一、工程概述
某水泥二期工程1200t/d水泥生產(chǎn)線為干法水泥生產(chǎn)線，采用新華TiSNet-P600 DCS控制系統(tǒng)。整套控制系統(tǒng)包括了從石灰石破碎、輔助原料進廠至熟料儲存、發(fā)送出廠的過程控制，實現(xiàn)原材料破碎、原料輸送、原料立磨、原料調(diào)配、煤磨、燒成窯頭、窯尾及喂料、熟料輸送、水泥磨、水泥成品等工段的各種用電設(shè)備的確順序控制、參數(shù)的檢測、回路自動控制等功能。
圖一、水泥生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖
二、系統(tǒng)介紹
TiSNet-P600系統(tǒng)的新華控制器XCU、通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場I/O、HMI站、電源多層面冗余結(jié)構(gòu)，確保在關(guān)鍵控制場合使用的可靠性。系統(tǒng)以其高可靠性的硬件設(shè)計、內(nèi)嵌專業(yè)化的控制算法、開放式的結(jié)構(gòu)和冗余的以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成一個面向整個生產(chǎn)過程的過程控制系統(tǒng)。更適用于中大型生產(chǎn)過程控制的工程項目。
TiSNet-P600系統(tǒng)運行OnXDC軟件包，包括HMI人機接口站人機界面可視化圖形組態(tài)軟件和圖形組態(tài)編程軟件。OnXDC具有強大的圖像生成、顯示功能和方便、直觀的組態(tài)方式。系統(tǒng)提供各種預(yù)定義的功能塊，提供由用戶可自定義新功能塊的工具，功能塊之間的連線與添加采用拖放方式，“畫圖及組態(tài)，所見即所得”，非常簡單、直觀。
圖形組態(tài)編程軟件具有豐富的算法，符合IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用指令和控制算法的多種編程方式。提供SAMA圖形式的邏輯圖，用戶直接以軟件存盤或打印存檔。
TiSNet-P600系統(tǒng)基于Web的網(wǎng)絡(luò)操作功能，能通過網(wǎng)頁瀏覽器查詢和調(diào)用圖像，瀏覽窗口顯示實時信息和數(shù)據(jù)，實現(xiàn)文件和數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。
TiSNet-P600系統(tǒng)的虛擬仿真技術(shù)，可在PC機上完成控制策略的組態(tài)與編程，并對控制策略進行全面真實的仿真。
三、主要控制功能
某水泥二期工程1200t/d水泥生產(chǎn)線的TiSNet-P600 DCS控制系統(tǒng)除具備完善的數(shù)據(jù)采集處理功能外，還具備了具備以下自動調(diào)節(jié)回路，根據(jù)生產(chǎn)需要進行自動/手動的控制：
● 生料質(zhì)量控制回路
● 原料粉磨機負(fù)荷控制
● 原料粉磨入磨負(fù)壓自動調(diào)節(jié)回路
● 煤磨磨機負(fù)荷控制回路
● 煤磨出口溫度自動調(diào)節(jié)回路
● 五級旋風(fēng)筒出口溫度自動調(diào)節(jié)回路
● 入窯喂料量自動控制回路
● 窯尾生料秤重倉倉量自動控制回路
● 增濕塔出口溫度自動調(diào)節(jié)回路
● 窯頭罩負(fù)壓自動調(diào)節(jié)回路
● 冷卻風(fēng)機風(fēng)量自動調(diào)節(jié)回路
● 冷卻機蓖下壓力自動調(diào)節(jié)回路
● 窯頭電收塵器入口溫度自動調(diào)節(jié)回路
● 優(yōu)化控制算法，實現(xiàn)水泥生產(chǎn)過程的優(yōu)化操作和控制
圖二、水泥生產(chǎn)過程示意圖
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某水泥二期工程1200t/d水泥生產(chǎn)線的TiSNet-P600 DCS控制系統(tǒng)根據(jù)實際情況配置了5個控制柜3臺操作員站和1臺工程師站。
圖三、某水泥二期工程1200t/d水泥生產(chǎn)線的TiSNet-P600網(wǎng)絡(luò)圖
生料質(zhì)量控制：
通過入庫生料取樣系統(tǒng)，經(jīng)光分析儀把生樣的各種參數(shù)值送入P600系統(tǒng)，系統(tǒng)計算出生料率值，得到新的喂料比例。
原樣粉磨負(fù)荷控制：
P600系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)配料庫底定量給料機給料量，控制立磨進出口壓差，以控制原料粉磨喂料量。
圖四、生料粉磨和輸送控制畫面
圖五、配料控制組態(tài)
原料粉磨負(fù)壓調(diào)節(jié)：
P600系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)原料粉磨系統(tǒng)循環(huán)閥門開度，控制入口壓力。保持立磨內(nèi)適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速以及熱風(fēng)量與喂料量的適當(dāng)比例。
煤磨負(fù)荷控制：
P600系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)原煤倉圓盤喂料機變頻機制，控制立磨進出口差壓，以控制圓盤喂料，保證磨機安全經(jīng)濟運行
煤磨出口調(diào)節(jié)：
P600系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)入磨冷風(fēng)閥閥門開度，控制磨機出口溫度，確保磨內(nèi)溫度穩(wěn)定在要求的限制內(nèi)。
五級旋風(fēng)筒出口溫度調(diào)節(jié)：
P600系統(tǒng)隨著爐尾氣體變化及物料量波動，增減喂煤保持新要求的穩(wěn)定溫度，減少入窯物料分解率的波動。
入窯喂料量控制：
P600系統(tǒng)通過比較實測喂料量與給定喂料量，用其差值來控制秤重倉下喂料電動流量閥門的開度。從而實現(xiàn)生料喂料量的穩(wěn)定。
窯尾生料稱重倉倉量控制：
P600系統(tǒng)利用窯尾生料稱重倉倉重調(diào)節(jié)生料庫庫下卸料閥的開度，保證窯尾生料稱重倉倉重維持在一恒定的水平。
圖六、窯尾控制畫面
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增濕塔出口溫度調(diào)節(jié)：
P600 DCS根據(jù)增濕塔出口氣體溫度來調(diào)節(jié)噴水系統(tǒng)回水管道閥門的開度，保證電收塵器的收塵效率，并保證電收塵器極板不變形，同時兼顧本身沉積粉塵的含水量。
窯頭罩負(fù)壓調(diào)節(jié)：
P600 DCS通過冷卻風(fēng)機電收塵器排風(fēng)機進口閥門的開度來調(diào)節(jié)窯頭罩負(fù)壓，保證窯爐用熱風(fēng)與冷卻機余風(fēng)間風(fēng)量、風(fēng)壓的平衡合理分布。
冷卻風(fēng)機風(fēng)量調(diào)節(jié)：
P600 DCS由各室冷風(fēng)機入口流量調(diào)節(jié)各室冷風(fēng)機入口閥門開度，使冷風(fēng)機工作狀況少受外來干擾。
冷風(fēng)機蓖下壓力調(diào)節(jié)：
DCS通過調(diào)節(jié)蓖板沖程次數(shù)來維持蓖下壓力恒定。從而維持冷卻機蓖板上均勻穩(wěn)定的熟料料層厚度，使冷卻機工作在最佳工況。
窯頭電收塵器入口溫度調(diào)節(jié)：
DCS窯頭電收塵器入口氣體溫度來調(diào)節(jié)噴水系統(tǒng)回水管道法門開度，保證電收塵器的收塵效率，并保證電收塵器極板不變形，同時兼顧本身沉積粉塵的含水量。
圖七、窯頭控制畫面
煤粉磨磨音控制：
磨音間接地反映了磨煤機的效率和消耗。磨音高，磨機內(nèi)煤量不足，鐵球消耗大對設(shè)備不利。磨音低，磨機內(nèi)煤量過大，煤粉產(chǎn)量低。
圖八、煤粉磨磨音控制
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根據(jù)磨音反饋的大小與設(shè)定值進行比較，由PID調(diào)節(jié)器輸出控制量改變圓盤喂料機進料速度，從而達到磨音控制的目的。系統(tǒng)在任何情況下進行手動—自動切換而不產(chǎn)生擾動。
生料配比控制：
恰當(dāng)?shù)纳吓浔葘τ跓珊蟮氖炝腺|(zhì)量至關(guān)重要，過多或過少的輔料都會影響產(chǎn)品質(zhì)量。過多的輔料提高了成本，過少輔料產(chǎn)生次品影響產(chǎn)量。
圖九、生料配比控制
根據(jù)控制需要，分別設(shè)定好石灰石、砂巖、黏土和鐵粉的配比，操作員只需給出產(chǎn)量，系統(tǒng)自動生成與之適應(yīng)的分量，達到其控制要求。在任何情況下進行手動—自動切換而不產(chǎn)生擾動。
熟料配比控制：
熟料配比對于成品水泥的標(biāo)號產(chǎn)生影響。過的的輔料，水泥標(biāo)號過高成本提高。過低的輔料水泥標(biāo)號不足，產(chǎn)品不合格。
圖十、熟料配比控制
控制原理與生料配比相同。根據(jù)需要，設(shè)定好熟料、爐渣和石膏配比，操作員只需給出產(chǎn)量要求，系統(tǒng)自動根據(jù)產(chǎn)量和配比進行控制，達到控制要求。在任何情況下進行手動—自動切換而不產(chǎn)生擾動。
圖十一、水泥粉磨輸送控制畫面
其他優(yōu)化控制算法：
實現(xiàn)水泥生產(chǎn)過程的優(yōu)化操作和控制。
四、效果總結(jié)
整套系統(tǒng)成功如期的上線運作，新華TiSNet-P600 DCS系統(tǒng)自動化解決方案縮減了30%的編程時間，同時也帶來了比不采用DCS系統(tǒng)快60%的反省時間，系統(tǒng)購置成本亦大幅降低。整套系統(tǒng)成功幫助XX水泥公司縮短了整個水泥的生產(chǎn)操作流程，同時提高控制系統(tǒng)穩(wěn)定度，并降低了停機比率，此外，透過與其他系統(tǒng)的彈性整合，提供更加容易使用的功能。
（轉(zhuǎn)載）
