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1、浅谈QuantumDCS系统在我公司的应用lijing导语：本文表达了Schneider电气公司的ModiconTSXQuantum所建立的集散控制系统自动化平台在当代新型干法水泥行业的应用。摘要：本文表达了Schneider电气公司的ModiconTSXQuantum所建立的集散控制系统自动化平台在当代新型干法水泥行业的应用。十分介绍了系统的硬件配置、功能以及网络组成等，对系统的稳定性、可靠性、经济性、实用性进展了讨论，指出了系统优化的方向，提出了DCS集散控制系统使用以及维护心得。提出很多优化系统稳定性的详细措施，倡导了当代水泥行业“鼠标+水泥的思想，实现了人机双控互动的控制策略。概述：近
2、年来，我国水泥工业正处于技术构造和产品构造调整时期，根据国家产业构造调整政策，促使国内水泥工业尤其是带预分解窑的新型干法技术工艺得到了快速开展。我公司是中国建材局下属的中国结合水泥分公司，一期工程采用日本三菱公司先进的窑外预分解技术，建立3000T/D熟料水泥新型干法消费线，先进的消费工艺对全厂电气自动化控制有很高的要求。我公司综合考察了国内水泥行业的普遍使用的控制系统，最终选用国际上比拟先进的分散控制、集中治理的集散型控制系统DCS。该系统集计算机控制技术、通讯技术和图形显示技术为一体，通过中央控制室计算机集中控制整个消费线的各种操纵，实现对全厂所有设备的工艺操纵和电气控制。我公司在综合考虑
3、了各种因素后，最终确定采用性能价格比拟高的法国施耐德公司的DCS系统。通过选用Quantum和Momentum之间的通讯组合，对全厂所有设备进展了平安可靠的电气自动化控制，得到了很好的效果。本人从水泥消费线建立初期就介入了系统的设计、安装、调试、维护以及改造等，从中积累了不少经历和技术，就对Schneider公司的DCS系统在我厂的实际应用情况，谈谈自己的体会。并对DCS系统在水泥行业的展望以及进步系统的稳定性提出了自己的见解和看法。b一、水泥消费工艺流程：石灰石、砂岩、铁粉、粉煤灰均化后按一定比例配料混合，经生料立磨粉碎研磨制成生料粉。生料粉经过均化送至预热器，再经五级悬浮预热器进展预热，并
4、投入分解炉进展窑外预分解，同时原煤经过粉磨制得的煤粉送至窑头煅烧和分解炉进展无焰燃烧。预热后的料粉进入回转窑高温煅烧，烧成熟料，高温的熟料块再经过蓖冷机进展冷却和破碎，然后均化储存水泥熟料。水泥熟料参加石膏、混合材、粉煤灰再按一定比例配料混合，经水泥磨粉磨制成不同标号的水泥成品，最后水泥成品经袋装和散装向外出售。完成整个消费工艺流程。二、Quantum集散控制系统简介：根据新型干法水泥的消费工艺流程状况，电气拖动设备运行，设备按工艺布局和连锁步骤完成从原料配料、原料粉磨、生料煅烧、煤粉制备、熟料储存、水泥粉磨、水泥包装等整个消费经过。该系统使设备保持在最大效率情况下运转，电气设备的平安和可靠对
5、整个消费流程起到特别重要的作用。随着时代的开展，计算机网络在工业控制中得到了广泛应用。尤其Ethernet网络更是独领风骚，Windows2000Workstation和Windows2000Server内置的Ethernet协议运行稳定可靠，速度快。MonitorPro的分布式数据库构造充分发挥了网络的优点，在Ethernet网络上实现数据库分享，数据交换才能强，实时性好，MonitorPro的SQL/ODBC/OPC关系数据库连接功能为实现工厂自动化提供了很好的解决方案，在国内外得到广泛应用。本方案采用光纤作为介质，通讯速率达100M/s。系统计算机通过以太网通讯，将四个现场站的状态和经过
6、信息数据，在各控制室上位计算机上进展工艺图形显示，以实现整个消费工艺环节的集中监控。实现整个系统的数据分享。所有到现场站的网络均为双网冗余。ModiconTSXQuantumPLC自动化系列产品是Schneider公司最新研究的成果，专门为适应经过控制需要而开发的产品。ModiconQuantum主机的逻辑是由在工业现场的输入、输出模块来实现的，I/O模块是经I/O总线链接到主机，形成一个完好的控制系统，Momentum模板是电气信号转换器，它将送至和来自现场装置的信号如限位开关、接近开关、温度传感器、电磁阀、电动执行器等信号转换成CPU可以处理的信号和格式。所有与总线相连的I/O模板都经过光
7、电隔离，确保模块和通讯的平安和无故障运行。在中央控制室内设置交换机和光电转换设备，采用Ethernet协议可实现与现场站、生料质量控制系统、消费治理系统MIS及其它系统的通讯。DCS系统和配料秤、变频器的通讯采用硬接线或Mb+通讯方式。该系统可以组成较复杂的本地I/O站，远程I/O站，分布式I/O站。控制的输入输出信号通过各种I/O模板连接实现，各种I/O模板把现场收集的模拟量信号和数字量信号传送到处理器的CPU内，进展信息处理和运算，通过网络交换机把光缆信息传输至中央控制室供操纵员操纵，同时操纵员把各种工艺要求命令通过光缆传输发送给处理器，控制现场设备的运行和参数自动调整。该系统具有编程、组
8、态、监控、操纵控制工艺经过及要求等，配置Concept2.5编程软件和MonitorPro7.0上位机图形监控软件，可对各个现场控制站进展软件编程，在线、离线调试，修改等功能。中控室通过软硬件平台，控制整个消费工艺经过。显示消费工艺流程和相应的工艺动态参数的实时变化趋势、历史数据及记录；显示各种报警状态并发出声光闪烁，打印画面上各种实时参数、报警记录等；对现场控制站的各种主机、辅机设备按照所编制的程序控制顺序起停等。现场控制通过软硬件技术，利用QuantumCPU处理整个模块所收集到的现场的各种信息，包括各种设备运行状况和各种压力、温度、流量、料位、阀门开度、主机的运行电流值等信号。各种实时参
9、数利用通讯模块在本站和其它站之间互相通讯，传输到中央控制室。b三、Quantum集散控制系统功能：ModiconTSXQuantumPLC采用Intel奔腾处理器，无论是逻辑控制、顺序控制、时序控制、经过控制、数学运算、PID调节指令，处理速度均高达0.09ms/k。系统模板所有通道都互相隔离，所有模板都可带电插拔，系统运行可靠性很强。每个QuantumCPU均可与Modbus和Modbus+节口想匹配，组成QuantumCPU+Momentum模块化系统。CPU模板内部存储器可用于存放用户指令，控制信号的输入或者输出通过各种I/O模板实现。本地I/O最多支持32个模板，远程I/O最多支持31
10、个分站，一台主机可带三个分布式I/O网络，189个节点。本地、远程分布式背板都可电源冗余。安装节点超过100000个。用于工业控制的局域网络，通讯间隔电缆500米，使用中继器2000米，光缆12000米。100/1000M高速光缆连接，支持多种网络标准，ModibusPlus、Interbus-S、ProfibusDP。使用工业标准TCP/IP协议。采用屏蔽双绞线易于安装和拆卸。b四、Quantum集散控制系统配置：Quantum集散控制系统选用Schneider公司Quantum系列控制器，整个系统主干网采用ModibusPlus局域网，其主干网采用光缆作为介质，环形构造，具有冗余功能，当环
11、路一个节点断开时系统能自检故障，并正常运行，不影响其它站之间的通讯。增强了系统的抗干扰才能，防止了高压设备及功率变频设备，通讯设备等可能造成的信号干扰。整个网络系统构造简单，可靠，硬件维护非常方便。我公司Quantum集散控制系统分为经营治理层、消费监控层和自动化控制层，如下列图我公司DCS系统构成网络构造图。本系统采取窑头和窑尾通过光纤同时进中央控制室，一主一备，一旦任一路通讯出现问题，系统会自动切换，光纤环网的好处是在系统任何一个控制站都能通过挪动工程师站来访问其它的站点。系统包括三个局部，即中央控制室、现场控制站和现场仪表。该DCS系统由工程师站，操纵员站，通讯效劳器以及光电转换等设备组成，利用光缆把各个现场站组成环网，各个现场站之间互相备用，数据分享，大大进步了系统的可靠性和稳定性。现场收集的信号由窑尾站和窑头站同时进入中央控制室软件平台，一主一备。进步了系统稳定性。中控室设置交换机和光纤转换设备，采用Ethernet协议可实现与现场各站进展通讯，还可把生料质量控制，消费治理系统及其它系统之间进展通讯。