DCS控制系统在水泥生产工艺流程中的应用(共28页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录关键词2 2.1.1 DCS系统简介42.1.2 集散控制系统的硬件结构72.1.3 集散控制系统的软件技术7103.2.1 破碎及预均化113.2.2 生料制备113.2.3 生料均化113.2.4 预热分解113.2.5 水泥熟料的烧成123.2.6 水泥粉磨134.1.1 转速控制164.1.2 温度控制18DCS控制技术在水泥生产工艺中的应用(XXXXXXXXXXXXXXX学院 安徽 合肥 )摘要以往的水泥生产线是以现场控制为主的，主要通过继电器控制系统进行控制，无论在人力还是物力方面投资都是很大的，近年来由于自动化技术的快速发展，DCS控制技术在工业控

2、制中得到广泛应用，DCS系统在水泥生产线上的使用，使得水泥厂在人力和物力方面的投资大大减少，增加了效率，另外也降低了危险系数，员工安全得到有力的保障。本文主要叙述DCS系统在铜陵上峰水泥股份有限公司5000t/d生产线上的应用。关键词水泥生产工艺，DCS，过程控制，PID1、绪论1.1 前言 随着社会的快速发展，水泥建材需求不断扩大，应用范围也越来越广泛，从高楼大厦到园林艺术，都需要水泥的浇筑。另外，微电子技术、计算机技术、自动控制理论和通信技术的发展，DCS技术在工业控制领域发挥巨大的作用，越来越深入。当然在水泥行业也不例外，DCS控制系统也得到了很大的应用。由于DCS的应用，在人员方面减少

3、了需求，提高了效率；在安全方面，由于不需要人亲自到现场即可进行对整个生产流水线的控制，大大提高了安全系数。这篇实习报告就是我在铜陵上峰水泥股份有限公司实习所得。在论文中写到了DCS的相关理论，并提到了水泥的部分知识。结合实习的实际情况，将DCS控制技术与水泥生产工艺流程相结合，叙述了DCS控制技术在水泥生产工艺流程中的应用，其中涉及到温度控制、流量控制、压力控制、转速控制等。论文中写到了我的专业课所学，同时也联系了我实习时所学到的新知识，可谓是理论联系实际。在实习过程中，我所在的车间是生料车间，故而我所写内容大部分是围绕生料粉磨的流程而写的。由于我的知识水平有限以及专业知识的欠缺，论文中难免会

4、有不妥或错误之处，希望老师批评指正并予以谅解。谢谢！ XXXXXX 2011年4月18日1.2 实习感言电院的生活是我人生道路上的一个转折点，如若当初有一念之差，我将不知何去何从。走进电院之前，高考失败的阴霾还在心中，感觉自己很是一无是处；然而，事实并不是如此，不在沉默中爆发，就在沉默中死亡，我走进了电院，抛弃自卑，争取自信。2010年12月8日，我来到上峰水泥股份有限公司实习，起初主要的实习任务是熟悉现场。在和现场的老工人打交道的一段时间里我觉得，社会总不如学校，他们没有同学之间那种热情，那种友谊，取而代之的是独立、自我，所以，在社会上一定要谨慎，学聪明点，最重要的是作好自己的工作，让别人没

5、有机会挖你的不是。当然，领导喜欢诚实肯干的人，所以不能再耍孩子脾气，要更学会服从。但不是盲目服从，否则会很累自己，要学会适当的坚硬。这段时间里，有汗水，有泪水，也有笑容，最重要的是学会了很多，不仅仅是知识，还有很多处世方面的。对于知识，我学到了关于水泥的很多知识，虽然这并不是我所学的的专业，也不知我以后是否会继续从事水泥行业，但学会了总会有点用的，毕竟存在的就是有价值的；另外，水泥厂巡检工的实习，让我了解了不少关于机械设备运转方面的常识，对于机械故障要做到及时处理解决；在实习中，体会到了实际的工作与书本上的知识是有一定距离的，需要进一步的再学习。在处世方面，为人要老实诚恳，做事要认真积极，尽量

6、少说话多做事；对于别人的事，自己能帮得上忙的尽量帮一下，有时团队合作还是重要的，也是必要的；班组就是一个集体，如果不能很好的合作，那么工作是做不好的，有些事光靠一个人是完成不了的。实习期间，有累、有苦，水泥厂的环境可想而知，与身俱来的噪音和粉尘，也有高温、高空危险，还要做些体力活，但这些我认为都是值得的。像我们刚刚毕业走向社会的学生，涉世不深，了解不够，很容易因一时的冲动而犯下大的错误，因此更需要到一个艰苦的环境里磨练一下自己，不仅仅要坚定自己的意志，还要强化自己的体质，在做一些体力活的时候是一个很好的锻炼身体的机会。这一切都为以后从事固定工作打下了良好的基础。在这里，感谢上峰给了我这个锻炼自

7、己的机会，更要感谢学校培养了我三年，教会了我许多的知识！2、DCS控制系统简介2.1 概述计算机集散控制系统，又称计算机分布式控制系统（Distributed Control System），简称DCS系统。他是一种综合了计算机技术、控制技术、通信技术、CRT技术，即4C技术，实现对生产过程集中监测、操作、管理和分散控制的新型控制系统。集散控制系统既不同于分散的仪表控制，又不同于集中计算机控制系统，它克服了二者的缺陷而集中了二者的优势。与模拟仪表控制相比，它具有连接方便、采用软连接的方法连接、容易更改、显示方式灵活、显示内容多样、数据存储量大、占用空间少等优点；与计算机集中控制系统相比，它具有

8、操作监督方便、危险分散、功能分散等优点。另外，集散控制系统不仅实现了分散控制、分而自治，而且实现了集中管理、整体优化，提高了生产自动化水平和管理水平，成为过程自动化和信息管理自动化相结合的管理与控制一体化的综合集成系统。这种系统组态灵活，通用性强，规模可大可小，既适用于中小型控制系统，也适用于大型控制系统。 集散控制系统具有如下特点：自治性，协调性，在线性和实时性，适应性、灵活性和可扩充性，系统组态灵活方便。2.1.1 DCS系统简介 集散控制系统是采用标准化、规模化和系列化的设计，实现集中监视、操作、管理，分散控制。其体系结构从垂直方向可分为三级，第一级为分散过程控制级； 第二级为集中控制管

9、理级；第三级为综合信息管理级，各级相互独立又相互联系。从水平方向，每一级功能可分为若干子级（相当于在水平方向分成若干级）。各级之间有通信网络连接，级与各装置之间哟本级的通信网络 进行通信联系。（1）分散过程控制级 分散过程控制级直接面向生产过程，是集散控制系统的基础。它具有数据采集、数据处理、回路调节控制和顺序控制等功能，能独立完成对生产过程的直接数字控制。其过程输入信息是面向传感器的信号，如热电偶、热电阻、变送器（温度、压力、液位、电压、电流功率等）及开关量的信号，其输出是作用于驱动执行机构。同时，通信网络可实现与同级之间的其他控制单元、上层操作管理站相连和通信，实现更大规模的控制与管理。它

10、可传送操作管理级所需的数据，也能接受操作管理级发来的各种操作指令，并根据操作指令进行相对的调整或控制。构成这一级的主要装置有： （a）现场控制站（工业控制机）； （b）可编程控制器PLC； （c）智能调节器； （d）其他测量装置。 各控制器的核心部件是微处理器，且可以是单回路的，也可以是多回路的。（2）集中操作监控级 这一级以操作监视为主要任务，兼有部分管理功能。它是面向操作员和系统工程师的，这一级配备有技术手段齐备，功能强的计算机系统及各类外部装置，特别是CRT显示器和键盘，还需要较大存储容量的存储设备及功能强大的软件支持，确保工程师和操作员对系统进行组态、监测和操作，对生产过程实现高级控制

11、策略、故障诊断、质量评估等。这一级主要设备包括：（a）监控计算机：即上位机，综合监视全系统的各工作站，具有多输入多输出控制功能，用以实现系统的最优控制或最优管理。（b）工程师操作站：主要用于系统的组态、维护和操作。（c）操作员操作站：主要用于对生产过程进行监视和操作。（3）综合信息管理级 这一级有管理计算机、办公自动化软件、工厂自动化服务系统构成，从而实现整个企业的综合信息管理。综合信息管理主要包括生产管理和经营管理。（4）通信网络系统 通信控制系统将集散控制系统的各分布部分连接一起，完成各种数据、指令及其他信息的传递。图1、集散控制系统（DCS）示意图图2、集散控制系统（DCS）结构示意图2

12、.1.2 集散控制系统的硬件结构（1）分散过程控制级 分散控制级主要由各种测控装置组成，常用的有现场控制站、可编程控制器PLC、智能调节器。（2）集中操作监控级 由监控计算机、操作员工作站和工程师工作站等组成，硬件主要由操作台、监控计算机、键盘、图形显示设备、打印机等组成。（3）综合信息管理级 这一级主要执行生产管理和 经营管理功能。主要由管理计算机、办公自动化服务系统、工厂自动化服务系统构成。（4）通信网络系统 集散控制系统中各级的通信设备是通过通信网络互连，并进行相互通信的，已达到既自治又相互协调工作。主要组成有：通信介质等。2.1.3 集散控制系统的软件技术 集散控制系统的软件可分三类：

13、控制软件、操作软件和组态软件。（1）控制软件：实现分散过程控制级的过程控制设备具有的数据采集、控制输出、自动控制和网络通信等功能。（2）操作软件：完成实时数据管理、历史数据存储和管理、控制回路调节和显示、生产工艺流程画面显示、系统状态、趋势显示以及产生记录的打印和管理等功能。（3）组态软件：包括画面组态、数据组态、报表组态、控制回路组态等。2.2 DCS控制技术的发展 自美国Honeywell公司于1975年成功地推出了第一个集散控制系统TDC2000型计算机集散控制系统以来，经历了20多年的时间，集散控制系统已经走向成熟并获得广泛应用。器发展具体经历了四个阶段。（1）第一阶段（70年代初）

14、第一代集散控制系统大多具有微处理器的分级控制系统，主要有过程空盒子装置、数据采集装置、CRT操作站、监控计算机和数据高速公路五部分组成。（2）第二阶段（80十年代中前期） 第二代产品在原来产品的基础上，进一步向高精度、高可靠性、标准化、小型化、模块化、单元结构化、智能方向发展，使之具有更强适应性和扩展性。（3）第三阶段（80年代中后期） 第三代产品开发了高一层次的信息管理系统和符合国际标准组织ISO的OSI开放式互联考模型的局域网络。（4）第四阶段（90年代初开始） 在20世纪90年代，随着对控制和管理要求的不断提高，第四代集散控制系统以管理一体化形式出现。它在硬件上采用了开放的工作站，使用R

15、ISC替代CISC，采用了客户机/服务器（Client/Server）的结构2.3 水泥厂控制系统的发展经历 *气动仪表式控制系统 *电动但愿组合式模拟仪表控制系统 *集中式数字控制系统 *分布式控制系统 *分布式控制系统DCS *现场总线控制系统FCS 由于现场总线适应了工业控制系统向网络化、分散化、智能化发展的方向，它的出现导致了传统控系统的变革，形成了新型的网络化继承至全分布控制系统现场总线控制系统。 FCS既是一个开放通信网络，又是一个全分布式控制系统。它作为智能设备的联系纽带，吧挂接在总线上作为网络节点的智能设备连接为网络系统，并进一步构成自动化系统；实现基本控制、补偿计算、参数修改

16、、报警、显示、监控、优化及控制一体化的综合自动化系统。这是一项以智能传感器、控制、计算机、数字通信网络为主要内容的综合技术。目前新型干法水泥厂绝大部分采用分布式计算机控制系统进行控制。3、水泥生产工艺3.1 水泥概述 水泥（cement），粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌成浆体后能在空气或水中硬化，用以将砂、石等散粒材料胶结成砂浆或混凝土。硅酸盐水泥生产的原料：1.硅酸盐水泥的主要成分硅酸三钙（3CaOSiO2）、硅酸二钙（2CaOSiO2）、铝酸三钙（3CaOAI2O3）、铁铝酸四钙（4CaOAI2O3Fe2O3）其中：CaO 6267%；SiO2 2024%；AI2O3 47%；Fe2O3

17、 26%。2.硅酸盐水泥生产的主要原料 (1) 石灰质原料： 以碳酸钙为主要成分的原料，是水泥熟料中CaO的主要来源。如石灰石、白垩、石灰质泥灰岩、贝壳等。一吨熟料约需1.41.5吨石灰质干原料，在生料中约占80%左右。 石灰质原料的质量要求如下表：品位CaO（%）MgO（%）R2O（%）SO3（%）燧石或石英（%）一级品482.51.01.04.0二级品45483.01.01.04.0(2)粘土质原料：含碱和碱土的铝硅酸盐，主要成分为SiO2，其次为AI2O3，少量Fe2O3，是水泥熟料中SiO2、AI2O3、Fe2O3的主要来源。粘土质原料主要有黄土、粘土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等。一吨

18、熟料约需0.30.4吨粘土质原料，在生料中约占1117%。 粘土质原料的质量要求如下表：品位硅酸率铁率MgO（%）R2O（%）SO3（%）塑性指数一级品2.73.51.53.53.04.02.012二级品2.02.7或3.54.0不限3.04.02.012一般情况下SiO2含量6067%，AI2O3含量1418%。 (3)主要原料中的有害成分： MgO：影响水泥的安定性。水泥熟料中要求MgO5%，原料中要求MgO3%。 碱含量（K2O、Na2O）：对正常生产和熟料质量有不利影响。水泥熟料中要求R2O1.3%，原料中要求R2O4%。 P2O5：水泥熟料中含少量的P2O5对水泥的水化和硬化有益。当

19、水泥熟料中P2O5含量在0.3%时，效果最好，但超过1%时，熟料强度便显著下降。P2O5含量应限制。 TiO2：水泥熟料中含有适量的TiO2，对水泥的硬化过程有强化作用。当TiO2含量达0.51.0%，强化作用最显著，超过3%时，水泥强度就要降低。如果含量继续增加，水泥就会溃裂。因此在石灰石原料中应控制TiO22.0%。3. 硅酸盐水泥生产的辅助原料(1)校正原料 铁质校正原料：补充生料中Fe2O3的不足，主要为硫铁矿渣和铅矿渣等。 硅质校正原料：补充生料中SiO2的不足，主要有硅藻土等。 铝质校正原料：补充生料中AI2O3的不足，主要有铝钒土、煤矸石、铁钒土等。校正原料的质量要求硅质原料 硅

20、 率 SiO2（%） R2O（%）4.0 7090 4.0铁质原料 Fe2O340%铝质原料 AI2O330%(2) 缓凝剂：以天然石膏和磷石膏为主。掺加量35%。4.工业废渣的利用 赤泥：烧结法生产氧化铝排出的赤色废渣，以CaO、SiO2为主。掺加石灰质原料可配制成生料。 电石渣：以CaO为主。可替代部分石灰石生产水泥。 煤矸石：以SiO2、AI2O3为主。可替代粘土生产水泥。 粉煤灰：以SiO2、AI2O3为主。可替代粘土配制生料，也可作混合材料。 石煤：以SiO2、AI2O3为主。可作粘土质原料，也可作燃料。3.2 工艺流程简介水泥的生产工艺，以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细

21、制成生料，喂入水泥窑中煅烧成熟料，加入适量石膏（有时还掺加混合材料或外加剂）磨细而成。可简述为“两磨一烧”。上峰公司采用的是新型干法水泥生产工艺，具体流程如下：3.2.1 破碎及预均化（1）水泥生产过程中，很大一部分原料要进行破碎，如石灰石、黏土、铁矿石及煤等。因为石灰石是生产过程中用量最大的原料，开采出来之后的颗粒较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥的物料破碎中占有比较重要的地位。 （2）原料预均化。预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。 3.2.2 生料制备 水泥生产过程中，每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料

22、（包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏），据统计，干法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占约3%，水泥粉磨约占40%。因此，合理选择粉磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作，控制作业制度，对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。 3.2.3 生料均化 新型干法水泥生产过程中，稳定入窖生料成分是稳定熟料烧成热工制度的前提，生料均化系统起着稳定入窖生料成分的最后一道把关作用。3.2.4 预热分解 把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回转窑长度，同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程，移到预热器内在悬浮状态下进行，使

23、生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交换效率高，达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。（1）物料分散 换热80在入口管道内进行的。喂入预热器管道中的生料，在与高速上升气流的冲击下，物料折转向上随气流运动，同时被分散。（2）气固分离 当气流携带料粉进入旋风筒后，被迫在旋风筒体与内筒（排气管）之间的环状空间内做旋转流动，并且一边旋转一边向下运动，由筒体到锥体，一直可以延伸到锥体的端部，然后转而向上旋转上升，由排气管排出。 （3）预分解 预分解技术的出现是水泥煅烧工艺的一次技术飞跃。它是在预热器和回转窑之间增设分解炉和利用窑尾上升烟道，设燃料喷入装置，使

24、燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过程，在分解炉内以悬浮态或流化态下迅速进行，使入窑生料的分解率提高到90以上。将原来在回转窑内进行的碳酸盐分解任务，移到分解炉内进行；燃料大部分从分解炉内加入，少部分由窑头加入，减轻了窑内煅烧带的热负荷，延长了衬料寿命，有利于生产大型化；由于燃料与生料混合均匀，燃料燃烧热及时传递给物料，使燃烧、换热及碳酸盐分解过程得到优化。因而具有优质、高效、低耗等一系列优良性能及特点。 3.2.5 水泥熟料的烧成 生料在五级旋风预热器中完成预热和预分解后，下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成。在回转窑中碳酸盐进一步的迅速分解并发生一系列的固相反应，生成水泥熟料中的

25、硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙等矿物。随着物料温度升高近1300时，硅酸三钙(C3S）、硅酸二钙(C2S）、铝酸三钙(C3A）、铁铝酸四钙(C4AF）等矿物会变成液相，溶解于液相中的C2S和CaO进行反应生成大量水泥熟料（C3S）。熟料烧成后，温度开始降低。最后由水泥熟料冷却机将回转窑卸出的高温熟料冷却到下游输送、贮存库和水泥磨所能承受的温度，同时回收高温熟料的显热，提高系统的热效率和熟料质量。3.2.6 水泥粉磨水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗电最多的工序。其主要功能在于将水泥熟料（及胶凝剂、性能调节材料等）粉磨至适宜的粒度（以细度、比表面积等表示），形成一定的颗粒级配，增大其

26、水化面积，加速水化速度，满足水泥浆体凝结、硬化要求。 图3、新型干法水泥生产工艺流程示意图 图4、新型干法水泥生产工艺流程简述图解3.3 主要部件工作原理1、原料磨工作原理：物料通过下料溜子喂到磨盘中心，在磨盘旋转过程中依靠离心力的作用，被甩到磨盘四周，在运动到墨辊之下的过程中被墨辊挤压研磨。2、水泥回转窑工作原理：生料粉从窑尾体高端的下料管喂入窑筒体内，由于窑筒体的倾斜和缓缓地旋转，使物料产生一个既咬着圆周方向翻滚，有沿着轴向从高端向低端移动的往复运动，生料早窑内通过费解、烧成等工艺过程，烧成水泥熟料后从窑筒体得底端卸出，进入冷却机。燃料从摇头喷入，在窑内进行燃烧，发出的热量加热生料，使生料

27、煅烧成熟料，在与物料交换过程中形成的热空气，由窑进料端进入磨系统，最后由烟囱排入大气中。 3、电收尘器：是以静电净化法进行收捕烟气中粉尘的装置。它的工作主要依靠放电极和沉淀极这两个系统来完成。当两极间输入高压直流电时在电极空间，产生阴、阳离子，并作用于通过静电场的废气粉尘粒子表面，在电场力的作用下向其极性相反的电极移动，并沉积于电极上，达到收尘目的。两极系统均有振打装置，当振打锤周期性的敲打两极装置时，粘附在其上的粉尘被抖落，落入下部灰斗经排灰装置排出机外。被净化了的废气由出气口经烟囱排入大气中，此时完成了收尘过程。4、DCS控制技术在工艺中的应用4.1 控制项目4.1.1 转速控制1、在水泥

28、的生产过程中，转速的控制是非常重要的，以板喂机的转速控制为例，在水泥厂的原料配料系统中,粘土的物料水分一般情况下均在12%以上,特殊情况达到17%以上。而配料的精确对生料质量和熟料质量影响很大,因而配料的准确与否是系统设计的关键。一般系统流程主要是在粘土仓下布置板喂机,然后接皮带秤,通过皮带秤的计量来实现准确配料。皮带秤的控制机理：皮带秤上装有一个压力传感器，当有物料通过秤面时，电子皮带秤称重桥架安装于输送机架上，当物料经过时，计量托辊检测到皮带机上的物料重量通过杠杆作用于称重传感器，产生一个正比于皮带载荷的电压信号。速度传感器直接连在大直径测速滚筒上，提供一系列脉冲，每个脉冲表示一个皮带运动

29、单元，脉冲的频率正比于皮带速度。称重仪表从称重传感器和速度传感器接收信号，通过积分运算得出一个瞬时流量值和累积重量值，并分别显示出来。当通过皮带上的物料的重量大于给定值时，则通过调节器降低转速，以达到适当的运料量；反之，则增加转速。皮带秤主要技术参数： 系统精度： 0.125% 称量范围：450t/h 皮带宽度：1400mm 皮带速度：2.0m/s 远传传输mm 皮带输送机倾角：14 环境温度： 机械：-20+50 仪表： 040 功率：75kw图7、电子皮带秤示意图2、在水泥生产工艺流程中，另一个对于转速控制要求较高的环节就是烧成窑的转速控制。由于物料要在窑内充分煅烧，时间要足够长，故窑体要

30、控制在适当的转速情况下，铜陵上峰水泥厂的窑体转速是控制在4 r/min。物料只有在窑体内充分地煅烧，才能不至于浪费热量，达到节能、高效的目的。图8、水泥烧成窑的组成4.1.2 温度控制在水泥的生产工艺过程中，温度控制是至关重要的，不仅仅是在窑体内的温度控制还有油站的温度控制。如立磨主电机的温度控制，立磨轴承在转动是会产生高温，若不及时降温，将会造成严重后果。油站的作用是为其供油，达到降温作用，还可以达到润滑的作用。在水泥的温度控制中，墨辊油站邮箱的温度控制如下：T52 加热器启动加热T54 加热器关闭T56 开启循环水系统，进行冷却温度传感器技术参数：供电电压：24V DC输出信号：DC 05

31、V 420mA精度：0.0005/V功耗：0.5W工作环境 温度：-2080 湿度：95%RH在自动控制系统中，温度设定值可根据现场的特殊情况自行修。如控制线路故障，会致使循环式冷却系统不能正常开启，这是需手动开启。4.2 生料粉磨中的过程控制1、磨机负荷控制。水分、硬度发生变化时，系统通过入磨喂料量来保证磨机处于负荷稳定的最佳粉磨状态，避免堵塞和空磨发生。负荷自控系统通常采用的调节方法一是设置一个入磨常数，稳态下的选粉机入磨量加新喂料量与之相等；二是以提升机功率或者磨机电流信号分别作为主控或监控信号实时调节；三是以选粉机回灰、提升功率、电流等信号进行数学模型分析控制或者极值控制。水泥磨大多采

32、用常数控制调节，生料磨多采用电流或提升机功率信号调节。因为，熟料硬度较大，磨音清脆，与钢球撞击声无明显差别，使电信号的灵敏度变差。2、磨机温度控制。根据入料和成品的水分要求，烘干粉磨系统温度可通风机风口开度调节入磨热风量，也可通过热风入口管道上的冷风阀调节入磨温度。后者更有利于保持系统的生产稳定。对于利用选粉机等设备同时进行烘干的粉磨系统，上述调节热风进入量和渗入冷风改变入磨风温的两种方法也为适用，对此的控制大多采用单回路自动控制系统。3、压力控制。压力控制可检测并及时调节磨机的通风。磨内的工作状况可根据磨机的出、入口的负压差进行判断和调节。压差增大，与磨机负荷过大、隔板仓堵塞等原因有关，都由

33、磨内通风阻力增大所致。4、系统设备启动程序控制。系统各环节的启动需要合理、有序的进行。如磨机启动时，喂料调节器控制喂料量逐步增大至目标值；正常负荷下的喂料均匀、稳定以及系统联动的开、停机程序等。4.3 水泥厂常见设备的控制方法1、 普通电机的测点备妥（RD）：DI点，备妥，设备是否具备启动条件； 应答（RN）：DI点；应答，设备是否运行； 驱动（DR）：DO点；驱动，DCS是否给设备驱动；2、 基本控制原理： 设备有备妥后可以驱动，驱动后设备运行。其中要加各种联锁保护。 启动故障：设备驱动后在规定时间内没有返回应答，计算机自动产生故障，报警并停止驱动； 运行故障：设备驱动后，返回应答，驱动自保

34、，运行期间应答丢失，超过规定时间，自动产生故障，报警，停止驱动； 安全联锁：电机本身的安全保护：如包括：综合故障；温度开关；速度开关；跑偏开关；撕裂等； 上位联锁：又名启动联锁，确保设备按照工艺顺序启动； 下位联锁：又名运行联锁，确保设备按照工艺顺序运行；如下位设备（参与顺序联锁）出现异常故障，将自动联锁停止本设备的驱动； 停车联锁：确保设备按照工艺顺序停车；允许停车命令的有效；抖动：由于现场各种原因所引起的、进入计算机系统的测点信号出现异常现象。具体包括：测点信号瞬间间断、瞬间闭合、测量值超出正常范围等。 延时保护：安全联锁可以加延时输出保护；延时的时间可以定为1秒或适当的时间；在规定的延时

35、内测点的抖动可以忽略不计，不参与联锁控制，一但超出规定时间，计算机系统将执行相应的联锁控制。同理下位联锁可以加延时断开保护。3、 组操作 将相关设备按照工艺要求合理分成若干组，进行成组控制，即成组启动、成组停车。组的九种表示方式如下： 组备妥； 组启动命令； 组启动进行； 组停车命令； 组停车进行； 组故障； 组运行； 组解锁； 组状态。 例如，根据工艺流程，可以将粉磨工段分成若干组进行控制： 第一组：稀油站组 第二组：系统风机组 第三组：成品输送组 第四组：选粉机组 第五组：提升机组 第六组：磨主电机水电阻组 第七组：磨主电机组 第八组：喂料组4、 解锁 解锁后电机可脱离组控制，可以单独控制

36、开停。5、 电机正反转 如电动液压推杆、翻板阀等，属于正反转的设备。其测点包括： 备妥（RD）；正向应答（RNF）；反向应答（RNR）；正向驱动（DRF）；反向驱动（DRR）；正向限位（LMF）；反向限位（LMR）。 另外每个正反转的电机应该有正反转选择（SEL）。 联锁保护：正反转电机用正反应答做保护，就是正转选择和正向应答与上或上正反转选择和反向应答与上做联锁；但电动液压推杆和闸板阀等电机应该特殊考虑，一般应该用正转限位或反转限位做联锁，但由于现场很复杂，由于多种原因，多数的限位开关都经常失灵，所以进入计算机系统的限位测点很难及时、准确；这时我们在做联锁的时候，就应要特殊考虑，用正反转选择

37、做联锁保护，不要用限位做联锁，否则将会带来不必要的麻烦，还有一点也应注意，一般是驱动到限位后，应答先丢失，大约2秒后，限位才上来，这期间，不应该让设备产生运行故障，所以还应该考虑时间问题。 闸板阀随组启动打开；随组停车关闭； 6、高压电机控制 高压电机和低压电机的控制比较接近，不同的是增加了一些高压控制保护： FT1 事故跳闸 FT2 综合过电流继电器故障 FT3 失电报警 FT4 跳闸回路断线 FT5 热过载 高压电机出现故障时，可以从计算机上查找这些高压保护动作了没有。另外高压电机还增加了电机轴承、转子、定子等温度监视，当温度超过规定值时，计算机保护动作，将自动取消高压电机的驱动，各种保护

38、的数值为： 轴承温度保护：75 定子温度保护：120 转子温度保护：120 高压风机启动加相关阀门关限位联锁为启动联锁。 7、变频电机控制 变频调速电机一般有原料选粉机、喂料皮带电机等。这些电机都有自己的变频控制装置，只需要计算机系统的驱动和速度给定，且在驱动之前，速度给定要回零。8、直流调速电机的控制 窑主电机、篦冷机篦床一段、二段电机、高温风机等，可以选配直流调速电机。先驱动主回路，应答返回，按照规定时间延时，再驱动控制回路。9、阀门的控制 一、模拟量阀门：有模拟量的给定和反馈； 二、混合控制阀门：是有模拟量的反馈和阀门的开、关驱动； 三、电动门：是电动阀门只有开和关驱动； 软件控制可以取

39、消绝大多数的硬伺服放大器及硬手操器，对电动阀门的控制，常用方法是执行机构+硬伺服放大器+硬手操，然后由DCS输出420MA（010MA）信号给硬手操。MACS系统的软件设计，完全可以取消硬伺服及硬手操，改由它提供的软伺服+软手操代替。直接用设定值和阀门的反馈进行比较，将偏差再和死区比较来决定阀门的开和关，控制反馈值和设定值的偏差在死区范围内。 对于行程时间在30秒以上，或定位精度不高于1%的执行机构，建议：取消硬伺服及硬手操，改由MACS系统提供的软伺服加软手操代替。对于行程时间在10秒以下，或定位精度高于1%的执行机构，可选择使用回路控制板。4.4 各工段控制方案1、生料粉磨： 生料配料调速

40、皮带秤定量给料的自动控制。可取消机旁的秤体控制器，由DCS完成标定、计量功能。 生料X荧光分析仪与生料配比的闭环自动控制。 生料磨机负荷与产量的闭环自动控制。 生料磨机出口风温与入口冷热风阀的闭环自动控制。 各分组设备的解/联锁启停控制及保护。 各稀油站的启停控制及保护。2、煤粉制备： 窑头和窑尾给煤的自动稳流。 煤磨出口风温与入口冷热风阀的闭环自动控制。 煤粉称重仓的自动稳流。 各分组设备的解/联锁启停控制及保护。3、烧成窑尾： 生料均化库定时充气和卸料自动控制。 生料称重仓重量与均化库底卸料的闭环自动控制。 电收尘与C1筒（或C5筒）CO含量的联锁保护。 增湿塔出口温度与喷水量（或回水量）

41、的闭环自动控制。 C1筒出口风压与高温风机转速的闭环自动控制。 窑尾预热器的自动定时吹堵和堵料预报警。 分解炉出口温度与窑尾给煤量的闭环自动控制。 各分组设备的解/联锁启停控制及保护。4、烧成窑头： 窑头罩压力与窑头排风机转速（或排风阀开度）的闭环自动控制。 篦冷机一室篦下压力与篦速的闭环自动控制。 各分组设备的解/联锁启停控制及保护。 篦冷机灰斗卸料的手自动控制。 各分组设备的解/联锁启停控制及保护。5、水泥粉磨： 水泥配料调速皮带秤定量给料的自动控制。可取消机旁的秤体控制器，由DCS完成标定、计量功能。 水泥磨机负荷（球磨机）与产量的闭环自动控制。 辊压机的启停控制及保护。 各分组设备的解/联锁启停控制及保护。各稀油站的启停控制及保护。附录ATOX50型水泥立磨示意图：图9、水泥立磨图解参考资料1、周啸 水泥工程 2010年2月第一期 主办：南京水泥工业设计研究院2、刘志江 新型干法水泥技术 化学工业出版社 2005年12月3、苏小林 计算机控制技术 北京：中国电力出版社 2004年6月4、王爱广、王琦 过程控制技术 北京：化学工业出版社 2008年8月5、黄忠友等 铜陵上峰水泥股份有限公司巡检操作规程 2005年专心-专注-专业