UniMAT PLC在某水泥厂DCS控制系统中的应用

一、系统概述

　　工程范围：为日产2500吨新型干法水泥生产线提供完整的集散控制系统（DCS），满足水泥生产需要，为生产高品质水泥提供稳定性保障。

　　控制系统设计的总体目标

　　·为生产高品质水泥提供可靠的运行环境；

　　·提高整个水泥生产线的自动化水平；

　　·实现机组高品质运行，提高运行经济性；

　　·提高运行人员工作效率，满足机组运行全能值班要求；

　　·提高效益，降低能耗。

　　二、系统设计及应用时的设计思想

　　1、功能设计：体现DCS建成后的自动化程度、处理事故能力（报警、分析、指导、处理等）及先进的控制策略等，以最大限度提高效益，降低能耗为设计思想。具体如下：

　　对象控制

　　·按工艺流程的自动化过程由DCS系统协调完成，达到能量平衡。

　　·保障机组安全、可靠、高效运行和启停。

　　提高机组运行的技术经济效益

　　·机组在额定参数的上限运行，使机组处于最佳运行工况。

　　·实现高自动化投入率，提高可靠性，减少误操作，降低事故率。

　　完善的操作指导和事故分析手段

　　·机组的运行工况可由很多监测参数反映出来，当运行工况出现异常时，一方面进行超驰功能及过程制约机制的实行，一方面提供相关参数、趋势、图表等高效方式通知运行人员及时处理。

　　·操作记录打印、报警打印、事故追忆打印、周期性报表等功能，有助于机组的日常管理和事故分析。

　　·高效、便捷的系统在线维护。

　　2、系统设计：体现DCS的高可靠性、先进性、易维护、易组态等为设计思想。具体如下：

　　可靠性设计

　　·所有部件标准化、通用化、模块化。

　　·控制系统按分层、分散、自治的原则。

　　·所有I/O模件均为智能化设计，采用隔离措施，具有高共模抑制比和差模抑制比。并具有软件数字滤波和消除偶发干扰的措施。

　　维护性设计

　　·系统自诊断至通道级。

　　·选用模块化的功能组态软件，提高软件透明度。

　　扩展性设计

　　·采用工业以太网网络结构，通讯速率100mpbs，主干网采用冗余环网，各子站通过双绞电缆挂接在主干网络上，有极强的通讯扩展能力。

　　·提供与其它系统的通讯接口，如工业以太网、PROFIBUSDP或MODBUS。

　　开放性设计

　　·支持国际标准数据接口，如OPC、ODBC、OLE、DDE、SQL等。

　　·支持SIS系统，实现对DCS数据的监控。

　　三、系统配置与功能实现

　　根据水泥生产的特点和实际I/O点的设计分布情况，进行以下设计方案，设计的基本功能包括：原料配料系统、生料磨系统、生料均化系统、烧成系统、窑头系统、煤磨系统、电力系统、报警系统以及趋势图等，系统按工艺流程分别介绍如下：

　　1、原料配料系统

　　控制系统主要对水泥生产所需原料铁粉、砂岩和石灰石的料位计进行自动化控制，实现各原料间的合理、高效配比。配料的目的是为了确定各种原料、燃料的消耗比例和优质、高产、低消耗地生产水泥熟料。其原则是：配制的生料易磨易烧，生产的熟料优质，生产过程易于操作控制和管理，并简化工艺流程。

　　2、生料磨系统

　　粉磨是将小块状（粒状）物料碎裂成细粉的过程。生料磨是将原料配合后粉磨成生料的工艺。主要包括生料磨、选粉机以及粉尘回收功能等。合理的生料磨系统对保证生料质量和产量，提高熟料的质量和产量，降低单位产品电耗等有重要意义。

　　3、生料均化系统

　　生料均化是采用空气搅拌及重力作用下产生的“漏斗效应”，使生料粉向下降落时切割尽量多层料面予以混合。同时，在不同流化空气的作用下，使沿库内平行料面发生大小不同的流化膨胀作用，有的区域卸料，有的区域流化，从而使库内料面产生径向倾斜，进行径向混合均化。

　　4、烧成系统

　　烧成系统是将生料转变为熟料的过程，直接决定水泥的产量和质量、燃料和衬料的消耗以及回转窑的安全运转。其关键技术是悬浮预热技术、分解炉和回转窑，分别承担水泥熟料煅烧过程的预热、分解以及烧成。

　　5、窑头系统

　　窑头系统的篦式冷却机作用在于高效、快速地实现熟料与冷却空气之间的气固换热。在对熟料骤冷的同时，还有对入窑二次风及入炉三次风得到加热升温任务。