基于pcs7水泥生产线dcs控制系统设计与分析

《基于pcs7水泥生产线dcs控制系统设计与分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、武汉理-下大学硕士学位论文第1章绪论1．1课题研究的背景及意义水泥是我国国民经济建设的重要基础材料，被广泛的应用于国防、核电工程、工业建筑、交通工程、民用建筑、海港工程等工程建设领域，它的生产发展可以说关系到国计民生。我国水泥工业总产值占建材工业总量的38％，达4033亿元，水泥行业从业人员多达140万余人。我国每年水泥总生产能力约为11亿吨，位居世界第一位。从20世纪60年代到现在，计算机技术、自动化控制理论技术、总线技术以及网络技术不断应用到水泥工业领域，大大地促进了水泥工业的大型化和现代化的发展。水泥生产线的控制技术也得到了不断更新。大大地提高了水泥生产的稳定、可

2、靠性，提高了控制质量，增加了产量，降低了能耗，同时提高劳动生产率【l】。20世纪90年代以后，水泥工业控制系统基本上实现了集散控制系统(DistributedControlsystemDCS)。进入2l世纪以来，一些大型企业为水泥生产相继开发了专门的控制软件包，例如西门子、施耐德、ABB公司等，使得水泥行业的控制技术更加符合行业的控制要求。现代的水泥行业的控制基本上是一个集现场总线、以太网和管理信息系统(ManagementInformationSystemMIS)的于一体的综合信息系统。因此对水泥生产线控制系统技术的深入研究对提高水泥生产线的稳定性，提高产量，节约生产

3、成本以及促使水泥工艺技术的进步有着重要的理论和现实意义【2】。本文依托企业合作项目，以阿尔巴尼亚的某3300TPD水泥生产线为研究和设计对象，分析了新型干法水泥生产技术和设备，研究了各种工业过程控制系统相关技术和最新的成果，结合实际工艺流程和业主要求，研究和设计了一个基于西门子SIMATICPCS7为基础的水泥生产线过程控制系统。1．2DCS控制系统的发展历程集散控制系统是随着现代大型工业生产自动化控制要求的R益复杂应运而生的综合控制系统，它是计算机技术、系统控制技术、网络通讯技术和多媒体武汉理工大学硕十学位论文技术相结合的产物，可提供友好的人机界面和强大的通讯功能，是

4、完成过程控制、过程管理的现代控制系统【”。它的优越性主要体现在它的集中管理和分散控制。DCS控制系统从1975年诞生至今，经历了三个大的发展阶段。1．2．1第一代DCS(创始期)集散控制系统是1975年首先由美国霍尼威尔(Honeywell)公司推出的，当时计算机技术已经在工业控制领域得到成功应用，它的数字化控制算法使得控制系统的实施变得非常方便，更改也相对容易。在这个时期，比较注重控制功能的实现，因此系统的设计重点是在现场控制站，控制系统的现场直接控制已经比较成熟可靠，但是操作管理层功能相对较弱，现场控制层的工作状况只能用CTR(CathodeRayTube)操作站进

5、行监测，并且所提供的监控信息也有一定局限性。但是它已经具有了DCS的基本特点，即集中管理，分散控Nt引。该阶段技术特点表现为：(1)采用8位微处理器为基础的控制单元，实现分散控制，有各种各样的算法，通过组态独立完成回路控制，具有自诊断功能。(2)采用带CRT显示器的操作站与过程单元分离，实现集中监视，集中操作。(3)控制站的供能近似于多路调节器，而且每个控制站都可以配置人机界面和备用操作器。(4)控制系统网络主要解决一个生产装置中几个控制站和一个或几个操作员站之间的数据通信，采用双绞线信道或同轴电缆，速率在1Mb／S以下。图1—1所示为典型的第一代DCS体系结构，包含一

6、台现场控制站，一台操作员站，一台工程师站(也可操作员站兼工程师站)，一条控制系统网络。2武擐理『．大学硕t学位论文削卜1典型DCS系统1．22第二代DCS(成熟期)第二代集散控制系统的特点是系统的功能扩大。例如，控制算法的扩充；常规控制与逻辑控制、批量控制相结合；过程操作管理范围扩大；通讯网络能力增强等。而最明显的进步是数据通讯系统的发展，使得从主从式的量形网络通信转变为对等式的总线网络通信或环网通信。但是，各制造厂商的通信系统各自为政，在不同制造商的集散控制系统间通信仍存在一定的困难15】。在第二代集散控翻系统中，通信系统采用局域网络，控制系统的通信范围扩大，同时数据

7、的传送速率也大大提高。该阶段技术特点表现为：(1)采用16位微处理器为基础的控制单元，控制站的实时操作系统及程序编程系统比较完整，编程语言有面向过程语苦和高级语言，控制策略的组态由操作站或工作站与控制站联机的情况下，完成编译与下载。(2)操作站和工程师站(或称工作站)分开，也有公司将操作站的历史数掬l存储用硬盘(历史模件)和高级语言应用站(应用模件)分别独立挂在通信武汉理L大学硕七学位论文网络上，在人机界面方面，逐渐过渡为以图形用户界面(GUI)为平台并采用鼠标，组态时制作流程图和控制回路图等采用菜单、窗口、CAD技术等，人机界面友好。(