑头喷煤量，调节量减小 5 。即把窑头喷煤量调节仪表的调节值从 60 调节到 55 左右。(4) 减小二次风量阀门开度，调节量减小 5 。即把二次

21、风阀门开度调节仪表的调节量从 60% 调节到 55% 左右。(5) 窑速逐渐降低，直至停窑，调节量减小 5 。即把回转窑转速调节仪表的调节值从 60 调节到 55 左右。(6) 在“现场处理措施选择”界面中，选择“处理堵塞”。7.4.12 “五级旋风筒下料口堵塞” 故障虚拟仪表操作步骤(1) 减少生料喂料量，直至调节量降为 0 。即把生料喂料量调节仪表的调节量从 60% 直接调节到 0 。(2) 减少分解炉喷煤量，直至调节量降为 0 。即把分解炉喷煤量调节仪表的调节量从 60% 直接调节到 0 。(3) 减少窑头喷煤量，调节量降 5 。即把窑头喷煤量调节仪表的调节值从 60 调节到 55 左右

22、。(4) 减小二次风量阀门开度，调节量降 5 。即把二次风阀门开度调节仪表的调节量从 60% 调节到 55% 左右。(5) 窑速逐渐降低，直至停窑，调节量减小 5 。即把回转窑转速调节仪表的调节值从 60 降到 55 左右。(6) 在“现场处理措施选择”界面中，选择“处理堵塞”。7.4.13 “分解炉下部堵塞” 故障虚拟仪表操作步骤(1) 减少生料喂料量，直至调节量降为 0 。即把生料喂料量调节仪表的调节量从 60% 直接调节到 0 。(2) 减少分解炉喷煤量，直至调节量降为 0 。即把分解炉喷煤量调节仪表的调节量从 60% 直接调节到 0 。(3) 减少窑头喷煤量，调节量减小 5 。即把窑头

23、喷煤量调节仪表的调节值从 60 调节到 55 左右。(4) 减小三次风阀门开度，直至调节量降为 0 。即把三次风阀门开度调节仪表的调节量从 60% 直接调节到 0 。(5) 减小二次风阀门开度，调节量减小 10 。即把二次风阀门开度调节仪表的调节量从 60% 调节到 50% 左右。(6) 窑速逐渐降低，直至停窑，调节量减小 5 。即把回转窑转速调节仪表的调节值从 60 降到 55 左右。(7) 在“现场处理措施选择”界面中，选择“处理堵塞”。7.4.14 “篦冷机内冷风不足” 故障虚拟仪表操作步骤(1) 增加篦冷机一室风机阀门开度，调节量增加 5 。即把篦冷机一室风机阀门开度调节仪表的调节量从

24、 60% 调节到 65% 左右。(2) 增加篦冷机二室风机阀门开度，调节量增加 5 。即把篦冷机二室风机阀门开度调节仪表的调节量从 60% 调节到 65% 左右。(3) 增加篦冷机三室风机阀门开度，调节量增加 5 。即把篦冷机三室风机阀门开度调节仪表的调节量从 60% 调节到 65% 左右。(4) 增加篦冷机四、五室风机阀门开度，调节量增加 5 。即把篦冷机四、五室风机阀门开度调节仪表的调节量从 60% 调节到 65% 左右。(5) 降低回转窑的转速，调节量减小 2 。即把回转窑转速的调节仪表从 60 降到 58 左右。(6) 在“现场处理措施选择”界面中，选择“检查篦冷机机械部件的磨损情况及

25、漏风情况”。7.4.15 “生料喂料量不足”故障虚拟仪表操作步骤(1) 减少分解炉喷煤量，调节量减小 25 。即把分解炉喷煤量调节仪表的调节量从 60% 调节到 35 。(2) 减小窑尾主排风机阀门开度，调节量减小 10 。即把窑尾主排风机阀门开度的调节仪表从 60 调节到 50 左右。(3) 增加生料喂料量，调节量增加 10 。即把生料喂料量调节仪表的调节量从 60% 调节到 70 左右。(4) 在“现场处理措施选择”界面中，选择“检查生料喂料计量系统”。7.4.16 “生料喂料量过多”故障虚拟仪表操作步骤(1) 增加分解炉喷煤，调节量增加 25 。即把分解炉喷煤量调节仪表的调节量从 60%

26、 调节到 85 。(2) 增加窑尾主排风机阀门开度，调节量增加 10 。即把窑尾主排风机阀门开度的调节仪表从 60 调节到 70 左右。(3) 减小生料喂料量，调节量减小 10 。即把生料喂料量调节仪表的调节量从 60% 调节到 50 左右。(4) 在“现场处理措施选择”界面中，选择“检查生料喂料计量系统”。7.4.17 “分解炉断火” 故障虚拟仪表操作步骤(1) 减少分解炉喷煤，直至调节量降为 0 。即把分解炉喷煤量调节仪表的调节量从 60% 直接调节到 0 。(2) 减少生料喂料量，调节量减小 20 。即把生料喂料量调节仪表的调节量从 60% 调节到 40 。(3) 降低回转窑的转速，调节量减小 2 。即把回转窑转速调节仪表的调节值从 60 调节到 55 左右。(4) 在“现场处理措施选择”界面中，选择“检查分解炉喷煤嘴”。