惠州環(huán)球公司3 000 T/D 預分解窯水泥生產(chǎn)線,采用我院的CDI一DCS分散控制系統(tǒng)(Distributed Control System),該系統(tǒng)是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡為紐帶的多級計算機系統(tǒng),綜合了計算機(Computer)、通訊(Communication)、顯示(CRT)和控制(Contr01)等4C技術(shù)。其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。該CDI一DCS系統(tǒng)在國內(nèi)多個大型項目應用,實踐證明,該CDI—DCS系統(tǒng)性能可靠,功能強大,具有很強的實時性和靈活性,為水泥生產(chǎn)自動化控制提供了穩(wěn)定可靠的保證和技術(shù)支持。
1工藝段的劃分及CDI-DCS系統(tǒng)的組成
1.1工藝段的劃分
根據(jù)環(huán)球水泥廠的設備組成和布置特點,工藝流程分為石灰石破碎系統(tǒng)、原料系統(tǒng)、生料磨及廢氣處理系統(tǒng)、窯尾喂料及煤粉制備系統(tǒng)、燒成系統(tǒng)、水泥粉磨系統(tǒng)、水泥散裝及袋裝系統(tǒng)共7個工藝段。
1.2系統(tǒng)組成和選型
根據(jù)工藝段的劃分和要求,環(huán)球DCS系統(tǒng)由7個現(xiàn)場控制站(其中1個為遠程站)組成,以完成上述7個工藝段的控制要求。中控室由5個操作站、1個服務器、1個ES組成。現(xiàn)場站與操作站由高速以太網(wǎng)連接。
環(huán)球水泥公司C D I—D C S系統(tǒng)硬件選用ROCKWEI上公司的1756系列產(chǎn)品,該硬件在雙馬水泥廠、金頂水泥廠、貴陽水泥廠、小南海水泥廠(1、2線)、峨眉山水泥廠(1、2線)等工程中都表現(xiàn)出非常高的硬件可靠性。為了進一步提高主生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的可靠性,我們還選用了雙處理器、雙控制總線、雙以太網(wǎng)的冗佘配置。
為了減少現(xiàn)場站與操作站之間的數(shù)據(jù)通訊量、提高通訊的速度、降低網(wǎng)絡成本、有效解決網(wǎng)絡抗干擾以及為工廠管理系統(tǒng)提供有效的數(shù)據(jù),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用客戶服務 器方式,網(wǎng)絡介質(zhì)采用光纖,網(wǎng)絡協(xié)議采用高速以太網(wǎng)。
中控設備的選型沿用了我院眾多成功的DCS項目的經(jīng)驗,如:煙臺水泥 廠(1、2線)、準噶爾7k混廠壯山水泥廠等DCS系統(tǒng)。電腦采用戴爾公司的商用機,監(jiān)控軟件采用GE公司的CIMPIJCITY,從而大大提高系統(tǒng)的可靠性,保證工藝設備可靠運行。
2 CDI—DCS系統(tǒng)的特點
(1)服務器和瀏覽站的功能及權(quán)限。系統(tǒng)內(nèi)由服務器和瀏覽站組成基于客戶服務器體系結(jié)構(gòu),服務器負責數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)的分配,瀏覽站連接到服務器上可以對被采集到的數(shù)據(jù)進行完全的訪問以便觀察和控制。服務器和瀏覽站可以很容易地通過網(wǎng)絡連接在一起完全地共享數(shù)據(jù),甚至都不需要從一個節(jié)點到另一個節(jié)點復制數(shù)據(jù)庫。例如,數(shù)據(jù)點只需要組態(tài)一次,而且只需要在服務器上進行一次組態(tài),屏幕畫面也只需要在網(wǎng)絡中的一個位置上進行開發(fā)和存儲,而網(wǎng)絡上其它的CIMPI.,ICITY HMI顯示系統(tǒng)都可以對它進行訪問。所有的組態(tài)均在工程師站完成,服務器及瀏覽站均不能對DCS系統(tǒng)進行修改,從而降低系統(tǒng)的維護難度。
(2)應用軟件的功能。應用軟件的功能比較強大,主要包括:工藝參數(shù)和設備狀態(tài)的實時監(jiān)視;分組操作和參數(shù)設定;歷史、實時趨勢圖顯示功能;事件報警、記錄、打印功能;各種生產(chǎn)報表及管理報表功能;設備運行隋況記錄;事件類型及狀態(tài)的分類顯示功能;過程回路控制及優(yōu)化;用戶管理權(quán)限的設定;實時數(shù)據(jù)采集和處理等。
(3)強大的VBA功能,除了上述DCS監(jiān)控軟件的基本功能外,應用軟件提供了強大的VBA功能,用戶可以通過VBA,實現(xiàn)很多用其他方法不易實現(xiàn)的功能。例如:一個16位的無符號整數(shù)M0l_DOWN,通過一個按鈕的操作,可實現(xiàn):按鈕按一下,M 0l—D 0 W N的第五位為1,按鈕再按一下,M01.一DOWN的第五位為0。按鈕的操作不能改變其它位的值,而用VBA則可以輕易地完成。這樣可減少通訊量,提高可靠性。
(4) 應用軟件支持許多的通訊協(xié)議,如MBTCPIP、OPC、POINTBRIDGE等,配置簡單易學,可以輕松掌握。 ,
(5)CDI。一DCS系統(tǒng)圖形設計器功能很強,可實現(xiàn)很多漸變效果,顏色也比較豐富。
(6)CDI—DCS系統(tǒng)也可提供PID調(diào)節(jié)回路:在環(huán)球水泥公司實現(xiàn)了均化庫下中間倉倉重、窯頭罩負壓、篦冷機速度控制等PID調(diào)節(jié)回路,應用軟件具有調(diào)節(jié)波形顯示功能,非常方便快捷。
(7)CDI—DCS系統(tǒng)提供多種動畫功能:如可見性、顏色填充、移動、縮放等。‘
(8)應用軟件的一個非常有用的功能是用戶可根據(jù)需要自定義用戶結(jié)構(gòu)體,如普通電機,一般需要的標簽有READY(備妥)、F-BACKq(運行)、SIM(仿真)、FAIULT(故障)、FII.TERTIME(故障濾波時間)、STATE(狀態(tài)字)、COMMAND(驅(qū)動)等,用戶可以定義一個結(jié)構(gòu)體MOTORjLV包含上述所選變量,這樣用戶在輸入普通電機標簽如M1101的時候只需把數(shù)據(jù)類型選為MOTOR—LV,就可以在編程時引用如M1101.READY等子標簽,大大減少了編程人員的工作強度,同時也提高了準確性。
(9)系統(tǒng)軟件可以輕易地實現(xiàn)兩個控制器之間的通訊,如:石灰石圓形堆場的堆料機由生料磨控制器控制,需要把堆料機的運行信號傳至石灰石破碎現(xiàn)場站,兩個現(xiàn)場站之間通過以太網(wǎng)連接。比較快捷的方法是:在生料磨現(xiàn)場站建立一個生產(chǎn)者標簽,然后在破碎現(xiàn)場站配置生料磨控制器的路徑,在破碎現(xiàn)場站建立一個標簽,通過MSG指令等同于生產(chǎn)者標簽,這樣就可以在石灰石現(xiàn)場站使用所建立的標簽,達到跨控制站進行連鎖控制的目的。
3注意事項
(1)在配置遠程機架的時候,要堅持先硬后軟的規(guī)則,即:先檢查硬件、通訊網(wǎng)絡模塊的指示燈是否正常,然后才能用網(wǎng)絡配置軟件進行網(wǎng)絡配置,這樣就可以一步步搜尋到遠程的模塊。
(2)在調(diào)試過程中一些電動執(zhí)行器受變頻器的干擾,嚴重的不能正常工作,將變頻器的電纜沿敷設路徑穿鋼管可大大減小干擾。但溫度、壓力等模擬量信號在CDI-.DCS系統(tǒng)的保駕護航下卻非常標準,證明AB的系統(tǒng)抗干擾能力是非常不錯的。
(3)在有冗余配置的現(xiàn)場站,需關注模塊的版本號。目前可選用的硬件版本號很多,若版本號不符合要求,有可能模塊工作不正常或完全不能工作。