關(guān)鍵詞：水泥;DCS;AB控制系統(tǒng)

    0 引言

    自從美國的HoneyWell公司于1975年成功地推出了世界上第一套集散型控制系統(tǒng)以來，經(jīng)歷了20多年的時間，DCS不斷走向成熟并獲得了廣泛的應(yīng)用，已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控的基本裝備，也是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)CIPS/CIMS的重要核心與基礎(chǔ)部分。DCS集計算機(jī)技術(shù)、過程控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)于一身，采用危險分散、控制分散，而操作與管理集中設(shè)計思想，多層分級、合作自治的結(jié)構(gòu)形式，極大程度上滿足了現(xiàn)代化生產(chǎn)和管理要求。本文利用某水泥廠對老生產(chǎn)線進(jìn)行改造的時機(jī)，采用基于ABPLC的兩級DCS控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動監(jiān)控。改造后大大改善了原簡易控制系統(tǒng)在備件、維護(hù)、管理等諸方面的弊端，生產(chǎn)效率提高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，取得了良好效果和經(jīng)濟(jì)效益。[1]

    1 生產(chǎn)流程及工藝要求

    生產(chǎn)水泥熟料采用的主要原料是石灰石、粘土和鐵粉，將這些原料按一定比例配合粉磨后，制成生料，然后，以煤為燃料用水泥回轉(zhuǎn)窯對生料連續(xù)加熱，使其經(jīng)過一系列物理化學(xué)反應(yīng)變成熟料。整個熟料生產(chǎn)過程可以分為以下四個階段：①干燥、預(yù)熱。生料經(jīng)卸料、計量系統(tǒng)，再經(jīng)氣力輸送和高效斗提機(jī)喂入五級旋風(fēng)筒預(yù)熱器，由熱風(fēng)進(jìn)行干燥、加熱到一定溫度。②分解。經(jīng)干燥預(yù)熱后的物料進(jìn)入分解爐，從冷卻機(jī)抽來的熱風(fēng)送入分解爐旋渦室，使物料進(jìn)一步升溫，完成分解。③煅燒。經(jīng)預(yù)熱器、分解爐后大體完成了碳酸鹽分解的物料進(jìn)入水泥回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行煅燒。④冷卻。煅燒后的熟料進(jìn)入窯頭蓖冷機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行熟料冷卻，再經(jīng)盤式輸送機(jī)輸送到熟料儲庫。

    為保證窯系統(tǒng)的良好的燃料燃燒和熱傳遞條件，從而保證窯系統(tǒng)的最佳的穩(wěn)定的熱工制度，工藝要求模擬量輸入（AI）165點，模擬量輸出（AO）32點，數(shù)字量輸入（DI）282點，數(shù)字量輸出（DO）163點。模擬量輸入信號包括設(shè)備調(diào)速、擋板開度、溫度、壓力、流量、電機(jī)功率、電機(jī)電流等信號的輸出給定;模擬量輸出信號包括設(shè)備調(diào)速、擋板開度等信號的輸出給定;數(shù)字量輸入信號包括備妥、設(shè)備運行、故障、各種限位開關(guān)、保護(hù)開關(guān)等發(fā)出的信號;數(shù)字量輸出信號包括各臺設(shè)備的驅(qū)動信號。[2]

    2 控制系統(tǒng)組成

    考慮到水泥生產(chǎn)線自控系統(tǒng)開關(guān)量占I/O總量的75%以上，自動調(diào)節(jié)回路數(shù)占模擬量I/O的3%，因此，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，自控系統(tǒng)采用基于PLC的兩級DCS控制系統(tǒng)，由下位機(jī)（PLC）和上位機(jī)（工控機(jī)）構(gòu)成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。系統(tǒng)設(shè)備選用美國Allen-Brdley公司制造生產(chǎn)的ControlLogix5550系列產(chǎn)品，控制網(wǎng)絡(luò)為A-BControlNet。過程控制級包括四個控制站：原料站、煤磨站、窯尾站和窯頭站，負(fù)責(zé)完成數(shù)據(jù)的采集和處理，并接受上位機(jī)指令對電磁閥、高低壓電機(jī)、交直流電機(jī)、喂煤計量稱等設(shè)備進(jìn)行控制。過程管理級（操作站）由四臺工控機(jī)組成，完成生產(chǎn)工藝過程的監(jiān)視、操作、控制，每個工控機(jī)之間由ETHERNET連接，形成局域網(wǎng)，并且每個工控機(jī)分別由KTC（A、B網(wǎng)）卡連接下位的PLC控制器，每個框架之間也通過KTC卡相連接，可按操作員指令信息，隨時將相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)和運行數(shù)據(jù)通過激光打印機(jī)輸出，當(dāng)參數(shù)超限時，顯示屏顯示報警信息，并通過聲音警示。