摘要：通過對牡丹江新材料股份有限責任公司新建水泥粉磨控制系統(tǒng)進行綜合論述，闡述DCS系統(tǒng)在水泥粉磨的工作原理。 關鍵詞：水泥粉磨；DCS系統(tǒng) [b][align=center]The Application of DCS System in Grinding Cement Powder FENG Ii[/align][/b] （Mudanjiang New Material Limited Liability Company Infonnation Center） Abstract：This essay aims to explain the working theory of grinding cement powder．It will comprehensively discourse on the controlling theory built by Mudanjiang New Material Limited Liability Company． Key words： srinding cement powder；DCS System O 前言 牡丹江新材料股份有限責任公司HOROMILL磨（國內稱為臥式輥磨或水平輥磨），是引進法國FCB公司的年產(chǎn)72萬噸水泥的高效水泥粉磨系統(tǒng)。磨的設計臺時產(chǎn)量120t／h，系統(tǒng)電耗低于26kWh／t，水泥生產(chǎn)P．042．5水泥。該生產(chǎn)線DCS系統(tǒng)采用了美國羅克韋爾自動化公司的Allen—Bradley（簡稱AB）品牌ControLgix控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)將工藝過程按流程分為一個部分：磨控制系統(tǒng)。 1 系統(tǒng)的配置及主要功能 根據(jù)網(wǎng)絡的控制要求及現(xiàn)場設備的實際位置，系統(tǒng)的硬件配置如圖1所示。 從圖1可以看出，整個I）CS有一條主干線ControllNet網(wǎng)，1個現(xiàn)場控制站，2個操作員站，1個工程師工作站組成。系統(tǒng)ControllNet網(wǎng)采用雙網(wǎng)冗余，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。網(wǎng)絡信息層可與Ethemet通信。 1．1 現(xiàn)場控制站 現(xiàn)場控制站由AB的ControlLngix5555系列控制器，通訊接口模塊和輸入輸出模塊組成。它完成了數(shù)據(jù)的采集和處理，又接受上位機指令向模件輸出信號去完成控制。整個網(wǎng)絡的通訊都是通過通訊接口模塊完成。每個現(xiàn)場站都配置了中間繼電器柜，AI模件通過改變其內部接線方式可以 接受單端、差分輸入、電流、電壓輸入等不同類型的信號。 1．2 上位機 上位機包括操作員站和工程師站。 操作員站是用于生產(chǎn)控制和監(jiān)視的人機接口。它能通過通訊軟件與AB的設備通訊，還能以OPC／DDE的方式與非AB的設備進行連接。它可以編輯顯示畫面，組態(tài)顏色、填充、旋轉、觸摸、移動、可視等控制，還可以組態(tài)報警、趨勢、事件、數(shù)據(jù)記錄、活動記錄等，能與其他Windows程序共享數(shù)據(jù)。它能完成參數(shù)、狀態(tài)的顯示，工藝設備、馬達的成組啟動、停車、復位、數(shù)值給定等控制。工程師站是用來設計、組態(tài)、調試、監(jiān)視整個系統(tǒng)的工具，它能編輯控制邏輯，設計各種控制策略，滿足復雜的工藝要求。可以使用梯形圖方式，也可以選擇功能碼方式。能在線編程，也能離線編程。 2 系統(tǒng)的控制方式 因為AB的編程軟件允許用戶定義自己的數(shù)據(jù)類型，因此可以根據(jù)現(xiàn)場設備的種類和控制方式不同，定義相應的數(shù)據(jù)類型，編制不同的子程序。即采用了面向對象的設計方法，應用了類的概念。根據(jù)不同的控制要求，整個系統(tǒng)的控制可以分為三種類型：單機控制、組控制、回路控制。這種編程方法，實現(xiàn)了代碼的共享和調用，使編程變得簡潔，節(jié)省了內存，提高了網(wǎng)絡刷新速度，易于修改，易于維護。 2．1 單機控制 根據(jù)水泥生產(chǎn)的實際情況，現(xiàn)場設備種類很多，由普通電機、變頻電機、高壓電機、風機、皮帶秤、定量給料機、稀油站、電動執(zhí)行器、電動閥門等等，但從控制的實質看，其控制方式可以分為普通電機和正反轉電機兩種類型 區(qū)別只在于模擬量的顯示和設定有所不同。因此，子程序的實質也就是這兩種形式。只要編寫出普通電機和正反轉電機的子程序，再加上所需要的電流、電壓、頻率的設定和顯示等數(shù)值，就可以完成相應的單機控制。 例如，對于變頻電機的控制，首先定義一個變頻電機的數(shù)據(jù)類型，它包括一個雙整型數(shù)和兩個浮點型數(shù)，用二進制表示的雙整型數(shù)不同位可以代表電機的備妥、應答、報警、驅動等信號，兩個浮點型數(shù)可以代表變頻器的設定和反饋，根據(jù)控制邏輯把這些信號組態(tài)，即實現(xiàn)了對變頻電機的控制。 2．2 組控制 在正常的生產(chǎn)條件下，為了操作更加簡單方便，減少誤操作，根據(jù)各種連鎖和保護條件，將生產(chǎn)設備分為若干組，開停車時，成組控制。 組控制子程序與定義的啟動電機臺數(shù)為8臺。因為它占數(shù)據(jù)標簽的8位，所以使標簽結構整齊有序，同時8臺也能在通常情況下滿足實際要求。如果超過8臺，可以使用嵌套的方式，現(xiàn)將幾臺電機分成一組，再把這個組當成一臺電機啟動，這樣，成組控制的電機可以擴展到無窮多。電機不足8臺的，可以啟動實際的臺數(shù)。組內電機如果有已經(jīng)開啟的，程序執(zhí)行時跳過這一臺電機開啟下一臺。根據(jù)不同的現(xiàn)場設備，程序任意定義兩臺電機間啟動和停滯的時間間隔。同時，還能完成緊停、復位等操作。 成組控制時，將生產(chǎn)順序上有連續(xù)關系和連鎖關系的設備分成一組，組內每臺電機都有備妥信號時，可以發(fā)出驅動，調用組控制子程序，組內電機依次開啟。電機全部啟動后，組啟動完畢，有一臺電機報警，組啟都會失敗。不管是單機控制還是組控制，這種通過軟件實現(xiàn)的控制與原來的電氣控制相比，顯得更加簡單、穩(wěn)定、可靠了。傳統(tǒng)的電氣控制方式，使用了大量的繼電器、接觸器、觸點多，接線繁瑣，在控制時觸點轉換頻繁，故障率高，工作不穩(wěn)定。用軟件實現(xiàn)的控制可以完成電器方式的全部控制，但可靠性大大提高了，維護也更加方便了。 2．3 PID回路控制 在整個工藝過程中，保持系統(tǒng)的熱工制度穩(wěn)定是優(yōu)質高產(chǎn)的前提和關鍵。PID回路控制，能平穩(wěn)、迅速、準確地自動調節(jié)現(xiàn)場的相關設備，使溫度、壓力等參數(shù)穩(wěn)定在一定范圍內，既提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又提高了響應速度，滿足了工藝需要。 編程中利用軟件自身的PIE）結構體，通過設定點與過程變量的差值來控制控制變量，實現(xiàn)閉環(huán)控制。 根據(jù)工藝要求有許多需要PID控制的參數(shù)。例如：排風機進口測定流量，磨出磨氣體壓力，收塵器出口溫度等等。這些參數(shù)的穩(wěn)定為整個磨系統(tǒng)的優(yōu)質高產(chǎn)提供了必要保證。 3 改善系統(tǒng)穩(wěn)定性的幾點措施 在系統(tǒng)的調試過程中，我們發(fā)現(xiàn)，影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行的因素很多，因此，在系統(tǒng)設計時就應盡量避免和減少干擾對系統(tǒng)的影響，同時，在日常的維護工作中，也應經(jīng)常巡檢，做到故障發(fā)現(xiàn)及時，處理及時，這樣才能使整個系統(tǒng)穩(wěn)定、高效地運行。 現(xiàn)場控制柜與信號源間的導線應遠離大功率用電設備，大型電氣設備啟動頻繁，大的開關裝置動作也較頻繁，這些電動機的啟動、開關的閉合產(chǎn)生的火花會在其周圍產(chǎn)生很大的交變磁場．這些交變磁場既可以通過在信號線上耦合產(chǎn)生干擾，也可能通過電源線上產(chǎn)生高頻干擾，這些干擾如果超過容許范圍，也會影響計算機系統(tǒng)的工作。 輸入、輸出信號線盡量分開走線，郴要與動力線在同一管路內或捆扎在一起，以免出現(xiàn)干擾信號，產(chǎn)生誤動作；信號傳輸線采用屏蔽線，并且將屏蔽線接地；擴展電纜易受噪聲電干擾，應遠離動力線、高壓設備等。 系統(tǒng)的供電電源應采用單獨變壓器供電，這樣可以避免大功率設備啟動時影響UPS性能，對系統(tǒng)造成沖擊。對UPS 電源的維護應嚴格規(guī)范，按規(guī)程定期進行電池的自動測試。 對于變化速度很慢的直流信號，若測量毫安值時比較準確但顯示值不穩(wěn)定時，可在現(xiàn)場柜端子上加濾波器，以使混雜于信號中的干擾信號降低為最小。 計算機系統(tǒng)要良好接地，每一個現(xiàn)場柜均應統(tǒng)一接地，已獲得一個等電位點，接地線裁面不小于2mm。信號源電路也應有穩(wěn)定的系統(tǒng)接地，以防止形成地回路干擾DCS系統(tǒng)，同時也可以避免遭受雷擊或其他破壞。 從二次回路到現(xiàn)場站的所有接線應牢固，尤其是抽屜柜的com線和中間繼電器N線等，防止設備大面積跳停，為系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供保證。由于水泥生產(chǎn)的特殊性，現(xiàn)場站四周要嚴格密封，模件盡量避免直接震動和沖擊、陽光直射、油霧、雨淋等；不要在有腐蝕性氣體、灰塵過多、發(fā)熱體附近應用；避免導電性雜物進入控制器。柜內要定期吹掃，保持清潔，以免造成模件內部斷路，接觸不良等。 4 結束語 DCS是集計算機技術、控制技術、網(wǎng)絡通信技術和圖形顯示技術于一體的系統(tǒng)。與常規(guī)的集中式控制系統(tǒng)相比有如下特點： （1）實現(xiàn)了分散控制。它使得系統(tǒng)控制危險性分散、可靠性高、投資減小、維護方便。 （2）實現(xiàn)集中監(jiān)視、操作和管理。使得管理與現(xiàn)場分離，管理更能綜合化和系統(tǒng)化。 （3）采用網(wǎng)絡通信技術，這是DCS的關鍵技術，它使得控制與管理都具實時性，并解決系統(tǒng)的擴充與升級問題。 DCS系統(tǒng)在我公司HOROMIIJ．磨生產(chǎn)線上的應用，實現(xiàn)了生產(chǎn)控制管理中的是實時性、準確性、完整性，提高了設備運轉率改善了工作環(huán)境，節(jié)約了人力資源。其優(yōu)越的性能，完全符合了復雜生產(chǎn)工藝的要求，實現(xiàn)了水泥磨優(yōu)質高產(chǎn)低能耗的目標，滿足了水泥大型化現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。它標志著我國水泥工業(yè)自動化水平已發(fā)展到一個新階段。 參考文獻 [1] Contrologix系列出版物Lngix5550控制器用戶手冊， 羅克韋爾自動化技術資料，1999w [2] KS View 32TM Expanding the world of MMi User’s Guide，Rockwell Software．1998．