水泥干法生产线现场总线技术.pdf

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1、文章编号：1009—944112010)01-0017—02水泥干法生产线现场总线技术口口段宏伟1’2(1．太原理工大学信息工程学院，山西太原030024；2．山西综合职业技术学院，山西太原030006)摘要：概述了现场总线技术和新型干法水泥生产工艺流程。结合工程实践，介绍了西门子公司的DCS系统PCS7应用于新型千法水泥生产线的系统配置以及控制功能的实现。关键词：水泥；新型干法；分散控制系统中圈分类号：TQ172．6文献标识码：A引言某新建2800t／d新型干法水泥生产线，整套采用先进的计算机控制系统和数字变频传动装置。

2、整套自动化系统包括从原料破碎、生料配料、生料粉磨、废气处理、窑头、窑尾、水泥磨到包装全线工艺设备的自动控制，实现中控室集中监控，现场设备分散管理。本文结合该项目，就水泥干法生产线现场总线技术进行探讨。1现场总线技术(Dcs)现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。现场总线可定义为：应用在生产现场设备、计算机测量控制设备之间，实现双向串行数字通信的系统，是综合运用微处理器技术、网络技术、通信技术和自动控制技术的产物。现场总线技术将专用的微处理器置入到现场自控设备，使设备具有数字计算和数字通

3、信的能力，既提高了信号测量、控制和传输的精度，又为其远程传送创造了条件，使单个分散的设备成为可独立承担某些控制、通信任务的网络节点。通过现场总线技术建立了适用于工业现场环境运行、实时性强、可靠性高的底层网络，可实现现场设备间的多点数字通信。由于现场总线采用了公开的统一的技术标准，有条件实现设备闯的互操作性和互换性，使用户具有设备选择和集成的主动权。现场总线可采用多种传输介质传送数字信号，如普通电缆、双绞线、光纤等。一般一个链路上可挂接几十个控制设备。同时还支持总线供电，即两根导线在为多个自控设备传送数字信号的同时，还传送工

4、作电源。与传统的一对一的接线方式相比，可节省大量的电缆、桥架、连接件，同时施工维护量也大为减少。2新型干法水泥工艺流程新型干法水泥主要采用了带预分解炉的旋风预热器窑外分解技术。该技术是将水泥生料粉的预热和绝大部分碳酸钙的分解过程，置于窑外的预热器和分解炉中进行，使窑的长度大大缩短，热耗明显降低，产量大幅度提高。其生产过程包括窑外预热分解、窑内煅烧、熟料冷却、废气处理和煤粉制备等工序。分解炉是预分解系统的核心部分，主要承担预分解窑系统中煤粉燃烧、气固换热和碳酸盐分解的任务。带有悬浮预热器和分解炉的回转窑煅烧系统，是在悬浮预热

5、器窑的基础上发展起来的，又称新预热器窑，简称NSP窑。3DCS自动控制系统的实现根据该生产线的工艺及控制需求，选用了西门子公司的DCS系统PCS7，在项目中应用了西门子专用的水泥软件包CEMAT。系统采用Profibus—DP现场总线构成网络，具有实时数据交换量大，通讯速率快、故障率低等优点。3．1PCS7系统结构PCS7系统配置及网络结构见图l。3．2实现控制功能的软件在该项目中，采用了西门子公司针对水泥行业开发的专用软件CEMAT。CEMAT软件具有多个水泥工程的专用功能块，可方便地实现水泥生产控制的各种功能要求。常用

6、的主要功能块有以下几种：(1)GROUP功能块。可用于输送系统成组顺序启停控制，方便地实现组启动、组单步(本组设备单机启动)、组暂停、组停止以及组间启停联锁。(2)DAMPER功能块。可用于切断阀、调节阀、双向电机的控制，有模拟量和数字量控制输出，常用建材技术与应用1／2010·17·图1PCs7系统配置及网络结构于风机入口阀门、两路阀等的控制。(3)ROUTE功能块。主要用于顺控路径的选择，如生料入窑／倒库选择、熟料入库选择等。(4)MeasuringValue功能块。用于模拟量信号监控，该功能块多与CH—AI块联合使用

7、，可在线更改输入的模拟量信号的量程。(5)UnidirectionalDrive功能块。用于单向电机的手动／自动控制，有外部速度信号及电流信号监控，适用于多种电机设备的控制。如皮带电机(有速度开关信号监控联锁)、破碎电机(可设定电机电流监控联锁)等。3．3软件编程PCS7系统对变频单元信号的通讯，采用了系统功能块SFCl4(Read)读功能块、SFCl5(Write)写功能块。由于不同的变频器对应的转矩和电流参数不同，在编程上采用编写1个功能块，将采集的模拟量信号直接按量程进行转换。程序的主要过程为：自动或手动状态下，DC

8、S下达操作变频器的命令，首先SFCl4读取变频器DP站的数据，采集变频器的状态，若变频器处于故障状态，则取消DCS命令；若变频器反馈状态为未准备好，则DCS发送变频器使能信号，使变频器处于准备好状态。然后写入变频器DP站(SFCl5)变频器允许启动信号和变频器运行频率设定值。DCS运行指令发送后，根据读